Введение
Скорость изменений в современном обществе постоянно растет. Эта тенденция затрагивает все области нашей жизни, особенно ярко проявляясь в инфокоммуникационной сфере. Проектирование и строительство сетей связи должно соответствовать этим запросам, учитывая и предвосхищая потребности будущего.
При этом область проектирования сетей связи в современной России столкнулась с определенными проблемами:
- Отсутствует система подготовки специалистов-проектировщиков. Специальности «проектировщик сетей связи» в ВУЗах не существует. Специалистов готовят «на местах», зачастую передавая знания от более опытных коллег по принципу «делай так».
- Низкий уровень проектирования. Многие проектные институты прекратили свое существование, а тендерный подход к формированию цен на предоставляемые услуги приводит на рынок все более низкоквалифицированных специалистов. При этом Заказчик, как правило, не имеет возможности проверить качество получаемых проектов.
- Отсутствует, либо утратила актуальность нормативная документация по проектированию линий связи. Нормативная база «не успевает» за техническим прогрессом и в некоторых аспектах ограничивает возможность применения современных и более эффективных решений.
- Большое количество предлагаемых производителями технических решений затрудняет проектировщикам выбор и согласование разных узлов линии между собой так, чтобы вся система работала оптимальным образом.
- Отсутствие в распоряжении проектировщика доступной и оперативной информации по новым разработкам и использование в качестве основы проектов 10-20 летней давности.
Пути решения.
Поиск решений данных проблем регулярно осуществляют различные участники рынка, но, к сожалению, без каких-либо системных сдвигов. Можно говорить, что наиболее перспективным вариантом станет предоставление актуальной и современной информации проектным организациям непосредственно производителями и поставщиками различных технических решений. Такая информация должна обеспечивать относительную простоту и легкость ее применения.
Очевидно, что проектировщику намного удобнее работать с неким конструктором, позволяющим полуавтоматически выбирать и быстро конфигурировать все узлы линии, подбирать и правильно сочетать различные материалы и оборудование, чем длительно изучать увесистые каталоги и сложные системы маркообразования. Подобные конструкторы не отменяют необходимости изучения и знания нюансов при проектировании, но, безусловно, помогают сэкономить временные затраты, особенно в части первоначального выбора того или иного технического решения, позволяя выделить дополнительные ресурсы на более тщательную проработку основной части проекта.
С точки зрения выбора решений по пассивной части волоконно-оптических линий, такие конфигураторы уже существуют и доступны в онлайн-режиме в свободном доступе на базе сайта Центра Технической Компетенции «ВОЛС.Эксперт». Рассмотрим их подробнее.
- Автоматический переводчик маркировок оптического кабеля.
На сегодняшний день в России и странах СНГ действуют около 20 производителей оптического кабеля (ОК). Ввиду отсутствия обязательных нормативных документов, касающихся единой системы маркировки, каждый завод имеет собственное и уникальное маркообразование.
При этом проектировщик зачастую сталкивается с трудностями корректного подбора аналогичных марок ОК.
Многие заводы имеют на своих сайтах таблицы соответствия, но они не избавляют проектировщика от ручного перевода одной маркировки в другую. При этом неизбежно возникают ошибки, которые затрудняют закуп требуемого кабеля подрядчикам и заказчикам.
Автоматический переводчик маркировок на сайте ЦТК «ВОЛС.Эксперт» позволяет ввести первые буквы маркировки (так называемый тип кабеля), по которому определяется производитель, изготавливающий такую марку ОК и открываются новые поля, в соответствии с системой маркировки данного завода (рис.1.)
Рис.1. Общий вид переводчика маркировок
Далее пользователь заполняет соответствующие поля (которые имеют описание, чтобы облегчить ввод и исключить возможные ошибки) и получает маркировку аналогичного по характеристикам кабеля завода «Инкаб» (рис.2).
Рис. 2. Результат работы переводчика маркировок
Нажав соответствующую кнопку, можно получить детальные характеристики выбранного кабеля и скачать техническую спецификацию. Весь процесс – несколько минут, небольшой объем введенных данных и пару кликов мышки.
- Вместимость кабеля на барабане
В процессе проектирования протяженных магистральных ВОЛС решаются вопросы оптимального выбора строительных длин кабеля. При этом необходимо определить типоразмер кабельного барабана для конкретной длины. Использование максимально большой строительной длины на максимально большом барабане зачастую нецелесообразно, так как резко возрастают логистические расходы на доставку, а в некоторых случаях даже нет возможности их транспортировки до места монтажа в виду труднодоступности и/или отсутствию необходимой техники.
Зная диаметр кабеля (или маркировку кабеля производства завода «Инкаб»), с помощью данной программы можно быстро определить:
- максимальную вместимость запрашиваемого кабеля на определенный тип барабана.
