Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Связь стандарта GSM в автоматизированных системах 12
1.1. Анализ стандарта GSM 12
1.2. Преимущества и недостатки GSM при использовании в автоматизированных системах 14
1.3. Варианты применения GSM в автоматизированных системах 16
1.4. Выводы 20
ГЛАВА 2. Проблема создания системы телемеханики магистрального трубопровода на основе связи стандарта GSM 22
2.1. Структура системы телемеханики магистрального трубопровода на основе GSM 22
2.2. Характеристики системы 23
2.3. Предварительное исследование быстродействия и надежности системы 25
2.4. Аппаратное обеспечение системы 29
2.5. Выводы 32
ГЛАВА 3. Разработка системы телемеханики магистрального трубопровода на основе GSM 33
3.1. Методология создания системы 33
3.2. Технология передачи телемеханической информации 34
3.2.1. Эффективность использования услуг GSM 34
3.2.2. Передача данных посредством GSM терминалов 37
3.2.2.1. Режимы работы GSM терминалов 37
3.2.2.2. Сеанс связи с использованием услуги Data call 39
3.2.2.3. Прием и передача SMS 41
3.2.3. Протокол передачи данных ElSy GSM 43
3.2.4. Одновременная работа Data call и прием/передача SMS 47
3.2.4.1. Взаимодействие с GSM терминалом посредством мультиплексора 47
3.2.4.2. Назначение каналов мультиплексора 50
3.2.5. Алгоритмическое обеспечение 54
3.3. Защита телемеханической информации 61
3.4. Зависимости показателей быстродействия от характеристик услуг GSM и параметров системы 65
3.5. ПО поддержки связи стандарта GSM в системах телемеханики 67
3.6. Выводы 68
ГЛАВА 4. Исследование системы телемеханики на основе GSM 70
4.1. Исследование характеристик системы 70
4.1.1. Условия эксперимента 70
4.1.2. Результаты исследования 72
4.1.3. Территориальная удаленность 83
4.1.4. Стабильность характеристик 84
4.1.5. Сравнение услуг операторов 89
4.1.5.1. Быстродействие 89
4.1.5.2. Надежность 91
4.2. Оценка быстродействия и надежности системы 92
4.3. Сравнение GSM с другими видами связи 93
4.4. Выводы 96
Заключение 97
Библиографический список использованной
Литературы 99
Приложения 112
- Преимущества и недостатки GSM при использовании в автоматизированных системах
- Структура системы телемеханики магистрального трубопровода на основе GSM
- Технология передачи телемеханической информации
- Исследование характеристик системы
Введение к работе
Нефтегазовая отрасль является ведущей в российской экономике. При этом эффективным способом доставки углеводородов на внутренний и внешний рынки является трубопроводный транспорт. Разветвленная сеть трубопроводов охватывает практически все регионы страны, а общая протяженность трубопроводов составляет около двухсот тысяч километров.
В.В.Трофимов в своей работе [71] описывает традиционно сложившуюся многоуровневую автоматизированную систему управления (АСУ) технологическим процессом (ТП) магистральных нефтепроводов. АСУ ТП магистральных нефтепродуктопроводов и газопроводов имеет такую же структуру [5,6]. Поэтому далее будем говорить об АСУ ТП магистральных трубопроводов (МТ).
АСУ ТП МТ включает следующие уровни [72]. Названия уровней приведены в соответствие с современной терминологией [4].
Уровень управления агрегатами и устройствами, включающий системы управления насосными агрегатами, дросселирующими заслонками, вспомогательными системами, узлы учета и др.
Уровень местного диспетчерского пункта (МДП). На этом уровне решаются задачи управления процессами в магистральной перекачивающей станции (ПС), включая процессы на линейном участке (ЛУ).
Уровень районного диспетчерского пункта (РДП). Здесь решаются задачи управления режимами перекачки углеводородов по магистральному трубопроводу, такие как поддержание режима, переход с режима на режим, пуск и остановка трубопровода, контроль прохождения партий углеводородов, запуск и сопровождение прохождения средств очистки и диагностики, расчет объемов углеводородов в резервуарном парке (РП) и др.
