ВВЕДЕНИЕ 3
1 Исследование предметной области 5
1.1 Структура АСУНО «Гелиос» 5
1.2 Анализ информационно-телекоммуникационных средств
АСУНО «Гелиос» 13
2 Выбор рационального стандарта связи системы управления городским
освещением 16
2.1 Обзор существующих стандартов связи 16
2.2 Синтез критериев выбора рационального стандарта связи 33
2.3 Выбор рационального стандарта связи 35
3 Проект совершенствования информационно-телекоммуникационных
средств управления АСУНО «Гелиос» 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
Ограниченность всех типов ресурсов является ключевой мотивацией деятельности человека. Задача организации эффективного использования ресурсов актуальна для различных сфер человеческой жизнедеятельности. В связи с постоянно растущими объемами потребления электроэнергии особенно важно уделять внимание решению данной задачи в сфере энергетики.
Муниципальные образования затрачивают значительную часть бюджета она оплату освещения территорий и обслуживание линий освещения. Для сокращения издержек применяются различные средства и методы, в их числе автоматизированные системы управления наружным освещением.
Объектом исследования является автоматизированная система управления наружным освещением «Гелиос» используемая на территории города Белгород.
Предмет исследования выступает информационно-телекоммуникационная инфраструктура автоматизированной системы управления наружным освещением «Гелиос» (АСУНО «Гелиос»)
Цель исследования заключается в снижении эксплуатационных издержек АСУНО «Гелиос» путем модификации информационно-телекоммуникационной инфраструктуры системы
Достижение поставленной цели исследования требует решения следующих задач:
- анализ информационно-телекоммуникационной инфраструктуры системы АСУНО «Гелиос»;
- исследование существующих стандартов связи построения энергоэффективных радиосетей;
- синтез критериев выбора рационального стандарта связи для построения энергоэффективных радиосетей;
- выбор рационального стандарта связи для построения
энергоэффективных радиосетей;
- разработка проекта совершенствования информационно-
телекоммуникационной инфраструктуры АСУНО «Гелиос»;
- оценка экономической эффективности предлагаемого проекта.
В ходе решения поставленных задач применялись методы анализа и синтеза, системный подход, для решения многокритериальной задачи выбора использован метод анализа иерархий.
Положениями, выносимыми на защиту, являются: результаты анализа информационно-телекоммуникационной инфраструктуры системы АСУНО «Гелиос»; состав критериев выбора рационального стандарта связи для построения энергоэффективных радиосетей, усовершенствованный алгоритм работы АСУНО «Гелиос».
Результаты, полученные в ходе исследования, могут быть применимы при реализации проекта модернизации информационно-телекоммуникационной инфраструктуры АСУНО «Гелиос». Материалы и результаты исследования стандартов связи построения энергоэффективных радиосетей и набор критериев выбора рационального стандарта связи могут быть использованы при разработке и реализации проектов энергоэффективных радиосетей городского масштаба.
В ходе проведения исследования был проведен анализ информационно-телекоммуникационной инфраструктуры АСУНО «Гелиос». В ходе анализа было установлено, что система в качестве каналов связи использует беспроводную связь стандарта GSM, арендуя мощности оператора мобильной связи. Стоимость услуг связи ежемесячно составляет 63 200. Что является существенным недостатком, а также недостатком является тот факт, что оператор системы не имеет полного контроля над каналами связи, используемыми в системе.
С целью выявленных недостатков были исследованы существующие стандарты радиосвязи. Выбрано 8 альтернатив выбора стандарта связи большого радиуса действия.
Для выбора рационального стандарта связи из имеющихся альтернатив были синтезированы 13 критериев. Для решения задачи многокритериального выбора был использован метод анализа иерархий, который программное реализован в СННР «Решение». Применение специализированного программного средства позволило существенно повысить точно результатов, а также исключить механические ошибки заполнения матриц парных сравнений. В результате работы экспертной группы, альтернативой имеющей наибольший приоритет был определен стандарт связи LoRa. Выбранный стандарт связи был дополнительно рассмотрен подобнее во второй главе.