Например, по заданным входным требованиям, имеется ограничение на барабан не более №14 для кабеля диаметром 14 мм. В программе получаем результат: не более 2890 м. (рис. 3)
Рис. 3. Пример расчета вместимости кабеля на барабане
В программе получаем результат: не более 2890 м.
- типоразмер барабана для намотки необходимой строительной длины.
Например, в проекте присутствует строительная длина 6000 м для кабеля диаметром 12 мм.
Программа автоматически подбирает типоразмер №16а (рис. 4). При этом также учитывается минимально допустимые радиусы изгиба кабеля и подбирается барабан с допустимым диаметром шейки.
Рис. 4. Пример расчета требуемого размера барабана
Программа автоматически подбирает типоразмер №16а (рис. 4). При этом также учитывается минимально допустимые радиусы изгиба кабеля и подбирается барабан с допустимым диаметром шейки.
- Подбор кабеля и его маркировки.
В процессе проектирования, определив необходимые характеристики и требования к кабелю (тип прокладки, число волокон и т.п.), зачастую возникают сложности с правильным подбором маркировки кабеля. Для этого приходится скрупулёзно изучать каталог производителя, его систему маркообразования, а если позиций по кабелю достаточно много, то это отнимает значительное время. Другим вариантом решения данного вопроса является обращение непосредственно к производителю с соответствующим запросом. Таким образом исключается вероятность появления ошибок, но ответ может поступать не оперативно.
Наиболее простым и эффективным решением является автоматизированный подбор требуемой маркировки кабеля.
Программа представляет собой простое дерево выбора с вопросами, на которые необходимо последовательно ответить. Например, структура может выглядеть как на рисунке 5. Далее идут уровни по выбору типа оболочки, стойкости к растяжению, типу применяемого волокна и общем числе волокон в кабеле.
Рис. 5. Структура работы программы по подбору маркировки кабеля.
Результатом расчета является точная маркировка потребного кабеля (рис. 6.)
Рис. 6. Результат работы программы по подбору маркировки кабеля
По соответствующим ссылкам можно обратиться к системе маркировки, либо получить полные и подробные характеристики выбранного кабеля.
- Подбор подвесного оптического кабеля по стойкости к растяжению.
При проектировании подвесных ВОЛС важно правильно определить требуемую стойкость кабеля к растягивающим нагрузкам. При этом необходимо учитывать воздействие ветра и гололеда на кабель. Правильно спроектированная подвесная ВОЛС должна выдерживать максимальные для данного климатического региона толщину стенки льда и ветрового давления без ущерба для ее работоспособности. При этом также важными параметрами являются расстояние между опорами и необходимость соблюдения габаритов кабеля до земли или пересекаемых объектов при воздействии максимальных нагрузок. Данные аспекты рассмотрены в статье «Выбор подвесного оптического кабеля исходя из условий эксплуатации (КАБЕЛЬ−news / № 2 / февраль 2009).
Потребная стойкость к растяжению, как правило, определяется для критических пролетов, которых может быть несколько. Однако использование приведенных в статье формул или профессиональных программных продуктов требует большой подготовительной работы.
Для дальнейшего детального проектирования всей длины ВОЛС часто требуется быстро подобрать требуемые характеристики кабеля исходя из заданных критических условий. Это позволяет избежать перепроектирования всей длины в случае, если первоначальный выбор кабеля методом «проб и ошибок» был недостаточным или избыточным.
Отличным решением для быстрого подбора является программа «Расчет самонесущих кабелей» от завода «Инкаб» (рис. 7.)
Рис. 7. Программа «Расчет самонесущих кабелей». Ввод исходных данных
Программа имеет интуитивно понятный интерфейс. На первом этапе вводится необходимый минимум исходных данных и ограничений, если они заданы. Далее, после нажатия кнопки «Рассчитать», программа автоматически подбирает требуемую стойкость к растяжению.
Дополнительно рассчитываются и выводятся следующие данные:
- подробные характеристики подобранного кабеля;
- максимальные нагрузки и стрелы для критического пролета в разных режимах;
- монтажная таблица для критического пролета;
- изображение критического пролета, позволяющего визуально оценить соблюдение требуемых габаритов (рис. 8.)
Рис. 8. Визуальный результат в программе «Расчет самонесущих кабелей»
Также программа позволяет экспортировать полученные данные в Excel, Word или буфер обмена.
При определенной подготовке данную программу можно использовать и для проектирования небольшой трассы, т.к. она позволяет быстро пересчитывать нагрузки и стрелы для разных пролетов. Но, безусловно, данная программа не призвана заменить профессиональные продукты для проектирования подвесных ВОЛС, в частности на высоковольтных линиях электропередач.