Уровень территориального диспетчерского пункта (ТДП). На этом уровне решаются задачи управления и координации работы сети из
магистральных трубопроводов и процесса сдачи продукта потребителям. Например, выбор и согласование режимов перекачки по отдельным трубопроводам, входящим в сеть МТ, контроль отгрузки на железной дороге и сдачи на нефтеперерабатывающие заводы, приема и наличия нефти в РП, откачки в другие МТ и др.
5. Уровень центрального диспетчерского пункта (ЦЦП)« На этом уровне решаются задачи управления и координации работы всей сети магистральных трубопроводов для обеспечения ритмичности поставок углеводородов потребителям путем выдачи в ТДП плановых заданий и контроля их выполнения. Например, выдача планов поставок углеводородов потребителям на определенный период (год, месяц, декада) и др.
Важнейшей частью АСУ ТП МТ является система телемеханики (СТМ). СТМ МТ обеспечивает взаимодействие МДП с пунктами контроля и управления (КП), расположенными на линейном участке (ЛУ) МТ. Линейный участок МТ состоит из участков трубопровода, соединяющих перекачивающие станции между собой либо с приемо-сдаточными пунктами. ЛУ МТ включает несколько КП, установленных на трубопроводе примерно через каждые 10 км.
Основными элементами СТМ, как правило, являются программируемые логические контроллеры (ПЛК), объединенные в сеть связи.
Иерархическая модель описанной АСУ ТП МТ представлена на рис. 1. (СТМ выделена пунктирной рамкой.)
Некоторые МТ располагаются в местности (например, горных районах), где прокладка кабельных линий связи является невозможной или сопряжена с большими временными и денежными затратами [40].
Рис. 1. Иерархическая модель АСУ МТ
Кроме того, при создании распределенных систем на базе кабельных линий связи возникают различные проблемы в силу следующих причин [22].
Высокая стоимость самих кабельных линий связи и их монтажа.
Значительные затраты на содержание и ремонт кабельных линий.
Расход кабеля существенно увеличивается в распределенных системах.
Радиомодемы с выделенной частотой обладают следующими недостатками: 1) существует необходимость лицензирования частоты; 2) для получения большой зоны охвата территории требуется установка повторителей.
Связь GSM лишена вышеперечисленных недостатков, и ее применение существенно упрощает, ускоряет и удешевляет создание распределенных систем [27,761.
В России и в мире системы на основе GSM используются для решения задач учета энергоресурсов, удаленного сбора информации, навигации, логистики, безопасности и др. Однако на основе GSM еще не разработаны системы по управлению сложными промышленными объектами, такими как магистральные трубопроводы. Таким образом, создание системы телемеханики магистрального трубопровода на основе GSM является актуальной проблемой, решение которой является целью данной работы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.
Изучить существующие автоматизированные системы на основе связи стандарта GSM.
Провести анализ услуг передачи данных, предоставляемых оператором и сделать вывод о пригодности GSM для использования в системах телемеханики.
Разработать методологию создания систем телемеханики на основе GSM.
Создать систему телемеханики на основе GSM.
Исследовать характеристики системы телемеханики на основе GSM и провести поиск способов их улучшения.
Следовательно, объектом исследования является система телемеханики магистрального трубопровода на основе связи стандарта GSM.
Исходя из перечисленных задач, предметом исследования являются: методы, используемые при создании системы телемеханики на основе GSM, характеристики данной системы и способы их улучшения.
Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, теория алгоритмов, теория конечных автоматов, теория эксперимента, математическая статистика.
Научная новизна работы состоит в следующем:
Разработана методология для создания систем телемеханики на основе GSM.
Предложена технология передачи информации в комплексной телемеханической системе на основе GSM.
Создан протокол ElSy_GSM для передачи всех видов телемеханической информации.