В третьей главе были произведены расчеты затрат на реализацию проекта модернизации информационно-телекоммуникационной инфраструктуры АСУНО «Гелиос» которые составили 1 191 490 рублей, а срок окупаемости с учетом текущей стоимости потребляемых услуг связи - 19 месяцев.
Необходимо отметить, что расчеты проведены в первом приближении - выявлена минимальная стоимость, которая с большой вероятностью будет превышена при реализации проекта. Более точные расчеты требует дополнительных экспериментальных замеров для уточнения необходимого количества оборудования. Также с целью снижения стоимости реализации проекта необходимо провести дополнительные изыскания смежных проектов, для снижения стоимости.
Подводя итог исследования, можно констатировать, что цель исследования достигнута. Результаты, полученные в ходе исследования актуальны, и могут быть использованы в дальнейшей работе над данной тематикой. Стоит отметить, что результаты исследования могут быть полезны другим исследователям вопросов построения энергоэффективных сетей городского масштаба, а синтезированная группа критериев может быть модернизирована и применена к другим проектам.
1. Ericsson Mobility Report November 2016 [Электронный ресурс] -
Электрон. текстовые дан. - Стокгольм, 2016. - режим
доступа: https://www.ericsson.com/assets/local/mobility-report.., свободный
2. Huawei: преимущества за счет применения технологии NB-IoT в
вертикальных отраслях [Электронный ресурс]/Технологии и средства связи// Компания «Гротек». - Москва, 2016. URL:
http://tssonline.ru/newstext.php?news_id=109885
3. LoRa-модули [Электронный ресурс]Еиго Mobile. - электорн.
текстовые дан. Санкт-Петербург: 2016 - Режим доступа:
https://www.euromobile.ru/produkciya/lora/lora-moduli/, свободный
4. LORAСети передачи данных на большие расстояния LoRaWAN
[Электронный ресурс] / Е. Гришко - Электрон. текстовые дан. - Москва: 2016 - Режим доступа: http://docplayer.ru/54912754-Lora-seti-peredachi-
dannyh-na-bolshie-rasstoyaniya-lorawan-g-moskva-2016-g.html, свободный
5. LPWAN Revenue Forecast, 2017 to 2023 [Электронный ресурс]:
Электрон. текстовые дан Rethink Research. Бристоль, Великобритания 2017 Режим доступа: http://rethinkresearch.biz/report/lpwan-market-foreca..,
свободный
6. Saaty, T.L. Multicriteria Decision Making. The Analytic Hierarchy Process: Planning, Priority Setting, Resource Allocation / T.L. Saaty. - University of Pittsburgh, RWS Publications, 1990. - 287 pages.
7. Simon H., Newell A. Heuristic problem solving: the next advance in operations research // Operations Research. — 1958. — Vol. 6, no. 1. — Pp. 1-10
8. SORNIN N., YEGIN A. LoRaWAN 1.1 Specification - LoRa Alliance inc. Vancouver Washington 2017.
9. Аверкин, А.Н Поддержка принятия решений в слабоструктурированных предметных областях. Анализ ситуаций и оценка альтернатив [Текст] / А.Н. Аверкин [и др.] // Теория систем управления. - Вып. 3. - 2006. - С.139-149.
10. Архитектура LoRaWAN сети. Сообщество разработчиков LoRa LoRaWAN LPWAN [Электронный ресурс] -Электрон. текстовые дан. 2015-2017 гг. Режим доступа http://lo-ra.ru/lora-networks/, свободный
11. Барсков, А.Сети для IoT: LPWAN [Электронный
ресурс]/А.Барсков// Журнал сетевых решений/LAN. Москва, 2016. URL: https://www.osp.ru/lan/2016/11/13050722/
12. Безрук, В.М. Выбор оптимальных речевых кодеков на основе методологии многокритериальной оптимизации [Текст] / В.М. Безрук [и др.] // Информационные системы и технологии. - 2014. - №2(82). - С. 84-92.
13. Битва за потребителя: беспроводные сети среды loT [Электронный ресурс]/Инноватор. The loT business Magazine 2|17. 2017. URL: http://controleng.ru/wp-content/uploads/02.pdf
14. В. Бруцкий, Архитектура LoRaWAN сетей [Электронный ресурс] Сообщество LoRaWAN / В. Бруцкий - электрон. текст. дан. - Режим доступа http: //lorawan.lace.io/lorawan-networks, свободный.