- Конфигуратор подвесных ВОЛС.
Как уже упоминалось выше, важными задачами при проектировании является обеспечение совместимости различных материалов и узлов между собой, в частности применяемой арматуры и муфт:
- Зажимы по диаметру и прочности заделки должны соответствовать применяемому кабелю.
- Узлы крепления и их состав должны учитывать типы и виды опор, на которые они монтируются.
- Выбор муфт должен учитывать конструктивные особенности и диаметры оболочек сращиваемых оптических кабелей; количество соединений ОВ, которые необходимо выполнить в муфте;
- Количество вводов кабелей в муфту и т. п.
Все эти задачи требуют тщательного изучения каталогов производителей комплектующих, знание номенклатуры. Зачастую требуется обращение к производителю за уточнениями. В результате время выполнения проекта затягивается, а в случае изменения проектных решений всю процедуру приходится проводить заново.
Как проектным организациям, так и Заказчикам, важно оценить предполагаемый бюджет затрат на материалы в проекте. Составление сметной документации также занимает значительное время и требует сопряжения различных технико-коммерческих предложений.
Очевидно, что оптимальным способом взаимодействия Заказчика или проектной организации с производителями был бы принцип «одного окна», когда ответ по всему спектру продукции приходит от одного источника. Эффективным также является и процесс автоматизированного получения данных спецификаций с возможностью быстрого конфигурирования различных вариантов исполнения проекта с их последующей оценкой и выбором наиболее предпочтительного.
Поэтому центром технической компетенции «ВОЛС.Эксперт» был разработан «Конфигуратор подвесных ВОЛС», который предназначен для автоматизированного выбора и подсчета необходимого числа комплектующих для проекта (кабель, арматура, муфты), а также осмечивания проекта по материалам (рис. 9)
Рис. 9. Пример сметы, автоматически формируемой «Конфигуратором подвесных ВОЛС»
Кроме этого, Конфигуратор позволяет автоматически рассчитать схемы виброгашения и нагрузки на опоры в соответствии с отраслевыми нормативными документами (рис. 10,11)
Рис. 10. Пример расчета нагрузок на опору
Рис. 11. Пример расчета схем виброгашения
Помимо сметы, предоставляются готовые чертежи по типовым узлам и решениям (рис. 12)
Рис. 12. Пример типового решения в «Конфигураторе подвесных ВОЛС»
Функционально конфигуратор разбит на ряд последовательных шагов, в которых пользователь вводит известные исходные данные и после автоматизированного расчета, получает результаты в виде соответствующих отчетов.
Важным удобством Конфигуратора является возможность сохранять введенные данные по проекту и результаты расчетов, а также загружать их для дальнейшей работы. Сохраненный проект можно передать другому пользователю или экспертам для дальнейшего анализа.
Конфигуратор позволяет самостоятельно определить требуемую марку кабеля, либо автоматически подбирает ее исходя из введенных данных (длины пролета, климатических условий и т.п.) в соответствии с отраслевыми стандартами.
Несомненным удобством является возможность интерактивного определения климатической зоны по гололеду и ветру на картах ПУЭ простым «кликом» мышки по географическому месту предполагаемой трассы ВОЛС.
Макет трассы удобно конфигурировать и быстро изменять начальные условия по местам расстановки муфт, запасов кабеля, строительным длинам и т.п. (рис. 13)
Рис. 13. Конфигурирование макета трассы ВОЛС
Кроме того, на основе вводимых пользователем данных, Конфигуратор позволяет в автоматическом режиме:
- рассчитать нагрузки и стрелы провеса кабеля при максимальных воздействиях льда и ветра, а также подготовить монтажные таблицы;
- рассчитать эллипсы пляски кабеля для исключения их схлестывания с проводами;
- подобрать рекомендуемые строительные длины кабеля в зависимости от мест расстановки муфт и длины трассы.
Заключение
Помимо использования и безусловной незаменимости профессиональных CAD-программ, важным и полезным дополнением к ним является применение программ, позволяющих быстро подобрать и правильно совместить между собой требуемые материалы, провести необходимые расчеты и оценить затраты.
Тем самым достигаются следующие показатели:
- снижается вероятность ошибок при указании марок кабелей, муфт и арматуры;
- обеспечивается их совместимость между собой;
- проверяется правильность примененных технических решений путем выполнения соответствующих расчетов и проверок;
- обеспечивается соответствие применяемых решений отраслевым требованиям и нормам;
- обеспечивается единообразие и унификация;
- используются самые современные и передовые технические решения;
- снижаются общие временные затраты на выполнение проекта;
- повышается общее качество проектирования.