Разработаны алгоритмы, обеспечивающие одновременную работу сеанса связи Data call, отправку и получение SMS.
Практическая ценность диссертационной работы:
Создана система телемеханики магистрального трубопровода на основе GSM.
Разработано программное обеспечение (ПО) для исследования характеристик услуг Data call и SMS, которое можно использовать для заданного оператора GSM в произвольной географической точке в различных практических приложениях. При незначительной модификации ПО можно использовать для исследования услуг сотовых сетей других стандартов.
Выполнено исследование характеристик быстродействия и надежности услуг оператора GSM, по результатам которого предложены способы повышения быстродействия и надежности системы.
На защиту выносятся следующие положения:
Реализованная технология передачи телемеханической информации по сети GSM, а также способы, предложенные на основе результатов проведенных исследований, повышающие быстродействие и надежность системы телемеханики на основе GSM.
Выявленные зависимости, позволяющие по параметрам системы и характеристикам услуг GSM рассчитать показатели быстродействия и надежности системы.
3. Программно-алгоритмическое обеспечение по измерению характеристик услуг заданного оператора в произвольной географической точке.
Результаты работы, в частности разработанное программно-алгоритмическое обеспечение, используются для создания систем телемеханики магистральных трубопроводов в НИИ Электронных систем, охранных систем удаленных объектов в ООО «НПФ «Информационные системы безопасности», а также в учебном процессе ТУСУР, что подтверждается актами о внедрении (см. приложение 3).
Основные результаты диссертационной работы получены автором самостоятельно. Автором разработаны: методология создания систем телемеханики на основе GSM; технология передачи телемеханической информации по сети GSM; протокол ElSy_GSM, алгоритмы и ПО для аппаратного модуля ПЛК; способы защиты передаваемой информации. Также автором создано ПО для исследования характеристик услуг Data call и SMS и проведено экспериментальное исследование, по результатам которого предложены способы повышения быстродействия и надежности системы. Постановка задачи и результаты исследования обсуждались с д.т.н., профессором А.А. Шелупановым. Предварительное исследование услуг GSM было выполнено совместно с П.Г. Нестеренко. Анализ методов повышения надежности программного обеспечения был произведен совместно с Д.В. Савельевым, К.Н. Филькиным и К.С. Сариным.
По результатам проведенного исследования опубликовано 10 работ (из которых 1 в издании из Перечня ВАК).
Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, выставках и семинарах:
1. Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР», г. Томск, 2005, 2006,2007 гг.
Третьей международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления», г. Томск, 2005 г.
30-м Международном семинаре-презентации и выставке «Автоматизация. Программно-технические средства. Системы. Применения», ИПУ РАН, г. Москва, 2006 г.
Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Современные проблемы радиоэлектроники», г.Красноярск, 2006 г.
1-й Межрегиональной научной конференции «Современные проблемы радиоэлектроники», г. Ростов, 2006 г.
Международной научно-технической конференции «Сложные системы управления и менеджмент качества CCSQM'2007», г. Старый Оскол, 2007 г.
Томских ШЕЕ-семинарах.
Научно-практических семинарах кафедры КИБЭВС ТУ СУР «Системы моделирования, проектирования и управления», г. Томск.
Научно-технических семинарах НИИ Электронных систем, г. Томск.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 103 наименований и 3 приложений. Работа включает 44 рисунка и 23 таблицы. Общий объем работы составляет 141 страницу.
Преимущества и недостатки GSM при использовании в автоматизированных системах
Преимущества GSM были перечислены во введении к данной работе. В. Plagemann в своей статье «GSM Networks» описывает вопрос пригодности связи стандарта GSM для использования в автоматизированных системах [98].
Устройства GSM позволяют передавать информацию на скорости 9 600 бит/с, что для большинства промышленных систем не является ограничением. Современные GSM устройства управляются AT командами, поэтому взаимодействие с ними подобно обычным модемам. Функции для работы с определенным GSM устройством могут быть скомпонованы в функциональный блок, что позволяет осуществлять программирование в среде программируемого логического контроллера (ПЛК) [74].
Передача SMS по сети GSM является одной из возможностей мобильной связи. Обьгано короткое сообщение печатается символ за символом на клавиатуре. При этом передается обычный текст, который может быть создан и интерпретирован многими современными системами управления. Поэтому система управления может быть как отправителем, так и получателем SMS. Например, система аварийной сигнализации может отправлять SMS как только обнаружена ошибка. Такое решение позволяет системам, которые не находятся под постоянным наблюдением, отправлять SMS сразу после обнаружения заданного условия.
SMS также можно использовать другими способами, например, запросить у ПЛК данные с помощью мобильного телефона. Основываясь на определенном синтаксисе, можно отправлять SMS, запрашивающее определенные данные, и для ПЛК - отвечать, также используя SMS. Это позволит получать информацию о технологическом процессе практически везде, где доступна сеть GSM. Другая возможность является изменение данных в ПЛК. Оба способа должны быть защищены от неавторизованного использования. Так как SMS содержит номер отправителя, можно настроить, каким телефонным номерам позволено использовать эту услугу. Если необходимо использовать услугу без ограничений по номеру, то можно ввести пароль, который должен быть включен в SMS на определенной позиции.
Оба примера, описанные здесь, обеспечивают взаимодействие между системой управления и мобильным телефоном. Другой возможностью является обеспечение взаимодействия систем друг с другом посредством SMS. ПЛК может оправлять SMS, содержащее определенные данные технологического процесса, другому ПЛК, где они извлекаются и преобразовываются в локальные переменные. Таким образом, можно построить сеть GSM ПЛК, взаимодействующих друг с другом через SMS. В дополнение, можно использовать один ПЛК как центральную станцию, где сосредоточиваются данные со всех удаленных станций [98].
Следует добавить, что услуга Data call может быть использована для связи в системах управления таким же образом, как применяется коммутируемое телефонное соединение, так как GSM устройства управляются аналогично обычным модемам с помощью AT команд.
Можно отметить следующие ограничения связи стандарта GMS [98]. GSM не доступен во всех странах или может не быть доступен в каждой географической точке страны. Кроме того, некоторые здания спроектированы таким образом, что связь стандарта GSM в них обладает плохим качеством или вообще не функционирует. GSM является международным стандартом, но управляется потребительским, а не промышленным рынком. По этой причине услуга передачи данных SMS не имеет системы гарантированного времени доставки. Следует также отметить такой недостаток Data call, как наличие времени дозвона и установления соединения (составляющего несколько секунд), что удлиняет время передачи информации.
Компания Festo и ее дочерняя фирма Beck продемонстрировали GSM возможности контроллера Beck IPC FEC FC38 на выставке SPS/IPC Drives в Нюрнберге (Германия) в декабре 2000 г. [97]. Контроллер включал программное обеспечение, которое позволяло создавать SMS сообщения и интерпретировать их.
Связь, основанная на котроллере FEC FC38, подходит для небольшой управляющей системы с примерно 20 сигналами ввода/вывода для проверки сигналов ошибки от заданного процесса или для отправки команд системе управления. К этому набору добавлены стандартные коммуникационные возможности, такие как последовательные порты и порты Ethernet. GSM устройство встроено в корпус контроллера, позволяя отправлять и получать SMS сообщения.
Компания Opto 22 (США), разработчик и производитель аппаратного и программного обеспечения для промышленной автоматизации, удаленного мониторинга и корпоративного сбора данных, интегрировала управляющий терминал GT48 от Sony Ericsson (Великобритания) в свое оборудование ввода/вывода (I/O) OptoGSM, получив в результате дешевую и гибкую беспроводную систему для М2М приложений [93,35].
OptoGSM I/O первоначально дебютировало в мае 2003 года как часть семейства продуктов Opto 22 для М2М. Используя сочетание промышленного стандарта, подключаемых модулей цифрового ввода/вывода вместе со встроенным аналоговым вводом/выводом и встроенной беспроводной радиосвязью, обеспечивает взаимодействие с производственными ресурсами и передает технологические или служебные данные через сеть связи стандарта GSM.
Рассмотрим конкретные примеры применения GSM в автоматизированных системах. Решение по автоматическому удаленному измерению уровня топлива в резервуарах системы обогрева здания на основе GSM было предложено швейцарской компанией Sensile Technologies SA [83].
Структура системы телемеханики магистрального трубопровода на основе GSM
В телемеханических системах могут передаваться все или только некоторые виды контрольной и управляющей информации. При передаче информации лишь о значениях параметров объектов ТС называется системой телеизмерения (ТИ); в системе телесигнализации (ТС) передается преимущественно информация о том, в каком из возможных состояний (обычно из двух) находится контролируемый объект; в системе телеуправления (ТУ) передаются только команды управления. В комбинированных ТС осуществляется передача информации нескольких видов, например измерительной и сигнализирующей (ТИ - ТС), управляющей и сигнализирующей (ТУ - ТС). В комплексных ТС возможна передача контрольной и управляющей информации всех видов (ТУ - ТС - ТИ) [49]. Данные ТУ, ТС и ТИ имеют следующие свойства (табл. 2.1).
В рассматриваемой системе от МДП (далее просто ДП) к КП передаются команды управления (ТУ), а в обратном направлении - данные, необходимые для контроля (ТИ и ТС). Таким образом, данная система является комплексной телемеханической системой, и необходимо решить проблему передачи всех видов телемеханической информации по сети GSM.
В соответствии с принципом измерения системного анализа при разработке системы следует руководствоваться ее ролью в системе более высокого порядка [56]. Система телемеханики является важнейшей частью АСУ ТП МТ, которая была описана во введении к данной работе. Целью данной системы является увеличение эффективности управления процессом перекачки углеводородной продукции, которое заключается в повышении надежности функционирования объекта управления и в снижении себестоимости перекачиваемого продукта с сохранением его качества при безусловном выполнении плановых заданий [72].
В телемеханике при передаче информации возникают следующие проблемы [73]: - достоверности, то есть передачи информации с малыми искажениями, возникающими как в аппаратуре, так и при передаче по линии связи из-за помех; - эффективности, то есть нахождения способов лучшего использования аппаратуры и линии связи при передаче большого количества информации; -экономичности, то есть построения простых и дешевых устройств телемеханики, обеспечивающих наибольшее количество передаваемой информации при наименьшей затрате средств.
Важным при создании системы телемеханики магистрального трубопровода является тот факт, что магистральный трубопровод для перекачки углеводородов относится к опасным промышленным объектам [51,53]. Канал связи GSM является открытым, поэтому необходимо уделить повышенное внимание вопросу защиты телемеханической информации [82]. Таким образом, к свойствам системы телемеханики МТ следует отнести: а) надежность; б) достоверность; в) быстродействие; г) эффективность; д) экономичность; е) защищенность передаваемой информации. Эти свойства будем использовать в работе в качестве характеристик системы телемеханики магистрального трубопровода. Для оценки быстродействия систем телемеханики применяются следующие показатели: 1) время получения сигналов ТИ со всех КП; 2) время доставки одного сигнала ТС, ТУ.
Для оценки надежности СТМ используются вероятность ошибки передачи телемеханических данных или обратная ей вероятность успешной доставки.
Чтобы сделать предварительный вывод о возможности создания системы телемеханики магистрального трубопровода на основе связи стандарта GSM, было проведено экспериментальное исследование макета системы.
В состав макета входили коммуникационный контроллер и контроллеры КП линейной телемеханики производства ЗАО «ЭлеСи», г. Томск [54]. К каждому контроллеру был подключен GSM модем Siemens ТС35І Terminal [102].
Исследование проводилось с использованием услуги Data call оператора сети стандарта GSM ОАО «ВымпелКом» (торговая марка «Bee Line»).
Программа исследования состояла из трех серий опытов, проведенных в разное время. Каждая серия включала передачу сигналов телесигнализации, телеизмерения (которые передавались за один сеанс связи с КП) и телеуправления, при этом в каждом опыте измерялось время передачи сигналов. Результаты измерений представлены в табл. 2.2. Для сигналов телесигнализации и телеизмерения указано суммарное время получения этих сигналов с двух КП.
Технология передачи телемеханической информации
В результате предварительного исследования было сформулировано предложение изучить возможность сокращения времени опроса КП (см. раздел 2.3). Поэтому в качестве альтернативы Data call были рассмотрены другие услуги передачи данных, предоставляемые оператором: SMS и GPRS.
Как и в предварительном исследовании изучались характеристики услуг, предоставляемых ОАО «ВымпелКом» (торговая марка «Bee Line») в г. Томске. Проведенные опыты показали, что минимальное время доставки SMS равно 7 с. Надежность услуги GPRS оказалась неудовлетворительной (в силу большой частоты опшбок установления связи и разрывов соединения), и эта услуга была исключена из рассмотрения.
Сравним показатели быстродействия при использовании услуг Data call и SMS.
Для примера рассмотрим систему телемеханики, состоящую из пяти КП и одного ДП. Пусть с каждого КП необходимо получать данные ТИ объемом 1 Кбайт и данные ТС в количестве 10 сигналов, размер каждого сигнала 1 байт. Также нужно передавать на каждый КП 10 сигналов ТУ (размером 1 байт).
Рассчитаем значения показателей быстродействия для данной задачи при использовании различных услуг сети GSM.
При использовании Data call время получения сигналов ТИ с одного КП будет равно суммарному времени дозвона, установления соединения и передачи данных, т.е. в среднем: 27 с + 1 Кбайт / (9600 бит/с) = 27 с + 0,85 с 28 с.
Для простоты предварительных расчетов здесь не учитывается время задержки в канале связи и различные ошибки. Таким образом, для пяти КП время получения сигналов ТИ составит 28 с 5 = 140 с. Очевидно, что при использовании данной услуги, время доставки одного сигнала ТС, ТУ будет в среднем равно 27 с (временем передачи данных можно пренебречь).
При использовании услуги SMS для доставки ТИ с одного КП потребуется следующее количество сообщений: 1Кбайт /140 байт = 8 сообщений. Чтобы получить время доставки ТИ с одного КП необходимо умножить это число на время, затрачиваемое на доставку одного сообщения: 8 сообщений 7 с = 56 с. Следовательно, для пяти КП время получения сигналов ТИ будет равно 56с 5 = 280с. Время доставки одного сигнала ТС, ТУ в данном случае равно времени доставки одного сообщения, т.е. 7 с.
Полученные значения показателей быстродействия для двух услуг были сведены в табл. 3.1. Из таблицы видно, что по первому показателю выигрывает Data Call, а по второму, наоборот, SMS. Магистральный трубопровод Рис. 3.1. Информационные потоки в системе телемеханики GSM.
Для увеличения быстродействия системы автором была предложена технология эффективной передачи телемеханической информации [34]: сигналы ТИ передавать посредством Data call, а сигналы ТС, ТУ посредством SMS. При этом в системе должны одновременно существовать два информационных потока (рис. 3.1).
Как видно из рисунка, поток информации, передаваемой посредством SMS, является двусторонним: от КП к ДП передается ТС, а в обратном направлении - ТУ. Информационный поток, передаваемый посредством Data call, является односторонним: ТИ передается от КП к ДП.
В существующих системах телемеханики на основе GSM, как правило, используется только один вид услуги, предоставляемой оператором. Более универсальные из применяемых в настоящее время разработок позволяют выбрать одну из услуг GSM для передачи информации, но одновременная работа Data call и прием/передача SMS в них не реализованы (см. раздел 1.3).
Таким образом, для осуществления приема/передачи SMS во время сеанса связи Data call требуется создание новых решений.
Исследование характеристик системы
Так как аппаратное обеспечение системы имеет ограниченные вычислительные ресурсы, то было принято решение исследовать характеристики услуг GSM и их надежность на модели системы и на основании полученных данных провести оценку характеристик системы [3,14,33].
Была предложена следующая модель, имитирующая систему телемеханики, состоящую из одного ДП и одного КП. К персональному компьютеру (ПК) были подключены два GSM терминала. Таким образом, ПК выполнял роль как ДП, так и КП. Для обеспечения адекватности модели использовались разработанные и реализованные в системе телемеханики технология, протокол и алгоритмы. Было разработано ПО для операционной системы Windows на языке С++[75]. Для обеспечения реального масштаба времени использовался счетчик, встроенный в центральный процессор ПК.
С точностью до 0,001 с измерялись временные интервалы при передаче разных видов телемеханической информации. Фактически измерялись временные интервалы, характеризующие услуги Data call и SMS. Для Data call измерялись: а) время дозвона td; б) время установление соединения tyC\ в) задержка в канале связи t3\ г) время передачи данных t ; д) время разрыва соединения tp. Для SMS: время отправки t0 и время получения t„. Таким образом, созданное ПО можно также называть программным обеспечением, для исследования услуг SMS и Data call.
Посредством SMS передавались данные объемом 48 байт, что соответствует длине 1 сигнала ТС, ТУ. Посредством Data call в каждом опыте передавалось количество байт, соответствующее типичному для КП набору сигналов телеизмерения (500 б).
Результат каждого опыта заносился в строку таблицы (примеры см. в подразделе 4.1.2). При этом фиксировались различного рода ошибки, которые отражались в графе «Код результата».
Для SMS в графе «Код результата» указывалось число из списка: 1 - опыт завершился успешно; 2 - ошибка готовности GSM терминала к отправке; 3 - ошибка отправки; 4 - ошибка получения SMS (сообщение не получено в течение 5 мин.); 5 - ошибка в полученных данных, т.е. искажение информации. В графе код результата для Data call указывалось число из списка: 1 - опыт завершился успешно; 2 - ошибка дозвона; 3 - ошибка установления соединения; 4 - не получен первый байт данных в течение 10 с; 5 - получен неверный первый байт; 6 - не получены все данные; 7 - ошибка в полученных данных; 8 - ошибка разрыва соединения.
Фактически коды 4-5 означают разрыв соединения из-за ошибки, однако такое значение кода результата позволяют уточнить, когда произошел разрыв.
Исследования проводились в течение трех месяцев: март 2006 г., сентябрь 2006 г., конец марта - начало апреля 2007 г, а также в дни пиковых нагрузок на сеть связи (государственные праздники). Опыты осуществлялись в течение 5 дней недели: понедельника, среды, пятницы, субботы и воскресенья. Вторник и четверг были пропущены для удешевления исследований. Для Data call и SMS каждые 3 часа производилось 22 измерения и, следовательно, за сутки - 176 измерений. Исследование проводилось для оператора МТС (г. Томск). где t№ te - нижняя и верхняя границы доверительного интервала соответственно, t - среднее значение параметра, S - среднеквадратическое отклонение параметра, п - количество опытов, ta . коэффициент, полученный по таблице [80] при доверительной вероятности а = 0,95 и числе степеней свободы к = п - 1.
Из диаграммы можно сделать предположение, что время дозвона начинает увеличиваться в утренние часы, достигает пика в обеденное время и постепенно спадает к вечеру. Больше время доставки в течение интервалов 0:00 - 3:00 и 3:00 - 6:00 можно объяснить активностью абонентов после предыдущей субботы (тоже выходного дня). Однако изменения в течение суток составляют менее 1 с, что несущественно для данной системы.