15. Верхулевский, К. Особенности и тенденции развития технологии
LoRaWAN [Электронный ресурс]/ К.Верхулевский// Компания «КВЕСТ». Выборг, 2017. URL:
http://icquest.ru/upload/c86aa1caae6d63eba860ea923ef4f4e8.pdf
16. ГомаХ. UML. Проектирование систем реального времени, параллельных и распре деленных приложений: Пер. с англ. - М.: ДМК Пресс, 2011. - 704 с.
17. ГОСТ 14254-2015 Межгосударственный стандарт. Степени
защиты, обеспечиваемые оболочками (Код 1Р)[Текст] Взамен ГОСТ 14254-96 - введ. 2017.03.01 - Москва: Росстандарт. Официальное издание. М.:
Стандартинформ, 2016 год 34с.
18. ГОСТ 15150-69 Межгосударственный стандарт. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды - введ. 1971.01.01, Москва: Стандартифнорм 2010, 58с.
19. Для корпоративных WLAN - только 5 ГГЦ [Электронный
ресурс]/ИКС-МЕДИА// ООО «ИКС-МЕДИА». - Москва, 2016. - Режим доступа: http://www.iksmedia.ru/news/5276015-Dlya-korporativnyx-WLAN-
tolko-5-GGc.html
20. Жиляков, Е.Г. Адаптивное определение относительных важностей объектов на основе качественных парных сравнений [Текст] / Е.Г. Жиляков // Экономика и математические методы. - 2006. - Т.42. - №2. - С.111-122.
21. Зайцев И.М., Лысакова Т.А. Выбор рационального типового оборудования для реализации проектов энергоэффективных радиосетей/ И.М.Зайцев, Т.А.Лысакова//Восьмая международная научно-практическая конференция «Наука и образование: отечественный и зарубежный опыт». Сборник трудов конференции. - Белгород: Издательство ООО «ГиК», 2017. - с.13-16
22. Использование радиотехнологий LPWAN для рынка Интернета
вещей [Электронный ресурс] - ООО «ЭсКаСи» - Электрон. текстовые дан.. - Москва 1997-2017. Режим доступа:
htps://www.itbestsellers.ru/products/detail.php?ID=38152, свободный
23. Как выбрать стандарт связи для сети IoT [Электронный ресурс]/Geektimes// TechMedia. - Москва, 2016. - Режим доступа: https://geektimes.ru/company/commandspot/blog/271618/
24. Киселёв, И.С. Показатель согласованности количественных предпочтений в матрице парных сравнений [Текст] / И.С. Киселёв // Известия Томского политехнического университета. - 2011. - №5. - С. 22-24.
25. Ларичев, О.И. Качественные методы принятия решений [Текст] / О.И. Ларичев, Е.М. Мошкович. - М.: Физматлит, 1996. - 208 с.
26. Ларичев, О.И. Наука и искусство принятия решений [Текст] / О.И. Ларичев. - М.: Наука, 1979.-200 с.
27. Ларичев, О.И. Теория и методы принятия решений, а также Хроника событий в Волшебных странах [Текст] : Учебник / О.И. Ларичев. - Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Логос, 2002.- 392 с.
28. Литвак, Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа [Текст] / Б.Г. Литвак. - М.: Радио и связь, 1982. - 184 с.
29. Лысакова Т.А., Зайцев И.М. Выбор рационального протокола связи энергоэффективных сетей для построения сети интернета вещей в условиях городской застройки/Т.А.Лысакова, И.М.Зайцев//Восьмая международная научно-практическая конференция «Наука и образование: отечественный и зарубежный опыт». Сборник трудов конференции. - Белгород: Издательство ООО «ГиК», 2017. - с. 16-19
30. Мегафон первым в России протестировал работу счетчиков для ЖКХ в стандарте NB-IoT [Электронный ресурс]/Газета «Волжская коммуна». - Москва, 2017. - URL: http://www.vkonline.ru/news/archive/179847/megafon- pervym-v-rossii-protestiroval-rabotu-schetchikov-dlya-zhkh-v-standarte-nbiot
31. Н.А. Соловьев Основы теории принятия решений для программистов: учебное пособие/ Н.А. Соловьев, Е.Н. Чернопрудова, Д.А. Лесовой; Оренбургский гос. ун-т. - Оренбург: ОГУ, 2012. - 187 с.
32. Новиков, Д.А. Человеческий фактор в управлении / Д.А. Новиков; под ред. Н.А. Абрамовой, К.С. Гинсбурга, Д.А. Новикова. - М.: КомКнига, 2006. -496 с.
33. Обзор технологии SigFox [Электронный ресурс]/ SigFox. - 2017. - Режим доступа: https://www.sigfox.com/en/sigfox-iot-technology-overview
34. Огурцов, А.Н. Обеспечение согласованности экспертных оценок в системе поддержки принятия решений на основе попарных сравнений альтернатив [Текст] / А.Н. Огурцов // Технические науки - от теории к практике. - 2012. - №6. - С.111-114.
35. Оконечное оборудование LoRaWAN [Электронный ресурс]/ Электрон. текстовые дан. - Москва: 2016. Режим доступа http://lora- link.ru/equipment/terminal .html, свободный
36. Открытый стандарт Weightless [Электронный ресурс]/ Weightless
SIG. - Cambridge. UK. - 2017. - Режим доступа:
http://www.weightless.org/keyfeatures/open-standard
37. Пасюк, А.О. Технологии и протоколы взаимодействия для систем IoT/А.О.Пасюк// Проблемы передачи информации в инфокоммуникационных системах. Сборник докладов и тезисов VII Всероссийской научно¬практической конференции. - Волгоград, 2016. - С.93-100
38. Приборы с LoRa. [Электронный ресурс] / электрон. текстовые
данн. - СПБ: 2017. - Режим доступа:
http: //www.auroramobile.ru/category_81_show_all. html, свободный.
39. Р 50.1.028-2001 Информационные технологии поддержки жизненного цикла продукции. Методология функционального моделирования Руководящий документ. Издание официальное. — М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. — 75 с.
40. Саати, Т. Аналитическое планирование. Организация систем [Текст] / Т. Саати, К. Кернс. - М.: Радио и связь, 1991. - 224с.
41. Саати, Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий [Текст] / Т. Саати. - М.: Радио и связь, 1993.- 278 с.
42. Сетевое решение с низким энергопотреблением и низкой стоимостью [Электронный ресурс]/ Nwave. - London, 2017. - Режим доступа: http s: //www.nwave. io/nwave -network/
43. Системный анализ [Электронный ресурс]: Центр гуманитарных технологий / Н. Д. Дроздов. В. Н. Чернышов. А. А. Шумский А. А. Шелупанов. А. В. Александров - электрон. текстовые дан. - Москва 2017. - Режим доступа: http://gtmarket.ru/concepts/7111#t4.2, свободный
44. Состояние и перспективы использования радиотехнологий
LPWAN в различных сегментах рынка интернета вещей (IoT)/ Компания «Zelax». - Москва, 2017. - URL:
https://www.zelax.ru/news/telecom/2017/08/09/sostoyanie-i-perspektivyi- ispolzovaniya-radiotexnologij-lpwan-v-razlichnyix-segmentax-ryinka-interneta- veshhej-(iot)/
45. Тимовский А. Развитие сетей LoRaWAN в России: беспроводные системы диспетчеризации для ЖКХ [Текст] / Тимовский А. / IoT приложение к журналу Control Engineering Россия. октябрь 2016, с 60-61.
46. Трахтенгерц, Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений [Текст] / Э.А. Трахтенгерц. - М.: Синтег, 1998.- 376 с.
47. Трахтенгерц, Э.А. Субъективность в компьютерной поддержке управленческих решений [Текст] / Э.А. Трахтенгерц.- М.: Синтег, 2001.¬256 с.
48. Черемных СВ. бМоделирование и анализ систем. IDEF- технологии: практикум / С.В.Черемных, И.О. Семенов, B.C. Ручкин. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 192 с: