دانلود روشهای موجود برای بررسی شبکه حمل و نقل بعد از بروز زلزله
| دسته بندی | جغرافیا |
| بازدید ها | 9 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 100 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 124 |
روشهای موجود برای بررسی شبکه حمل و نقل بعد از بروز زلزله
بروز زلزله های شدید بخصوص در شهرهای بزرگ می تواند آسیبهای انسانی گسترده‌ای را بهمراه آورد. شکبه حمل و نقل برای نجات جان و مجروحین زلزله را ارائه سریع و خدمات درمانی به آنان ، نقش اساسی دراد. لذا از شبکه حمل و نقل بعنوان شریان حیاتی نامرده می‌شود. برای کاهش آسیبهای انسانی احتمالی زلزله در هر شهر یا منطقه‌ای نیازمند به ارزیابی عملکرد شبکه حمل و نقل در پاسخگویی به تقاضا، برای سفرها ی امدادی بعد از زلزله می باشیم تا بتوایم ضمن کسب آمادگی لازم برای مقابله با بحران، اولویت بندی اجزاء شبکه را از نظر بازسازی تعیین نماییم.
در این سمینار به ارزیابی عملکرد شبکه حمل و نقل برای انجام سفره های امدادی بعد از بروز زلزله با توجه به عرضه و تقاضا پرداخته شده است روش ارائه شده دارای پنج مرحله است.
ابتدا سناریو های مختلف زلزله تعین می گردد. سپس میزان آسیبهای احتمالی شبکه حمل و نقل و وضعیت مراکز امدادی (عرضه) و تعداد مجروحین (تقاضا) شبیه سازی می گردد. برای اینکار از نمونه سازی مونت کارلو و LHS و توابع خرابی اجزاء آسیب دیده شبکه بدست می آید در مرحله بعدی توزیع و تخصیص سفرها انجام می‌شود و سرانجام معیارهای ارزیابی شبکه، مانند زمان سفر برای هر سناریو برآورد می گردد. در این سمینار شبکه های مختلفی مورد تحلیل قرار گرفته است. به کمک این روش می توان ضمن ارزیابی شبکه حمل و نقل بعد از زلزله، به برآوردی از وضعیت بحران بعد از زلزله دست یافت. همچنین مسیرها را اولیت بندی نموده و برای توسعه یا ایجاد دست یافت. همچنین مسیرها را اولیت بندی نوده و برای توسعه یا ایجاد راههای جدید تصمیم گیری کرد. مراکز امدادی موجود را از نظر انجام تقویت اولیت بندی کرده و یا مراکز امدادی جدید را امکان یابی کرد، برای اولیت بندی کرده و یا مراکز امدادی جدید را مکان یابی کرد. برای مدیریت بحران و کنترل ترافیک پیش‌‌بینیها لازم انجام داده و تاثیر آنها را در عملکرد اجزاء شبکه حمل و نقل محاسبه کرد. این روش جدای از زلزله می تواند در مورد دیگری که شبکه حمل و نقل اعم ا شهری یا منطقه ای در معرض آسیب و کاهش ظرفیتهای احتمالی قرای می گیرد. مانند بارش باران یا برف سنگین و بروز تصادفات یا بمبارانهای هوائی مورد استفاده قرار گیرد.
فهرست
عنوان صفحه
1-1 مقدار................................................................................................................... 2
1-2 اهداف و دست آوردهای پروژه........................................................................... 5
2 بررسی کارهای انجام شده تاکنون............................................................................ 8
2-1 عملکرد اجزای شبکه بصورت مستقل................................................................. 9
2-1-1 عملکرد فیزیکی و آسیب پذیری..................................................................... 10
2-1-2 کارآیی............................................................................................................ 11
2-2-1 ازائة معیارهای کارایی..................................................................................... 11
2-2-2 بررسی تأخیرهای وارد از خرابی.................................................................... 17
2-2-3 اولیت دهی پلها برای بازسازی........................................................................ 20
2-3عملکرد کلی شبکة حمل و نقل............................................................................ 23
2-3-1 بررسی معیارهای کارایی شکبة تخریب شده................................................... 24
2-3-3 برآوردتأخیرهای وارده از خرابی..................................................................... 35
2-3-4 ارزیابی سیستم بیمارستانی منطقه‌ای............................................................... 38
2-3-5 ارزیابی ریسک منطقه‌ای................................................................................. 42
2-3-6زمان جمع شدن افراد امداد رسان..................................................................... 47
2-4سفرهای ترافیکی بعد از زلزله.............................................................................. 50
2-4-1-رابطة بین حجم سفرها و بازسازی بعد از زلزله............................................. 50
4-1 عملکرد شبکه‌های حمل و نقل ایران در زلزله‌های گذشته................................... 54
4-2 عملکرد شبکه های ح0مل و نقل دنیا در زلزله های اخیر.................................... 55
4-2-1زلزله کوبه ژاپن 1995...................................................................................... 56
4-2-1-1 پلها و راههای اصلی کوبه........................................................................... 57
4-2-1-2 راه آهن کوبه.............................................................................................. 59
4-2-1-3 سیستم متروی کوبه.................................................................................... 60
4-2-1-4 فرودگاههای اطراف کوبه............................................................................ 60
4-2-2 لزله نورث ریج. کالیفرنیا آمریکا 1994........................................................... 60
4-2-3 زلزله لوما پریتا، آمریکا 1989......................................................................... 61
4-2-4 زلزله ارمنستان 1988...................................................................................... 62
4-2-5 زلزله کاستاریا 1991....................................................................................... 63
4-2-6 زلزله مکزیکوسیتی، مکزیک 1995................................................................. 63
4-2-7 زلزله فیلیپین 1990......................................................................................... 63
4-2-8 زلزله ازمیت ترکیه 1999................................................................................ 63
5ستاریوی زلزله.......................................................................................................... 68
5-1کارهای انجام شده دردنیا در زمینه طراحی برمبنای سناریوی زلزله...................... 69
5-2پارامترهای موثر در تعریف سناریو....................................................................... 69
5-2-1 زلزله............................................................................................................... 70
5-2-2 مقیاس اندازه گیری زلزله............................................................................... 72
5-2-3 آنالیز زلزله ..................................................................................................... 72
5-2-4 پهنه بندی لرزه ای.......................................................................................... 72
5-2-5 روش پهنه بندی حرکات زمین تحت اثر زلزله............................................... 73
5-2-5-1 لرزه خیزی................................................................................................. 73
5-2-5-2 کاهش شدت حرکات زمین در اثر دورشدن از مرکز زلزله......................... 73
5-2-5-3اثرات وضعیت محل برروی حرکات زمین لرزه.......................................... 74
5-2-6بررسی اثرات وضعیت محل برای پهنه بندی با دقت کم.................................. 74
5-2-7بررسی اثرات وضعتی محل برای پهنهبندی با دقت کم.................................... 74
5-2-8 بررسی اثرات وضعیت محل برای پهنهبندی با دقت زیاد................................ 75
5-2-9کارهای انجام شده در دنیا درزمینه پهنهبندی لرزه........................................... 76
6 تقاضا....................................................................................................................... 79
6-1 سفرهای خدماتی................................................................................................ 80
6-2 سفرهای امدادی.................................................................................................. 82
6-3 برآورد مجروحین................................................................................................ 84
6-3-1 ناحیه بندی ساختمانها.................................................................................... 85
6-3-2 طبقه بندی ساختمانها..................................................................................... 86
6-3-3 برآورد آسیبهای وارده به ساختمانها................................................................ 86
6-3-4 نسبت تلفات انسانی....................................................................................... 91
6-3-4-1 اعتبار سنجی تلفات برای شهرتهران........................................................... 95
6-3-4-2 برآورد تلفات برای شهرتهران................................................................... 96
7 بررسی رفتارهای انسانی.......................................................................................... 99
7-1 رفتار رانندگان در هنگام وقوع زلزله.................................................................. 100
7-1-1 عوامل موثر در وضعیت رفتار رانندگان....................................................... 100
7-1-2 مشکلات احتمالی ناشی از رفتار رانندگان وعوامل تشدید کنندة‌آن.............. 102
7-1-2-1اشغال سطح خیابانها................................................................................. 102
7-1-2-4 بروز تصادفات احتمالی........................................................................... 103
7-1-2-5 وسایل نقلیه رها شده.............................................................................. 104
7-1-2-6 هراس ناشی از زلزله و عواقب آن........................................................... 104
7-1-2-7 افزایش طول سفرها دراثر عدم اطلاع...................................................... 104
7-1-3 راههای مواجهه با این مشکلات.................................................................. 104
7-1-3-1 آموزش و اطلاع رسانی........................................................................... 105
7-1-3-2 تخلیه و بازگشایی مسیر.......................................................................... 105
7-2 رفتار رانندگان در استفاده از شبکه بعد از زلزله................................................ 106
7-3 رفتار نیروهای امنیتی و امدادی ....................................................................... 107
7-4 رفتار نیروهای مدیریت امدادی و انتظامی........................................................ 111
8 برآورد عرضه........................................................................................................ 115
8-1 برآورد شبکة حمل و نقل بعد از زلزله............................................................. 115
8-1-1 اجزاء شبکه.................................................................................................. 115
8-1-1-1 راهها ...................................................................................................... 115
8-1-1-2 تقاطعات ............................................................................................... 117
8-1-1-3 پلها ........................................................................................................ 119
8-1-2 پارامترهای ارزیابی شبکه............................................................................. 120
8-1-3 خرابی‌های مستقیم شبکه‌حمل و نقل بعد از زلزله....................................... 121
8-1-3-1 خرابی بدنة راه ....................................................................................... 122
8-1-3-2 تونل ...................................................................................................... 124
8-1-3-3 خرابی پل............................................................................................... 125
8-1-3-4 منحنیهای شکنندگی یا خرابی پلها.......................................................... 126
8-1-4 خرابی های غیر مستقیم شبکه حمل و نقل بعداززلزله................................ 130
8-1-4-1 خرابی تأسیسات جانبی مسیر................................................................. 131
8-1-4-2 عوامل ترافیکی....................................................................................... 131
8-2 برآورد مراکز امداد رسانی................................................................................ 132
8-2-1 پارامترهای مهم برای ارزیابی مراکز امدادی................................................. 133
8-2-2 ظرفیت پذیرش مجروح.............................................................................. 134
8-2-3 عملکرد بیمارستان بعد از زلزله.................................................................... 135
8-2-4 خرابی بیمارستانها........................................................................................ 136
9 توزیع................................................................................................................... 140
9-1 شبیه سازی...................................................................................................... 140
9-1-1 روشهای ضریب رشد.................................................................................. 142
9-1-2 ضریب رشد بکنواخت................................................................................. 143
9-1-3 روش میانگین ضریب رشد ........................................................................ 143
9-1-4 مدل فراتر ................................................................................................... 144
9-1-5 مدل دیترویت ............................................................................................. 145
9-1-6 ضرایب رشد با محدودیت دوگانه (روش فورنیس)..................................... 145
9-1-7 مزایا و معایب ضریب رشد.......................................................................... 146
9-1-8 مدل جاذبه .................................................................................................. 147
9-1-9 محدودیتهای مدل جاذبه ............................................................................. 149
9-1-10 مدل فرصت بینابینی ................................................................................. 150
9-2 توزیع به کک مدلهای برنامه ریزی خطی......................................................... 152
9-3 مقایسة بین مدلهای توزیع ............................................................................... 155
10 مدلهای تخصیص .............................................................................................. 159
10-1 تخصیص به روش هیچ یاهمه (کوتاهترین مسیر).......................................... 160
10-1-1 الگوریتم کوتاهترین مسیر.......................................................................... 161
10-2 تخصیص تعادل ی (ظرفیت محدود)............................................................. 162
10-2-1 روند تخصیص افزایشی............................................................................ 164
10-2-2 روند با سرعت تغییرات زیاد و کم............................................................ 165
10-3-3 روند میانگین متوالی ................................................................................ 165
10-3 تخصیص احتمالاتی ...................................................................................... 166
10-3-1 تخصیص احتمالاتی برمبنای شبیه‌سازی.................................................... 166
10-3-2 تخصیص احتالاتی نسبی .......................................................................... 168
10-4 روش برنامه ریزی خطی .............................................................................. 168
10-5 روشMcLaughiln .................................................................................. 169
11 تحلیل ریسک ................................................................................................... 171
11-1 شبیه سازی مونت کارلو................................................................................. 171
11-1-1 مزایای نمونه سازی مونت کارلو............................................................... 173
11-2 نمونه سازیLatin Hyper cube یا LHS ............................................... 173
11-3 مقایسه بین نمونه سازیLHS و مونت کارلو................................................ 175
11-4 توابع توزیع برای شبیه سازی......................................................................... 176
11-4-1 توابع توزیع............................................................................................... 177
11-5- دقت برآوردهای احتمالاتی.......................................................................... 177
12 ارائه مدل ........................................................................................................... 182
12-1 سناریوی زلزله .............................................................................................. 182
12-2 برآورد تقاضا ................................................................................................. 184
12-3 برآورد عرضه ................................................................................................ 188
12-3-1 برآورد شبکه حمل ونقل........................................................................... 189
12-3-2-1 @ Risk ............................................................................................ 192
12-4-1 الگوریتم کوتاهترین مسیر ........................................................................ 194
12-4-2 برنامه ریزی خطی ................................................................................... 195
12-4-3 نرم افزار مدل ........................................................................................... 196
12-4-4 قابلیت توسعه ........................................................................................... 197
12-4-4-1 درنظر گرفتن ترافیک غیرامدادی رسانی............................................... 197
12-4-4-2 درنظرگرفتن وضعیت کنترل برترافیک................................................. 198
12-4-4-3 در نظر گرفتن احتمالی ظرفیت مراکز امدادشده رسانی......................... 199
12-4-4-4 درنظردرنظرگرفت احتمالی ظرفیت مراکز امداد رسانی........................ 199
12-4-4-5 مبداء و مقصدها مجازی...................................................................... 199
12-4-4-6 استفاده از تابع ارزش زمان.................................................................... 199
12-5 ارزیابی شبکه ................................................................................................ 200
12-5-1 ارزیابی کل شبکه ..................................................................................... 202
12-5-2 ارزیابی اجزاء شبکه .................................................................................. 204
12-5-2-1 تحلیل حساسیت................................................................................... 204
13 بکارگیری مدل .................................................................................................. 202
13-1 شبکه ساده با یک مبداء و مقصد ................................................................... 208
13-1-1 روندانجام تحلیل شبکه ............................................................................ 209
13-2 شبکه متشکل از چند مبداء‌و مقصد................................................................ 212
13-2-1 نتایج تحلیل ............................................................................................. 214
14- پیشنهادات برای کارهای آینده......................................................................... 219
لیست اشکال
عنوان صفحه
شکل 2-1 تابع کارآیی زمان ....................................................................................... 14
شکل 2-2 .................................................................................................................. 21
شکل 2-3 تابع عملکرد منطقی a) حداقل معبرها b) کوتاهترین مسیر....................... 21
شکل 2-4 قابلیت اطمینان بهینه شبکه حمل و نقل باتوجه به منابع دردسترس............ 23
شکل2-5 حداکثرجریان ترافیک درشبکه حمل ونقل برحسب منابع دردسترس.......... 23
شکل2-6 رابطه بین معیارهای کارایی T,D,Q نسبت به مقادیر قبل از زلزله برای قبل مختلف نرخ
خرابیl ..................................................................................................................... 26
شکل 2-7 همبستگی بین Q و D (5000 نمونه نسبت به مقادیر از زلزله سنجیده شده‌اند) 26
شکل 2-8 فاصلة نسبی جمعیت ساکن منطقه ازمراکز امدادی.................................. 28
شکل 2-9 رابطه بین درصد جمعیت آسیب دیده وشدت زلزله................................... 39
شکل 2-10 رابطة بین تعداد تخت کمپ بیمارستانی و فاصلة حمل‌مجروح................ 41
شکل 6-1 فلوچارت برآورد خرابی برای ساختمانهای مسکونی................................. 87
شکل 6-2 نسبت خسارت وارده به ساختمانهای مسکونی درزلزله منجیل.................. 88
شکل 6-3 تابع‌آسیب‌پذیری ساختمانهای مسکونی به کاررفته در مطالعه JICA........ 88
شکل6-4 میانگین ضریب خرابی برحسب نمره‌سازه‌ای برای سازهPCI وO.22 = PGA 90
شکل 6-5 نسبت تلفات زلزله در ایران ...................................................................... 94
شکل 6-6 نسبت تعداد تلفات زلزله روزهنگام به شب هنگام..................................... 94
شکل 6-7 اعتبار سنجیی تلفات برآوردشده کوبرن واسپنس........................................ 95
شکل 6-8 توزیع تلفات انسانی درشب بدون نیروهای نجات (مدل گسل ری)......... 91
شکل 8-1 توابع خرابی برای حالتهای مختلف خرابی راههای شهری..................... 124
شکل 8-2توابع آسیب‌پذیر برای حالتهای مختلف خرابی اجراشده به روش حفاری و خاکبردای125
شکل 8-3 احتمال خرابی برای پلهای فولادی.......................................................... 128
شکل 8-4 احتمال خرابی برای پلهای بتنی.............................................................. 128
شکل 8-5 احتمال خرابی برای پل نوع 1 ث اب برای شتابg 8/0=PGA............. 129
شکل 8-6 احتمال خرابی برای پل نوع 3 ث اب برای شتابg 8/0=PGA............. 130
شکل8-7 احتمال خرابی برای پل نوع 6ث اب برای شتابg 8/0 = PGA ............ 130
شکل 8-8 نمودار خرابی ساختمان بیمارستانها......................................................... 138
شکل 9-1 تفاوت بین توابع مختلف جاذبه............................................................... 148
شکل 9-2 مقایسه مابین روش جاذبه، فرصت بینابینی و فرصت بینابینی رقابتی....... 156
شکل 10-1 توزیع هزینه‌هایی که‌درهر اتصال رانندگان آن رادرک می‌کنند............... 167
شکل11-1 رابطه بین X و F(x) و G(x) ............................................................. 172
شکل 11-2 مثال روش نمونه سازی آغازین بدون جایگزین................................... 174
شکل 11-3 مقایسه بین ث بپ و مونت کارلو......................................................... 175
شکل 11-4 ............................................................................................................ 179
شکل 12-1 روندکلی ارزیابی شبکه حمل و نقل بعد از بروز زلزله.......................... 184
شکله 12-2 روند برآورد تقاضا (سفرهای امدادی) بعداز بروززلزله......................... 185
شکل12-3 روند برآورد عرضه مراکز امدادی.......................................................... 189
شکل12-4 تابع آسیب پذیری تول 99 Hazus ..................................................... 191
شکله 12-5 روند برآورد شبکه حمل و نقل ........................................................... 192
شکل 12-6 وضعیتهای مختلف کنترل ترافیک........................................................ 198
شکل12-7 روند توزیع و تخصیص درشبکة حمل و نقل بعد از بروززلزله.............. 200
شکل 12-8 روند ارزیابی شبکة حمل و نقل بعد از بروز زلزله............................... 201
شکل 13-1 احتمال خرابی برای پل نوعHBRI برای شتاب g 8/0 = PGA ........ 207
شکل 13-2 شبکه ساده با یک مبداء و مقصد........................................................... 208
شکل 13-2 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط زمان حمل مجروح برای شدت زلزله g 60 به روش نمونه سازی مونت کارلو................................................................................................... 212
شکل 13-5 شبکه متشکل مونت کارلو.................................................................... 212
شکل 13-6 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط خرابی کل شبکه برای شدت زلزله g 2/0 با نمونه سازی LHS ..................................................................................................................... 215
شکل 13-7 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط خرابی کل شبکه برای شدت زلزله g و 4/0 با نمودارLHS ................................................................................................................................ 216
شکل 13-8 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط خرابی کل شبکه برای شدت g 6/0 با نمونه سازی LHS ................................................................................................................................ 211
تصویر الف-1 خرابی دربزرگراه هانشین کوبه ژاپن 1995....................................... 221
تصویر الف-2 آتش سوزی بعد از زلزله درشهر کوبن ژاپن1995............................ 222
تصویرالف-3 ترافیک بعد از زلزله درشهرکوبه ژاپن1995....................................... 222
تصویرالف-4 واژگونی پل در بزرگراه هانشین شهرکوبه ژاپن1995......................... 223
تصویرالف-5 خرابی دربزگراه هانشین شهر کوبه ژاپن1995................................... 223
تصویرالف-6 خرابی پایه پل بزرگراه هانشین، کوبه ژاپن1995................................ 224
تصویرالف-7 خرابی پل نیشینومیاکو با دهانه 252 متری کوبه ژاپن 1995............... 224
تصویرالف-8 خرابی خط آهن وانسدا دراههای جانبی، کوبه ژاپن........................... 225
تصویر الف-9 خرابی پل گاویون کانیون نورث ریج، کالیفرنیا آمریکا1994............. 225
تصویرالف-10 استفاده ازژاکت فولادی نورث ریج آمریکا1994.............................. 226
تصویرالف-11 انفجار خط لوله گاز و تاثیر آن برراه مجاور، نورث ریج1994......... 226
تصویر الف-12 خرابی درآزاد راه نیمیتز، اکلندا، زلزله لوما پریتا آمریکا 1989......... 22
تصویرالف-13 پل خلیج اکلند، لوما پریتا آمریکا 1989............................................ 227
تصویرالف-14ماشین آتش‌نشانی درترافیک شهرلنینکان، ارمنستان 1988................ 228
تصویرالف-15 تخریب بدنه راه براثر روانگرائی، کاستاریکا..................................... 1991
تصویرالف-16 تخریب شدید بدنه راه براثر روانگرایی، کاستاریکا........................... 1991
تصویرالف-17 واژگونی تریلی درجاده، کاستاریکا1991.......................................... 229
تصویرالف-18 تخریب بیمارستان، مکزیکو سیتی مکزیک1995.............................. 230
تصویرالف-19 خرابی پل کارمن، فیلیپین 1990...................................................... 230
تصویرالف-20 روانگرای درمرکز شهرداگویان،فیلیپین1990.................................... 231
تصویرالف-21 بیمارستان رستم آباد، منجیل ایران1990........................................... 231
تصویرالف-22 تخریب پل قدیمی، منجیل ایران1990............................................. 232
تصویرالف-23 تخریب بزرگراه اروپایی، ازمیت ترکیه1999.................................... 232
لیست جداول
عنوان صفحه
جدول2-1- مثالی از ضرایب تاخیر(برای پیاده روی).................................................. 49
جدول6-1 نمره مقدماتی خطرسازه BSH برمبنای ATC –21................................ 91
جدول شماره6-2 نمادهای ضرایب اصلاح کارآئی ساختمان....................................... 91
جدول6-3 نسبت تلفات درزلزله‌های ایران................................................................. 93
جدول8-1 طبقه بندی تقاطعات درتحلیل لرزه شبکه............................................... 118
جدول 8-2 معیارهای کارایی شبکة حمل و نقل درشرایط عادی............................. 120
جدول8-3 مقادیر میانه وضریب توزیع نرمال لگاریتمی برای راههای شهری.......... 123
جدول8-4 پارامترهای توابع خرابی تونل HAZUS99 ......................................... 125
جدول8-5 خلاصه خرابی های ثبت شده در زلزله کوبه 1995................................ 127
جدول 8-6 ضرایب منحنیهای خرابی...................................................................... 128
جدول8-7 احتمال خرابی کامل و کوتاه مدت بیماستان برحسب درصد................... 135
جدول8-8 احتمال وقفه درخدمات بیمارستان.......................................................... 136
جدول10-1 نمایی از طبقه‌بندی روشهای تخصیصی ترافیک................................... 160
جدول10-2 ضرایب اصلاح شدهBPR و 356 NCHRP و 1988 ...................... 164
جدول13-1 درصد احتمال وقوع وضعیت خرابی برای سه نوع پل انتخابی............. 207
جدول13-2 مشخصات شبکه ساده با یک مبداء و مقصد......................................... 209
جدول13-3 مقایسه بین نتایج روشهای مختلف نمونه سازی و مقدارتئوری........... 210
جدول13-4 مقادیرآماری تحلیل معیارهای کارایی شبکه ساده (روش‌مونت‌کارل).... 211
جدول13-5 مشخصات شبکه متشکل از دو مبداء و مقصد...................................... 213
جدول13-6 مشخصات آماری معیاری ارزیابی شبکه برای سناریوهای مختلف (به روش LHS) 214
روشهای موجود برای بررسی شبکه حمل و نقل بعد از بروز زلزله
بروز زلزله های شدید بخصوص در شهرهای بزرگ می تواند آسیبهای انسانی گسترده‌ای را بهمراه آورد. شکبه حمل و نقل برای نجات جان و مجروحین زلزله را ارائه سریع و خدمات درمانی به آنان ، نقش اساسی دراد. لذا از شبکه حمل و نقل بعنوان شریان حیاتی نامرده می‌شود. برای کاهش آسیبهای انسانی احتمالی زلزله در هر شهر یا منطقه‌ای نیازمند به ارزیابی عملکرد شبکه حمل و نقل در پاسخگویی به تقاضا، برای سفرها ی امدادی بعد از زلزله می باشیم تا بتوایم ضمن کسب آمادگی لازم برای مقابله با بحران، اولویت بندی اجزاء شبکه را از نظر بازسازی تعیین نماییم.
در این سمینار به ارزیابی عملکرد شبکه حمل و نقل برای انجام سفره های امدادی بعد از بروز زلزله با توجه به عرضه و تقاضا پرداخته شده است روش ارائه شده دارای پنج مرحله است.
ابتدا سناریو های مختلف زلزله تعین می گردد. سپس میزان آسیبهای احتمالی شبکه حمل و نقل و وضعیت مراکز امدادی (عرضه) و تعداد مجروحین (تقاضا) شبیه سازی می گردد. برای اینکار از نمونه سازی مونت کارلو و LHS و توابع خرابی اجزاء آسیب دیده شبکه بدست می آید در مرحله بعدی توزیع و تخصیص سفرها انجام می‌شود و سرانجام معیارهای ارزیابی شبکه، مانند زمان سفر برای هر سناریو برآورد می گردد. در این سمینار شبکه های مختلفی مورد تحلیل قرار گرفته است. به کمک این روش می توان ضمن ارزیابی شبکه حمل و نقل بعد از زلزله، به برآوردی از وضعیت بحران بعد از زلزله دست یافت. همچنین مسیرها را اولیت بندی نموده و برای توسعه یا ایجاد دست یافت. همچنین مسیرها را اولیت بندی نوده و برای توسعه یا ایجاد راههای جدید تصمیم گیری کرد. مراکز امدادی موجود را از نظر انجام تقویت اولیت بندی کرده و یا مراکز امدادی جدید را امکان یابی کرد، برای اولیت بندی کرده و یا مراکز امدادی جدید را مکان یابی کرد. برای مدیریت بحران و کنترل ترافیک پیش‌‌بینیها لازم انجام داده و تاثیر آنها را در عملکرد اجزاء شبکه حمل و نقل محاسبه کرد. این روش جدای از زلزله می تواند در مورد دیگری که شبکه حمل و نقل اعم ا شهری یا منطقه ای در معرض آسیب و کاهش ظرفیتهای احتمالی قرای می گیرد. مانند بارش باران یا برف سنگین و بروز تصادفات یا بمبارانهای هوائی مورد استفاده قرار گیرد.
فهرست
عنوان صفحه
1-1 مقدار................................................................................................................... 2
1-2 اهداف و دست آوردهای پروژه........................................................................... 5
2 بررسی کارهای انجام شده تاکنون............................................................................ 8
2-1 عملکرد اجزای شبکه بصورت مستقل................................................................. 9
2-1-1 عملکرد فیزیکی و آسیب پذیری..................................................................... 10
2-1-2 کارآیی............................................................................................................ 11
2-2-1 ازائة معیارهای کارایی..................................................................................... 11
2-2-2 بررسی تأخیرهای وارد از خرابی.................................................................... 17
2-2-3 اولیت دهی پلها برای بازسازی........................................................................ 20
2-3عملکرد کلی شبکة حمل و نقل............................................................................ 23
2-3-1 بررسی معیارهای کارایی شکبة تخریب شده................................................... 24
2-3-3 برآوردتأخیرهای وارده از خرابی..................................................................... 35
2-3-4 ارزیابی سیستم بیمارستانی منطقه‌ای............................................................... 38
2-3-5 ارزیابی ریسک منطقه‌ای................................................................................. 42
2-3-6زمان جمع شدن افراد امداد رسان..................................................................... 47
2-4سفرهای ترافیکی بعد از زلزله.............................................................................. 50
2-4-1-رابطة بین حجم سفرها و بازسازی بعد از زلزله............................................. 50
4-1 عملکرد شبکه‌های حمل و نقل ایران در زلزله‌های گذشته................................... 54
4-2 عملکرد شبکه های ح0مل و نقل دنیا در زلزله های اخیر.................................... 55
4-2-1زلزله کوبه ژاپن 1995...................................................................................... 56
4-2-1-1 پلها و راههای اصلی کوبه........................................................................... 57
4-2-1-2 راه آهن کوبه.............................................................................................. 59
4-2-1-3 سیستم متروی کوبه.................................................................................... 60
4-2-1-4 فرودگاههای اطراف کوبه............................................................................ 60
4-2-2 لزله نورث ریج. کالیفرنیا آمریکا 1994........................................................... 60
4-2-3 زلزله لوما پریتا، آمریکا 1989......................................................................... 61
4-2-4 زلزله ارمنستان 1988...................................................................................... 62
4-2-5 زلزله کاستاریا 1991....................................................................................... 63
4-2-6 زلزله مکزیکوسیتی، مکزیک 1995................................................................. 63
4-2-7 زلزله فیلیپین 1990......................................................................................... 63
4-2-8 زلزله ازمیت ترکیه 1999................................................................................ 63
5ستاریوی زلزله.......................................................................................................... 68
5-1کارهای انجام شده دردنیا در زمینه طراحی برمبنای سناریوی زلزله...................... 69
5-2پارامترهای موثر در تعریف سناریو....................................................................... 69
5-2-1 زلزله............................................................................................................... 70
5-2-2 مقیاس اندازه گیری زلزله............................................................................... 72
5-2-3 آنالیز زلزله ..................................................................................................... 72
5-2-4 پهنه بندی لرزه ای.......................................................................................... 72
5-2-5 روش پهنه بندی حرکات زمین تحت اثر زلزله............................................... 73
5-2-5-1 لرزه خیزی................................................................................................. 73
5-2-5-2 کاهش شدت حرکات زمین در اثر دورشدن از مرکز زلزله......................... 73
5-2-5-3اثرات وضعیت محل برروی حرکات زمین لرزه.......................................... 74
5-2-6بررسی اثرات وضعیت محل برای پهنه بندی با دقت کم.................................. 74
5-2-7بررسی اثرات وضعتی محل برای پهنهبندی با دقت کم.................................... 74
5-2-8 بررسی اثرات وضعیت محل برای پهنهبندی با دقت زیاد................................ 75
5-2-9کارهای انجام شده در دنیا درزمینه پهنهبندی لرزه........................................... 76
6 تقاضا....................................................................................................................... 79
6-1 سفرهای خدماتی................................................................................................ 80
6-2 سفرهای امدادی.................................................................................................. 82
6-3 برآورد مجروحین................................................................................................ 84
6-3-1 ناحیه بندی ساختمانها.................................................................................... 85
6-3-2 طبقه بندی ساختمانها..................................................................................... 86
6-3-3 برآورد آسیبهای وارده به ساختمانها................................................................ 86
6-3-4 نسبت تلفات انسانی....................................................................................... 91
6-3-4-1 اعتبار سنجی تلفات برای شهرتهران........................................................... 95
6-3-4-2 برآورد تلفات برای شهرتهران................................................................... 96
7 بررسی رفتارهای انسانی.......................................................................................... 99
7-1 رفتار رانندگان در هنگام وقوع زلزله.................................................................. 100
7-1-1 عوامل موثر در وضعیت رفتار رانندگان....................................................... 100
7-1-2 مشکلات احتمالی ناشی از رفتار رانندگان وعوامل تشدید کنندة‌آن.............. 102
7-1-2-1اشغال سطح خیابانها................................................................................. 102
7-1-2-4 بروز تصادفات احتمالی........................................................................... 103
7-1-2-5 وسایل نقلیه رها شده.............................................................................. 104
7-1-2-6 هراس ناشی از زلزله و عواقب آن........................................................... 104
7-1-2-7 افزایش طول سفرها دراثر عدم اطلاع...................................................... 104
7-1-3 راههای مواجهه با این مشکلات.................................................................. 104
7-1-3-1 آموزش و اطلاع رسانی........................................................................... 105
7-1-3-2 تخلیه و بازگشایی مسیر.......................................................................... 105
7-2 رفتار رانندگان در استفاده از شبکه بعد از زلزله................................................ 106
7-3 رفتار نیروهای امنیتی و امدادی ....................................................................... 107
7-4 رفتار نیروهای مدیریت امدادی و انتظامی........................................................ 111
8 برآورد عرضه........................................................................................................ 115
8-1 برآورد شبکة حمل و نقل بعد از زلزله............................................................. 115
8-1-1 اجزاء شبکه.................................................................................................. 115
8-1-1-1 راهها ...................................................................................................... 115
8-1-1-2 تقاطعات ............................................................................................... 117
8-1-1-3 پلها ........................................................................................................ 119
8-1-2 پارامترهای ارزیابی شبکه............................................................................. 120
8-1-3 خرابی‌های مستقیم شبکه‌حمل و نقل بعد از زلزله....................................... 121
8-1-3-1 خرابی بدنة راه ....................................................................................... 122
8-1-3-2 تونل ...................................................................................................... 124
8-1-3-3 خرابی پل............................................................................................... 125
8-1-3-4 منحنیهای شکنندگی یا خرابی پلها.......................................................... 126
8-1-4 خرابی های غیر مستقیم شبکه حمل و نقل بعداززلزله................................ 130
8-1-4-1 خرابی تأسیسات جانبی مسیر................................................................. 131
8-1-4-2 عوامل ترافیکی....................................................................................... 131
8-2 برآورد مراکز امداد رسانی................................................................................ 132
8-2-1 پارامترهای مهم برای ارزیابی مراکز امدادی................................................. 133
8-2-2 ظرفیت پذیرش مجروح.............................................................................. 134
8-2-3 عملکرد بیمارستان بعد از زلزله.................................................................... 135
8-2-4 خرابی بیمارستانها........................................................................................ 136
9 توزیع................................................................................................................... 140
9-1 شبیه سازی...................................................................................................... 140
9-1-1 روشهای ضریب رشد.................................................................................. 142
9-1-2 ضریب رشد بکنواخت................................................................................. 143
9-1-3 روش میانگین ضریب رشد ........................................................................ 143
9-1-4 مدل فراتر ................................................................................................... 144
9-1-5 مدل دیترویت ............................................................................................. 145
9-1-6 ضرایب رشد با محدودیت دوگانه (روش فورنیس)..................................... 145
9-1-7 مزایا و معایب ضریب رشد.......................................................................... 146
9-1-8 مدل جاذبه .................................................................................................. 147
9-1-9 محدودیتهای مدل جاذبه ............................................................................. 149
9-1-10 مدل فرصت بینابینی ................................................................................. 150
9-2 توزیع به کک مدلهای برنامه ریزی خطی......................................................... 152
9-3 مقایسة بین مدلهای توزیع ............................................................................... 155
10 مدلهای تخصیص .............................................................................................. 159
10-1 تخصیص به روش هیچ یاهمه (کوتاهترین مسیر).......................................... 160
10-1-1 الگوریتم کوتاهترین مسیر.......................................................................... 161
10-2 تخصیص تعادل ی (ظرفیت محدود)............................................................. 162
10-2-1 روند تخصیص افزایشی............................................................................ 164
10-2-2 روند با سرعت تغییرات زیاد و کم............................................................ 165
10-3-3 روند میانگین متوالی ................................................................................ 165
10-3 تخصیص احتمالاتی ...................................................................................... 166
10-3-1 تخصیص احتمالاتی برمبنای شبیه‌سازی.................................................... 166
10-3-2 تخصیص احتالاتی نسبی .......................................................................... 168
10-4 روش برنامه ریزی خطی .............................................................................. 168
10-5 روشMcLaughiln .................................................................................. 169
11 تحلیل ریسک ................................................................................................... 171
11-1 شبیه سازی مونت کارلو................................................................................. 171
11-1-1 مزایای نمونه سازی مونت کارلو............................................................... 173
11-2 نمونه سازیLatin Hyper cube یا LHS ............................................... 173
11-3 مقایسه بین نمونه سازیLHS و مونت کارلو................................................ 175
11-4 توابع توزیع برای شبیه سازی......................................................................... 176
11-4-1 توابع توزیع............................................................................................... 177
11-5- دقت برآوردهای احتمالاتی.......................................................................... 177
12 ارائه مدل ........................................................................................................... 182
12-1 سناریوی زلزله .............................................................................................. 182
12-2 برآورد تقاضا ................................................................................................. 184
12-3 برآورد عرضه ................................................................................................ 188
12-3-1 برآورد شبکه حمل ونقل........................................................................... 189
12-3-2-1 @ Risk ............................................................................................ 192
12-4-1 الگوریتم کوتاهترین مسیر ........................................................................ 194
12-4-2 برنامه ریزی خطی ................................................................................... 195
12-4-3 نرم افزار مدل ........................................................................................... 196
12-4-4 قابلیت توسعه ........................................................................................... 197
12-4-4-1 درنظر گرفتن ترافیک غیرامدادی رسانی............................................... 197
12-4-4-2 درنظرگرفتن وضعیت کنترل برترافیک................................................. 198
12-4-4-3 در نظر گرفتن احتمالی ظرفیت مراکز امدادشده رسانی......................... 199
12-4-4-4 درنظردرنظرگرفت احتمالی ظرفیت مراکز امداد رسانی........................ 199
12-4-4-5 مبداء و مقصدها مجازی...................................................................... 199
12-4-4-6 استفاده از تابع ارزش زمان.................................................................... 199
12-5 ارزیابی شبکه ................................................................................................ 200
12-5-1 ارزیابی کل شبکه ..................................................................................... 202
12-5-2 ارزیابی اجزاء شبکه .................................................................................. 204
12-5-2-1 تحلیل حساسیت................................................................................... 204
13 بکارگیری مدل .................................................................................................. 202
13-1 شبکه ساده با یک مبداء و مقصد ................................................................... 208
13-1-1 روندانجام تحلیل شبکه ............................................................................ 209
13-2 شبکه متشکل از چند مبداء‌و مقصد................................................................ 212
13-2-1 نتایج تحلیل ............................................................................................. 214
14- پیشنهادات برای کارهای آینده......................................................................... 219
لیست اشکال
عنوان صفحه
شکل 2-1 تابع کارآیی زمان ....................................................................................... 14
شکل 2-2 .................................................................................................................. 21
شکل 2-3 تابع عملکرد منطقی a) حداقل معبرها b) کوتاهترین مسیر....................... 21
شکل 2-4 قابلیت اطمینان بهینه شبکه حمل و نقل باتوجه به منابع دردسترس............ 23
شکل2-5 حداکثرجریان ترافیک درشبکه حمل ونقل برحسب منابع دردسترس.......... 23
شکل2-6 رابطه بین معیارهای کارایی T,D,Q نسبت به مقادیر قبل از زلزله برای قبل مختلف نرخ
خرابیl ..................................................................................................................... 26
شکل 2-7 همبستگی بین Q و D (5000 نمونه نسبت به مقادیر از زلزله سنجیده شده‌اند) 26
شکل 2-8 فاصلة نسبی جمعیت ساکن منطقه ازمراکز امدادی.................................. 28
شکل 2-9 رابطه بین درصد جمعیت آسیب دیده وشدت زلزله................................... 39
شکل 2-10 رابطة بین تعداد تخت کمپ بیمارستانی و فاصلة حمل‌مجروح................ 41
شکل 6-1 فلوچارت برآورد خرابی برای ساختمانهای مسکونی................................. 87
شکل 6-2 نسبت خسارت وارده به ساختمانهای مسکونی درزلزله منجیل.................. 88
شکل 6-3 تابع‌آسیب‌پذیری ساختمانهای مسکونی به کاررفته در مطالعه JICA........ 88
شکل6-4 میانگین ضریب خرابی برحسب نمره‌سازه‌ای برای سازهPCI وO.22 = PGA 90
شکل 6-5 نسبت تلفات زلزله در ایران ...................................................................... 94
شکل 6-6 نسبت تعداد تلفات زلزله روزهنگام به شب هنگام..................................... 94
شکل 6-7 اعتبار سنجیی تلفات برآوردشده کوبرن واسپنس........................................ 95
شکل 6-8 توزیع تلفات انسانی درشب بدون نیروهای نجات (مدل گسل ری)......... 91
شکل 8-1 توابع خرابی برای حالتهای مختلف خرابی راههای شهری..................... 124
شکل 8-2توابع آسیب‌پذیر برای حالتهای مختلف خرابی اجراشده به روش حفاری و خاکبردای125
شکل 8-3 احتمال خرابی برای پلهای فولادی.......................................................... 128
شکل 8-4 احتمال خرابی برای پلهای بتنی.............................................................. 128
شکل 8-5 احتمال خرابی برای پل نوع 1 ث اب برای شتابg 8/0=PGA............. 129
شکل 8-6 احتمال خرابی برای پل نوع 3 ث اب برای شتابg 8/0=PGA............. 130
شکل8-7 احتمال خرابی برای پل نوع 6ث اب برای شتابg 8/0 = PGA ............ 130
شکل 8-8 نمودار خرابی ساختمان بیمارستانها......................................................... 138
شکل 9-1 تفاوت بین توابع مختلف جاذبه............................................................... 148
شکل 9-2 مقایسه مابین روش جاذبه، فرصت بینابینی و فرصت بینابینی رقابتی....... 156
شکل 10-1 توزیع هزینه‌هایی که‌درهر اتصال رانندگان آن رادرک می‌کنند............... 167
شکل11-1 رابطه بین X و F(x) و G(x) ............................................................. 172
شکل 11-2 مثال روش نمونه سازی آغازین بدون جایگزین................................... 174
شکل 11-3 مقایسه بین ث بپ و مونت کارلو......................................................... 175
شکل 11-4 ............................................................................................................ 179
شکل 12-1 روندکلی ارزیابی شبکه حمل و نقل بعد از بروز زلزله.......................... 184
شکله 12-2 روند برآورد تقاضا (سفرهای امدادی) بعداز بروززلزله......................... 185
شکل12-3 روند برآورد عرضه مراکز امدادی.......................................................... 189
شکل12-4 تابع آسیب پذیری تول 99 Hazus ..................................................... 191
شکله 12-5 روند برآورد شبکه حمل و نقل ........................................................... 192
شکل 12-6 وضعیتهای مختلف کنترل ترافیک........................................................ 198
شکل12-7 روند توزیع و تخصیص درشبکة حمل و نقل بعد از بروززلزله.............. 200
شکل 12-8 روند ارزیابی شبکة حمل و نقل بعد از بروز زلزله............................... 201
شکل 13-1 احتمال خرابی برای پل نوعHBRI برای شتاب g 8/0 = PGA ........ 207
شکل 13-2 شبکه ساده با یک مبداء و مقصد........................................................... 208
شکل 13-2 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط زمان حمل مجروح برای شدت زلزله g 60 به روش نمونه سازی مونت کارلو................................................................................................... 212
شکل 13-5 شبکه متشکل مونت کارلو.................................................................... 212
شکل 13-6 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط خرابی کل شبکه برای شدت زلزله g 2/0 با نمونه سازی LHS ..................................................................................................................... 215
شکل 13-7 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط خرابی کل شبکه برای شدت زلزله g و 4/0 با نمودارLHS ................................................................................................................................ 216
شکل 13-8 نمودار تورنادو، تحلیل حساسیت برای متوسط خرابی کل شبکه برای شدت g 6/0 با نمونه سازی LHS ................................................................................................................................ 211
تصویر الف-1 خرابی دربزرگراه هانشین کوبه ژاپن 1995....................................... 221
تصویر الف-2 آتش سوزی بعد از زلزله درشهر کوبن ژاپن1995............................ 222
تصویرالف-3 ترافیک بعد از زلزله درشهرکوبه ژاپن1995....................................... 222
تصویرالف-4 واژگونی پل در بزرگراه هانشین شهرکوبه ژاپن1995......................... 223
تصویرالف-5 خرابی دربزگراه هانشین شهر کوبه ژاپن1995................................... 223
تصویرالف-6 خرابی پایه پل بزرگراه هانشین، کوبه ژاپن1995................................ 224
تصویرالف-7 خرابی پل نیشینومیاکو با دهانه 252 متری کوبه ژاپن 1995............... 224
تصویرالف-8 خرابی خط آهن وانسدا دراههای جانبی، کوبه ژاپن........................... 225
تصویر الف-9 خرابی پل گاویون کانیون نورث ریج، کالیفرنیا آمریکا1994............. 225
تصویرالف-10 استفاده ازژاکت فولادی نورث ریج آمریکا1994.............................. 226
تصویرالف-11 انفجار خط لوله گاز و تاثیر آن برراه مجاور، نورث ریج1994......... 226
تصویر الف-12 خرابی درآزاد راه نیمیتز، اکلندا، زلزله لوما پریتا آمریکا 1989......... 22
تصویرالف-13 پل خلیج اکلند، لوما پریتا آمریکا 1989............................................ 227
تصویرالف-14ماشین آتش‌نشانی درترافیک شهرلنینکان، ارمنستان 1988................ 228
تصویرالف-15 تخریب بدنه راه براثر روانگرائی، کاستاریکا..................................... 1991
تصویرالف-16 تخریب شدید بدنه راه براثر روانگرایی، کاستاریکا........................... 1991
تصویرالف-17 واژگونی تریلی درجاده، کاستاریکا1991.......................................... 229
تصویرالف-18 تخریب بیمارستان، مکزیکو سیتی مکزیک1995.............................. 230
تصویرالف-19 خرابی پل کارمن، فیلیپین 1990...................................................... 230
تصویرالف-20 روانگرای درمرکز شهرداگویان،فیلیپین1990.................................... 231
تصویرالف-21 بیمارستان رستم آباد، منجیل ایران1990........................................... 231
تصویرالف-22 تخریب پل قدیمی، منجیل ایران1990............................................. 232
تصویرالف-23 تخریب بزرگراه اروپایی، ازمیت ترکیه1999.................................... 232
لیست جداول
عنوان صفحه
جدول2-1- مثالی از ضرایب تاخیر(برای پیاده روی).................................................. 49
جدول6-1 نمره مقدماتی خطرسازه BSH برمبنای ATC –21................................ 91
جدول شماره6-2 نمادهای ضرایب اصلاح کارآئی ساختمان....................................... 91
جدول6-3 نسبت تلفات درزلزله‌های ایران................................................................. 93
جدول8-1 طبقه بندی تقاطعات درتحلیل لرزه شبکه............................................... 118
جدول 8-2 معیارهای کارایی شبکة حمل و نقل درشرایط عادی............................. 120
جدول8-3 مقادیر میانه وضریب توزیع نرمال لگاریتمی برای راههای شهری.......... 123
جدول8-4 پارامترهای توابع خرابی تونل HAZUS99 ......................................... 125
جدول8-5 خلاصه خرابی های ثبت شده در زلزله کوبه 1995................................ 127
جدول 8-6 ضرایب منحنیهای خرابی...................................................................... 128
جدول8-7 احتمال خرابی کامل و کوتاه مدت بیماستان برحسب درصد................... 135
جدول8-8 احتمال وقفه درخدمات بیمارستان.......................................................... 136
جدول10-1 نمایی از طبقه‌بندی روشهای تخصیصی ترافیک................................... 160
جدول10-2 ضرایب اصلاح شدهBPR و 356 NCHRP و 1988 ...................... 164
جدول13-1 درصد احتمال وقوع وضعیت خرابی برای سه نوع پل انتخابی............. 207
جدول13-2 مشخصات شبکه ساده با یک مبداء و مقصد......................................... 209
جدول13-3 مقایسه بین نتایج روشهای مختلف نمونه سازی و مقدارتئوری........... 210
جدول13-4 مقادیرآماری تحلیل معیارهای کارایی شبکه ساده (روش‌مونت‌کارل).... 211
جدول13-5 مشخصات شبکه متشکل از دو مبداء و مقصد...................................... 213
جدول13-6 مشخصات آماری معیاری ارزیابی شبکه برای سناریوهای مختلف (به روش LHS) 214
دانلود سیستم های DCS و PLC کارخانه آلومینای جاجرم
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 11 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 1247 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 50 |
سیستم های DCS و PLC کارخانه آلومینای جاجرم
فصل اول
DCS کارخانه آلومینای جاجرم
مقدمه ای بر DCS
(Distributed Control System) سیستم کنترل غیر متمرکز (گسترده)
در سیستم های قدیمی اتوماسیون اطلاعات مربوط به هر واحد باید از حمل آن به اتاق کنترل توسط کابل هایی انتقال می یافت با ازدیاد این واحدها حجم کابل هایی که به اتاق کنترل متصل می شدند نیز افزایش می یافت و بزرگترین اشکالاتی که این سیستم داشت عبارت بودند از :
1- تراکم انبوه کابل های ارتباطی در اتاق کنترل که به نوبه خود در هنگام عیب یابی سیستم مشکل آفرین بودند.
2- در هنگام بروز اشکال در اتاق کنترل کل سیستم فلج می شد.
3- در صورتی که کنترل سیستم گسترده ای مد نظر بود پردازنده مرکزی باید دارای حجم حافظه و سرعت بسیار بالایی می بود تا بتواند تمام داده های ارسالی و یا دریافتی را مورد پردازش قرار دهد و بدیهی است که با افزایش تعداد Point ها در سیستم فاصله زمانی سرویس دهی دوباره به هر Point نیز افزایش می‌یابد که از نظر کنترلی عیب بزرگی محسوب می شود.
در چنین شراطی بود که مهندسین به فکر افتاندند که اولا: تراکم کابل ها را در اتاق کنترل کاهش دهند. ثانیا: از مرکزیت به یک قسمت به عنوان کنترل کننده مرکزی جلوگیری کنند بدین منظور یک سیستم بزرگ صنعتی را به بخش های کوچک تقسیم کرده و کنترل آن قسمت را نیز به کنترلر مربوط به خودشان که در همان محل قرار دارد واگذار کردند که بدین ترتیب مفهوم کنترلر محلی(Locall Controller) شکل گرفت و تنها در صورتی که اطلاعات آن قسمت مورد نیاز دیگر قسمت ها واقع می شد و یا تغییر مقدار یک point در آن قسمت از طرف سیستم های بالا مد نظر بود توسط شبکه های ارتباطی این امر صورت می گرفت.
سیستم کنترل غیر متمرکز DCS
الف- اجزاء DCS
ب- نرم افزار DCS
ج- آدرس دهی DCS و Peerway
د- عیب یابی در سیستم DCS
هـ- کپی نقشه ها و کانالوگ DCS و Peerway
سیستم کنترل غیر متمرکز (گسترده) DCS
سیستم کنترل فریاند تولید آلومینا در شرکت آلومینای ایران(جاجرم) قسمت اعظم این فرآیند توسط سیستم DCS کنترل شده از یک اتاق کنترل مرکزی CCR و چهار اتاق محل 4 و 3 و 2 و 1 LCR و توسط این چهار اتاق محل تعداد زیادی از واحد های کنترلی کوچک که در آنها PCL تله مکانیک نصب شده توسط شبکه کابل نوری تبادل اطلاعاتی نموده و کل فرایند آلومینای تحت کنترل این سیستم های می باشد که در این فصل به اختصار و به طور خلاصه به توضیح و بیان کنترل DCS می پردازیم و توضیح اینکه DCS مخفف کلمه Distributed control system می باشد. LCR مخفف Local control Room می باشد و مدل DCS سیستم R.S3 شرکت Fisher Rosmount آمریکا می باشد.
الف- اجزاء اصلی DCS :
1- Peer way 2- Consoles 3-Control file 4- Input /Out put کارت 5- Peer way inter pace
سیستم کنترل و DCS و مجموع سخت افزار این کنترل به شرح ذیل بیان می شود:
ارتباط توسط شبکه شاه راه فیبر نوری بین این اجزا انجام شده و قسمت دوم مونیتورهای اپراتوری بوده که جهت نمایش و دریافت و ارسال اطلاعات محیط خارجی به سیستم برقرار می شود. وقت چهارم سیستم های رابط می باشد که مجموع کنترل فرایند DCS به صورت خط کمک یا اضافی یا Redundancy کار می کنند یعنی به محض معیوب شدن هر کدام از اجزاء فوق خط کمکی و مسیر اضافی به صورت اتوماتیک وارد مدار می شود. و اطلاعات همیشه در دو مسیر ارتباطی ارسال و دو نقطه همزمان پردازش می‌شود.
اجزاء کل DCS مدل RS3
1- Peer way 2- console 3- Control file 4- Peer way interface Devices
1- Peer way : یک شاه راه ارتباطی بوده که تمام تجهیزات و دستگاههای کنترلی از طریق این شاهراه(Peer way) به هم متصل(Link) می شوند و خاصیت Red undancy این سیستم peer way این امکان را به تجهیزات می دهد تا مستقیم و خیلی راحت با هم ارتباط داشته باشند و این بزرگراه ارتباطی که حالت Redundant کار میکند یعنی همیشه اطلاعات از دو مسیر در حال انتقال‌بوده و کار شبکه را در مواقع‌خرابی شبکه راحت‌می‌کندو این‌شبکهPeer way در کارخانه‌آلومینا با کابل فیبرنوری‌انجام شده (Fiber optic cable) و تبادل اطلاعات شبکه به صورت سریال بوده که در تمام نقاط فرستندگی و گیرندگی(node) ها بایستی این پورت سریال نصب گردد. این کابل فیبر نوری در تمام مسیرهای ارتباطی بصورت دو خط که همزمان اطلاعات یکسان را تبادل کرده کار گذاشته شده اند و مسیرهای ارتباطی(F.O.C) کابل نوری بین PLC ها، [PLC25, PLC02, 04,05, 08, PLC23, PLC19, PLC15, PLC01,17,16,13,14] تا LCRها توسط کابل فیبر نوری انجام شده است یعنی ابتدا اطلاعات توسط یک سیگنال الکتریکی از واحد به اولین اتاق کنترل منطق PLC ها ارسال شده و از PLC به اتاق های کنترل محل (LCR1-4)DCS توسط کابل فیبر نوری ارسال می شود که این اطلاعات توسط پورت سریال RS-232 و ماژول SCm22 توسط PLC ها ارسال می شود.
اجزاء سخت افزار Peer way
1-1 کابل ارتباطی (F.O.C):
ارتباط اولیه Peer way با تمام وسایل و تجهیزات RS3 به صورت داخل متصل می شوند(Link) که اولین تجهیز این شبکه کابل ارتباطی می باشد که می تواند هر نوعی از کابل باشد نوع کابل استفاده شده در شبکه Peer way کارخانه جاجرم جهت ارتباط کنترلی کارخانه کابل فیبر نوری(Fiber Optic Cable) می‌باشد و انواع دیگر کابلهای ارتباطی مثل کواکسیل الکتریکی (Twinax) ، کابلهای ترکیبی نوری و الکتریکی باشد که کابل فیبر نوری یک کابل نوری (شیشه ای) دوتایی (Dual) بود که در طول تار شیشه ای نور منتقل شده و می تواند حجم زیادی را به خاطر بالا بودن سرعت نور به صورت سریال ارسال کند. تعداد Peer way 31 می توانند با کمک یک (HIAS) بهم وصل شدند.
High way interface adaptor
- HIA : دستگاهی رابط بوده که می تواند چند Peer way را به هم وصل کند.
- Peer way Tap : جهت اتصال node به شبکه کنترل و ارتباطPeer way از این دستگاه استفاده می‌شود.
- node :هر وسیله یا دستگاهی مثل کنسول، کامپیوتر شخصی، کنترل فایل را به شبکه کنترلPeer way وصل شود را node گویند.
نکته: تمام متعلقات Peer way و خود شبکه Peer way به صورت دو خطی یا Redundant می باشند (دوتایی)
و کابل استفاده شده در کارخانه جاجرم فیبر نوری و Tap های آن هم Fiber optic Peer way Tap می‌باشد و دوتایی می باشند.(Tap A,B)
2-1 Peer way Interface Devices :
این سیستم جهت ارتباط Peer way با اتاق های کنترل استفاده می شوند که شامل تجهیزات زیادی بوده که جهت این ارتباط مورد استفاده قرار می گیرند.
- Rosmount Network Interface : رابط بین شبکه کنترل RS3 و دیگر کامپیوترها می باشد.
Supervisery Computer Interface, SCI : یک رابط بین شبکه کنترل RS3 و واحد کامپیوتری (Host. computer) و یا بین کنترل RS3 و خود کنترل سیستم Rosemount می باشد.
- Tap Peer way : Tap: جهت ارتباط هر node (هر ورودی به شبکه فیبر نوری) Peer way از سیستم و دستگاه Peer way Tap استفاده می کند.
- node : هر سیستم کنترلی که به خط ارتباطی فیبر نوری یا هر شبکه ارتباطی وصل شود (اعم از ورودی یا خروجی) مثل کنترل فایل ها، کنسول ها، کامپیوترهای شخصی و ... خیلی دستگاههای دیگر که قابلیت ریختن اطلاعات به شبکه Peer way یا گرفتن اطلاعات از این شبکه ارتباطی شاه راه یا بزرگراه را داشته باشد node گویند.
انواع node
Control file –
Console –
Vax computer-
System resource unit (SRU)-
Vax Peer way-
RNI-SCI-
2- کنسول اپراتوری Consoles :
یک مونیتور رنگی 19 اینچ، صفحه کلید، برد و میکروپرسسور و کارت کیج های ارتباطی، هارد دیسک Video KPY board interface می باشد که به مجموع اینها کنسول اطلاق می شود که تعداد این کنسولها در کارخانه آلومینا به شرح ذیل می باشد؛ ضمنا این کنسول ها ساخت شرکت Fisher. Ros آمریکا بوده و مدل RS3 می باشد که در واحد CCR اتاق کنترل مرکزی 4 عدد کنسول وجود دارد؛ 1عدد جهت واحد مدیریت عملیات کارخانه (Dispaching) و 1 عدد جهت کنترل واحد تولید هوای فشرده واحد P422 و 2 عدد مجموعا جهت کنترل مستقیم واحد ترتیب و فیلتراسیون هیدرات (P416, 17, 17A) انجام می شود و تعداد 2 عدد کنسول در واحد LCR1 واحد انحلال، 2 عدد کنسول در واحد LCR4 (PU24) واجد بویلر و 2 عدد کنسول در LCR2 جهت کنترل واحدهای P412,13,14 (تبخیر سرد و گل قرمز) و 2 عدد کنسول در LCR3 واحد P421 تحت تکنسین نصب شده اند. در دیاگرام کنترل PLC و DCS این نمایش بخوبی معلوم می باشد.
3- کنترل فایل Control file :
کنترل فایل محل قرار گرفتن پروسسورها می باشد که در هر کنترل فایل این سیستم هشت عدد پروسسور قرار دارد که به آنها کنترلر گوئیم. که این کنترل پروسسورها وظیفه دریافت مقادیر ورودی و ذخیره اطلاعات و مقادیر لازم جهت استفاده NODE های دیگر را انجام می دهند و همچنین مقادیر دیتای ورودی را ارزیابی و پس از پردازش برای خروجیهای آنالوگ و دیجیتال ارسال می کنند.
نحوه ارسال اطلاعات در سیستم کنترل DCS شرکت آلومینا به این قرار است که ابتدا اطلاعات از واحد فیلد و MCCها و دیگر نقاط اندازه گیری و به اتاق های کنترل (LCR, PLC) ارسال شده و توسط کارتهای ایزولاتور DCS و PLC وارد شبکه کنترل می شوند که نمودار زیر بخوبی نشان می دهد. اطلاعات سپس وارد پانل ارتباطی ترمینال و از آنجا وارد کنترل فایل ها (پروسسورها) می شوند و در آنجا پردازش شده و تصمیم گیری می شود و از آنجا در صورت نیاز وارد شبکه Peer way می شوند.
کنترلر پروسسور چند منظوری مغز کامپیوتر می باشد که در واقع تمام محاسبات آنجا انجام می شود.
- Marshaling panel, flex terms, card cages : همه جهت ارتباط واحدهای فرایندی (فیلد) با سیستم DCS و چگونگی ارتباط سیگنال و ارسال آن به شبکه کنترل را انجام می دهند.
اجزاء تشکیل دهنده کنترل فایل Control file
- کنترل فایل شامل یکسری کارتهای مدادی بوده که وظایف حلقه کنترلی- مونیتورنیت پروسس، عملیات پردازش دیتاها را انجام می دهند و شامل کارتهای زیر است:
1-3 کنترل پروسسور چند منظوره
این کنترلر مقادیر زیادی ورودی را دریافت و ذخیره می کند و مقادیر خروجی را برای node های دیگر ارسال یا از آنها دریافت می کند و عملیات پردازش دیتا را انجام می دهد و مقادیر پیوسته (آنالوگ) و دیجیتال را پردازش و برای خروجیها ارسال می کند این کنترلر مغز کنترل و پردازش سیستم است و تمام عملکردهای آنالوگ و دیجیتال و محاسبات را انجام می دهد و این کنترلر پروسسور از طریق کابل RS-422 و Flexterm با Cardcage ارتباط داشته و اطلاعات را می گیرد. کارتهای مدادی کنترل فایل به دو گروه ساپورت کارت و کارتهای کنترلر پروسسور تقسیم می شوند.
2-3 Peer way Buffer card
این کارت ارتباط بافر الکتریکی و فرمت را با کنترل فایل و Peer way برقرار می کند و ارتباط بین تمام کنترلرهای هماهنگ کننده و Peer way می باشد. در هر کنترل فایل دو بافر موجود است.
3-3 Power regaluter card
این کارت تغذیه DC را برای همه کارتهای موجود در یک کنترل فایل برقرار می کند و این کارت ولتاژ تغذیه خود را از سیستم تغذیه USP گرفته و دارای دو خط ورودی بوده و به صورت Redundaut عمل میکند. ولتاژ ورودی این کارت 19 تا 36 ولت DC و ولتاژ خروجی و است.
4-3 کارت هماهنگ کننده Coordinator processor card
این کارت وظیفه مدیریت و هماهنگی ارتباط بین 8 کنترلر پروسسور دیگر را دارد و همچنین هماهنگی بین کنترل فایل Peer way و ورودی های پروسس و مقادیر محاسبه شده و خروجی هر کنترلر توسط این کارت هماهنگ و مدیریت می شود. تعداد این کارتها در کنترل فایل دو عدد بوده و بصورت Redundaut عمل می کند.
5-3 کارت Nonvolative Memory card
این کارت دیتای تمام کارت های کنترل پروسسورها و کارت هماهنگ کننده اطلاعات کانفیگور کردن و اطلاعات دیگر کنترل فایل در این کارت حافظه ذخیره می شود و هر کارت اطلاعات خود را از دست بدهد می توان این اطلاعات از دست رفته را دوباره از داخل حافظه این کارت احیاء و زنده کند.
- Redanduncy within controlfile
این یکی از مزیت های DCS می باشد که تمام کارتهای کنترلر پروسسور و کارتهای ساپورت (بجز کارتهای حافظه [Nonvolative memory])همه Redundaut بوده و به این معنا است که از هر مدل کارت دو تا مثل هم بوده و در دو slate (شیار) کنار هم قرار گرفته و به طور همزمان کار کرده و اطلاعات آنها مشابه بوده که در صورت خرابی هر کارت اطلاعات در کارت کناری پردازش و ارسال می شود برد اینکه سیستم متوقف شود تا دوباره کارت معیوب باز و تعمیر گردد و یا جایگزین شود.
4- کارتهای ورودی و خروجی سخت افزار و ترمینالهای ورودی و خروجی سیستم:
- کارتهای آنالوگ ورودی و خروجی
- کارتهای دیجیتالی ورودی و رخوجی
- MYX کارت: Multiplayer card cage
- RBL/PLC کارت: (Communication flexterm)
کارت آنالوگ:
هر کارت آنالوگ شامل هشت Slate برای کارت FIC می باشد و یک کارت کیج آنالوگ دو تا ورودی و یک خروجی را می تواند یا ساپورت کند و دارای سیستم Bypass جهت جریان و قابلیت (4-20mA) را دارا هستند و از جمله:
- ایزولاسیون الکتریکی برای Processor I/O
- مبدل آنالوگ به دیجیتال A/D, D/A
- یک کارت کیج آنالوگ ماکزیمم 24 تا ورودی و یا 8 تا خروجی می تواند داشته باشد.
Input Analog = 3×8=24
Out put Analog = 1×8 = 8
- این کارت ها به صورت نرم افزاری قابل برنامه ریزی می باشند.
کارت دیجیتال:
جهت ارسال و دریافت فرمانهای دیجیتالی از کنترل فایل به محیط خارج به صورت دیجیتال ارسال می‌شود که شامل کارت و ترمینال مارشلینگ پانل و cauntact کارت کیج می باشند.
ب- نرم افزار DCS مدل RS3 :
این نرم افزار بکار رفته در DCS نصب شده در شرکت آلومینای جاجرم به دو صورت 1- I/O block 2- Control Block مورد استفاده قرار گرفته است.
1- I/O بلاک ها (Input / Out put Block) وظیفه برنامه نویسی و برنامه ریزی دیتا و اطلاعات ورودی و خروجی فیلد(محیط خارجی) در این I/O بلوک ها انجام می شود یعنی محل نوشتن برنامه دیتای ورودی و خروجی از فیلد می باشد.
2- کنترل بلاک ها : وظیفه ارزشیابی و پردازش ورودی ها و خروجی های آنالوگ و دیجیتال را داشته که به صورت یک حلقه کانفیگور می شوند تا محاسبات و توابع کنترل را تشکیل بدهد و کنترل بلاک حداقل به یک I/O بلاک نیاز دارد تا یک حلقه کنترل را تشکیل داده و قلب این کنترل در کنترلر پروسسور می باشد. I/O بلاک ها و کنترل بلاک های نرم افزاری هر دو در کنترل پروسسور اول قرار داشته و مجموعا با (FIC) ها یک حلقه کنترلی را می سازند.
دانلود سیستم های کنترل گسترده پست های فشار قوی
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 6 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 472 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 80 |
سیستم های کنترل گسترده پست های فشار قوی
چکیده
به علت ساختار شبکه های توزیع، گستردگی و در معرض عوامل محیطی بودن آنها بسیاری از خاموشیهای اعمال شده به مشترکین ناشی از حوادث این شبکه هامی باشد.
روش عیب یابی فعلی در شبکه های توزیع به علت عدم وجود تجهیزات حفاظتی و مانیتورینگ مناسب و نیز نبودن امکان کنترل از راه دور زمانبر بوده و بصورت سعی و خطا می باشد.این مسئله باعث برخی آسیبهای احتمالی به تجهیزات شبکه و مشترکین نیز می گردد.
افزایش اطلاعات از وقایع سیستم اتوماسیون شبکه های توزیع در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است که با اجرای آن اطلاعاتی نظیر عملکرد تجهیزات حفاظتی، وضعیت کلیدها و مقادیر ولتاژ و جریان در مرکز قابل مشاهده بوده و امکان ارسال فرمان برای تجهیزات وجود دارد.
در این پروژه سعی شده است معرفی جامعی از سیستمهای اتوماسیون ومانیتورینگ پست ارائه گردد.
در فصل دوم از پروژه به شرح کلی سیستمهای اتوماسیون پست(SAS) پرداخته شده است و همچنین انواع سیستمهای پست همراه با مزایای آنها نیز بیان شده است.
در فصل سوم، پیشرفته ترین سیستم اتوماسیون پست(SAS570) بطور کامل شرح داده شده است و به توزیع مواردی از قبیل خصوصیات، طراحی تجهیزات و وظایف این سیستم پرداخته شده است.
اجزای سیستم اتوماسیون پست بسیار زیاد وگسترده است و صحبت در مورد تمامی آنها نیاز به تالیف چندین کتاب دارد ولی بطور خلاصه چند جزء مهم سیستم اتوماسیون پست در فصل چهارم آورده شده است.
در فصل پنجم به شرح کاملی از سیستم مانیتورینگ پست(530 SMS) پرداخته شده است.
امید است این پروژه بتواند دید جدیدی نسبت به تکنولوژی پیشرفته اتوماسیون و مانیتورینگ به شما ارائه کند.
فهرست
|
عنوان |
صفحه |
|
چکیده |
1 |
|
فصل اول مقدمه |
3 |
|
فصل دوم طراحی و کارآیی SAS 1-2- طراحی و کارآیی SAS 2-2- مزایای کارآیی عملی سیستم 3-2- سیستم های مانیتورینگ و اتوماسیون 4-2- خصوصیات عمومی سیستم های SAS 5XX |
6 7 7 7 9 |
|
فصل سوم سیستم پیشرفته اتوماسیون پست SAS 570 1-3- سیستم پیشرفته اتوماسیون پست SAS 570 2-3- نصب سیستم 3-3- خصوصیات مشترک SAS 4-3- خصوصیات SAS 570 5-3- طراحی و عملکرد مشترک SAS 6-3- طراحی و عملکرد SAS 570 7-3- تجهیزات سیستم 8-3- تنظیمات سیستم 9-3- وظایف سیستم 10-3-وظایف ابتدایی مانیتورینگ سیستم 11-3- وظایف ابتدایی کنترل سیستم 12-3- نگاهی کلی به پست 13-3- وظایف ابتدایی مانیتورینگ (اختیاری) 14-3- وظایف ابتدایی کنترل (اختیاری) 15-3- خلاصه قابلیت های سیستم اتوماسیون پست |
11 13 15 17 18 19 19 20 24 25 26 29 32 32 34 36 |
|
فصل چهارم اجزاء سیستم اتوماسیون 1-4- کوپل کننده های ستاره ای (RER 111) 2-4- واحد گیرنده و فرستنده (RER 107) 3-4- GPS 4-4- نرم افزار کنترل سیستم اتوماسیون پست Micro Scada 5-4- فیبر نوری در سیستم حفاظت و کنترل پست های فشار قوی 6-4- رله REC 561 ترمینال کنترل حفاظت 7-4- رله REL 670 حفاظت دیستانس خط 8-4- رله RED 521 ترمینال حفاظت دیفرانسیل 9-4- رله RET 670 حفاظت ترانسفورماتور 10-4- رله REX 521 پشتیبان فیدر 11-4- سیستم REB 500 SYS حفاظت پست 12-4- رله RES 521 اندازه گیری زاویه |
40 41 44 45 46 49 51 52 54 56 59 61 63 |
|
فصل پنجم سیستم مانیتورینگ SMS 530 |
65 |
|
منابع و مآخذ |
78 |
|
پیوست ها |
79 |
دانلود تحقیق در مورد فیبر نوری
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 9 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 326 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 80 |
فیبر نوری
چکیده
از کجا مرور تاریخی این موضوع را شروع کنیم؟! نورهمیشه با ما بوده است . مخابرات با استفاده از نور در اوائل دوران پیشرفت بشری ، از زمانی که بشر ابتدا با استفاده از علامت دادن با دست پیام خود را ارسال می‌کرد، شروع شده است . این خود بطور بدیهی یک نوع مخابرات نوری است و در تاریکی قابل اجرا نمی‌باشد . درخلال روز ،منبع نور برای سیستم مورد مثال خورشید است . اطلاعات از فرستنده به گیرنده روی پرتو نور خورشید حمل می‌گردد . نور برحسب حرکات دست تغییر وضعیت داده و یا مدوله می‌گردد . چشم پیام را آشکار کرده و مغز پردازش لازم را روی آن انجام می‌دهد . در این سیستم ، انتقال اطلاعات کُند ، میزان اطلاعات قابل انتقال در یک زمان معین محدود و احتمال خطا زیاد است . سیستم نوری دیگری که برای مسیرهای طولانی‌تر مفید است ارسال علائم دودی است . پیام با استفاده از تغییر شکل دود حاصل از آتش ارسال می‌گردیده است. در این سیستم به طرح و یادگیری یک رمز بین فرستنده و دریافت‌کننده نیاز می‌باشد. این سیستم با سیستمهای جدید مخابرات دیجیتال که درآن از رمزهای پالسی استفاده می‌شود قابل قیاس است .
در سال 1880 الکساندر گراهام بل یک سیستم مخابرات نوری به نام فوتوفون را اختراع کرد . در این سیستم ، بل از آئینه نازک که توسط صدا به لرزه در می‌آید استفاده نمود . نور خورشید منعکسه از این آئینه اطلاعات را حمل میکند . در گیرنده ، این نور خورشید مدوله شده به سلنیوم هادی نور اصابت میکند و در آن به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود . این سیگنال الکتریکی در یک تلفن مجدداً به سیگنال صوتی تبدیل می‌گردد . با وجودی که سیستم فوق نسبتاً خوب کار می‌کرد هرگز یک موفقیت تجارتی کسب نکرد . ابداع لامپهای ساخته بشر منجر به ساخت سیستمهای مخابراتی ساده مثل چراغهای چشمک زن بین دو کشتی و یا بین کشتی و ساحل ، چراغهای راهنمای اتومبیلها ویا چراغهای راهنمائی گردید . در واقع هر نوع چراغ راهنما در اصل یک سیستم مخابرات نوری است .
تمام سیستمهای شرح داده شده فوق دارای ظرفیت اطلاعاتی کمی هستند . یک جهش اساسی که منجر به ایجاد سیستمهای مخابرات نوری با ظرفیت زیاد شد کشف لیزر بود که اولین نوع آن در سال 1960 ساخته شد . لیزر یک منبع انتشار نور با عرض باند کم مناسب ، قابل استفاده به عنوان حامل اطلاعات را فراهم می‌آورد . لیزرها قابل قیاس با منابع فرکانس رادیوئی مورد استفاده در مخابرات معمولی هستند . سیستمهای مخابرات نوری هدایت نشده (بدون تار) کمی بعد از کشف لیزر توسعه یافتند . مخابره اطلاعات توسط پرتوهای نوری که در جو سیر می‌کنند به آسانی انجام گردید . نقاط ضعف عمده این سیستمها عبارتند از :نیاز به یک جوّ شفاف ، نیاز به داشتن دید و مسیر مستقیم به فرستنده و گیرنده ، و احتمال آسیب رسیدن به چشم بیننده‌ای که به طور ناآگاهانه ممکن است به پرتو نگاه کند . موارد استفاده اولیه سیستمهای نوری ، هر چند محدود ، باعث ایجاد علاقه به سیستمهای نوری شد که بتواند پرتو نور را هدایت کند و بر معایب ذکر شده در ارسال هدایت نشده نور غلبه نماید .
بعلاوه ، پرتو هدایت شده می‌تواند در گوشه‌ها (انحراف مسیر) خم شود و خطوط انتقال آن می‌توانند در زیر زمین کار گذاشته شوند . کارهای اولیه انجام شده روی سیستمهای لیزری جوی اکثر اصول نظری و خیلی از ادوات لازم برای مخابرات نوری را فراهم نموده‌اند . در خیلی از موارد دیودهای نورگسیل (LED ) که به باریکی لیزر هم نیستند مناسب می‌باشند .
در سالهای 1960 جزء کلیدی در سیستمهای عملی تاری ، یعنی یک تار با کارائی مناسب ، وجود نداشت . هر چند که ثابت شده بود نور می‌تواند توسط یک تار شیشه‌ای هدایت شود ، تارهای شیشه‌ای موجود بیش از اندازه نور را تضعیف می‌نمود . در سال 1970 اولین تار واقعی با افت کم ساخته شد و مخابرات تار نوری عملی گردید . این موضوع درست 100 سال پس از آزمایش جان‌تیندال فیزیکدان انگلیسی بود که به مجمع سلطنتی نشان داد که نور می‌تواند در طول یک مسیر منحنی در بخار آب هدایت شود . هدایت نور توسط تارهای شیشه‌ای و توسط بخار آب شواهدی بر یک پدیده واحد هستند ( پدیده انعکاس داخلی کلی).
فهرست:
فصل 1......................................................................................................................1
فیبر نوری ..............................................................................................................2
فصل 2 ..................................................................................................................14
سیستمهای مخابراتی ......................................................................................15
مدولاتور ................................................................................................................16
تزویج کننده مدولاتور ....................................................................................19
کانال اطلاعات ....................................................................................................20
پردازشگر سیگنال ............................................................................................23
محاسبه سطوح توان بر حسب دسیبل ...................................................32
فصل 3 ..................................................................................................................35
طبیعت نور ...........................................................................................................36
طبیعت ذرهای نور ............................................................................................38
مزایای تارها .......................................................................................................39
کاربردهای مخابرات تار نوری .....................................................................46
فصل 4 .................................................................................................................63
ساختارهای مخابرات .....................................................................................65
برجهای خودپشتیبان ....................................................................................65
سازمان ماهوارهای ارتباطات .......................................................................71
شرکت PANAM SMAT ...................................................................72
اتحادیه ارتباطات تلفنی بینالملل .............................................................74
کنسول ITU ....................................................................................................75
بخش ارتباطات رادیویی ................................................................................75
دانلود بررسی سیستم های کنترل گسترده DCS
| دسته بندی | برق |
| بازدید ها | 14 |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 10254 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 115 |
بررسی سیستم های کنترل گسترده DCS
معرفی سیستم PROCONTROL
معرفی سیستم PROCONTROL P
سیستم PROCONTROL P ساخت شرکت[1] ABB یکی از سیستم ها کنترل گسترده است که برای کنترل نیروگاه ها استفاده می شود. در این سیستم با استفاده از حافظه در ریزپردازنده سعی شده است که تا حد ممکن از نرم افزار به جای سخت افزار استفاده گردد. همچنین به جای استفاده از روش سیم کشی معمول از سیستم باس[2] استفاده شده است. باس حاوی تمامی سیگنال ها و اطلاعات کامل سیستم است. این سیستم به گونه ای طراحی شده است که تمام وظایف کنترل فرآیند و نمایش آن را انجام دهد. این وظایف عبارتند از:
تبدیلات سیگنالها[3]
انتقال اطلاعات
نظارت
کنترل دیجیتال
کنترل آنالوگ
حفاظت
مدیریت فرآیند
بهره برداری و مراقبت فرآیند
PROCONTROL P دارای یک شاهراه ارتباطی[4] است که انتقال اطلاعات با این وسایل و اجزای کنترلی را برقرار می سازد.
انتقال اطلاعات به صورت سریال و پیوسته برای کنترل سیستم از طریق یک شاهراه ارتباطی صورت می گیرد. این شاهراه غالباً دارای یک ساختار دو کاناله و به خاطر افزونگی است. ایستگاهها[5] به شاهراه ارتباطی متصل می شوند. از این ایتسگاه ها به منظور انجام اعمال تبدیل سیگنال ها و کنترل دیجیتال و آنالوگ استفاده می شود.
شکل 1- عملکرد اپراتور- نظارت- ثبت
کنترل و نظارت اپراتور بر فرآیند به وسیله دستگاه ارتباط با اپراتور[6] POS انجام می‌پذیرد. Pos برای این نمایش فرایند از تصویرهای رنگی و برای دریافت پیام از صفحه کلیدها و یا Mouse استفادهمی کند. به وسیله سیستم عیب یاب[7] CDS علاوه بر عیب یابی خودکار سیستم و تجهیزات، قابلیت مشاهده و دسترسی به تمامی اطلاعات سیستم فراهم گشته است.
رابطهای استاندارد امکان ارتباط ببین Procontrol P و کامپیوتر و یا سایر سیستم های کنترل را برقرار می سازند. Procontrol P وظایف کنترل و حفاظت قسمت های مهم و حساس مثل کنترل و حفاظت توربین و یا حفاظت دیگ بخار را نیز به عهده می گیرد.
سیستم ها و اجزاء منحصر به فرد و غیر متمرکز با ترکیب شدن با یکدیگر گروه های پردازشی جامع و کاملی را در سطوح مختلف سیستم کنترلی، به صورت سلسله مراتبی به وجود می آورند.
شکل 2- ساختار عملیاتی سیستم کنترل
یک مدول الکترونیک عمل کنترل یک یا چندمحرک وابسته به هم را انجام می دهد. این کار در سطح کنترل محرک صورت می گیرد. در سطح بالون کنترل محرک، چندین مدول کنترل محرک که مربوط به یک قسمت از فرآیند هستند، با استفاده از یک مدول در سطح کنترل گروهی، هدایت و هماهنگ می شوند.
در سیستم های پیشرفته کنترل خودکار، کنترل تمام سیستم توسط یک واحد کنترل، از سطح واحد صورت می گیرد. به خاطر ساختار غیر متمرکز و قابلیت پیشتیبانی، سیستم POS می تواند تمام نیازها برای دسترسی به سیستم را پاسخ دهد. سطح مدیریت، وظیفه مدیریت و نظارت روی چندین واحد مختلف، برای انجام عملیاتی معین (از قبیل بهینه کردن قیمت و …) را بر عهده دارد.
نیازها و ملزومات مختلف قابل دسترسی و یا پشتیبانی برای سیستم های نیروگاهی عبارتند از:
- دسترسی سریع برای سیستم هایی که تاثیر مستقیم بر روی تولید دارند.
- دسترسی متوسط به قسمت هایی که یک اشکال یا خطای کوتاه مدت در آنها باعث تاثیر بر روی تولید نشود.
- امکان دسترسی به قسمت هایی که تاثیرات اندکی روی تولید دارند.
نیازهای دسترسی در هر یک از موارد بالا به وسیله یک طراحی مناسب با ایجاد سیستم پشتیبانی صورت می گیرد.
خصوصیات این سیتسم در ضمیمه الف ارائه شده است.
- 1. سیستم عیب یاب
سیتسم کنترل Procontrol P به طور خودکار اشکالات سیستم را نشان می دهد. مبدلها، اندازه گیرها، مدولها سیستم انتقال و کنترل کننده ها به طور کامل بررسی و کنترل می شوند. تمام مدولها دارای قابلیت خود عیب یابی هستند.
تجهیزات عیب یابی کاملا از وسایل و تجهیزات عملیاتی مستقل هستند. علائم هشدار دهنده، علاوه بر اینکه بر روی مدولهای مختلف مشخص هستند، همراه با جزئیات در قسمت اطاق کنترل نیز نمایش داده می شوند. عملکرد خودکار تشخیص عیب برای تجهیزات کنترلی، عیب یابی سریع کاهش زمان تعمیرات و در نتیجه، بالارفتن قابلیت اعتماد را در خواهد داشت.
2.دستگاه POS
این قسمت با بهره گیری از واحد نمایش رنگی ویدیوئی VDU[8] و صفحه کلید ها، Mouse امکان نمایش و زمان در تنظیم و هدایت فرآیند را مهیا می سازد. سیستم ارتباط با اپراتور طراحی شده برای اتاق کنترل، pos 20 و یا pos 25 است، که هر کدام دارای خصوصیاتی می باشند. Pos 20 نسخه قدیمی تر این سیستم است که بر مبنای کامپیوترهای VAX کار می کند و از نظر عملیاتی از pos 25 (که جدیدتر است) ضعیفتر می باشد. Pos 25 براساس کامپیوتر های شخصی کار می کند. این کامپیوتر ها باید دارای قابلیت هایی همچون حافظه زیاد و پردازشگر قوی باشند. در هر حال، هر دو سیستم با توجه به تفاوت هایی که دارند قابلیت ارتباط وسیعی را مابین اپراتور و فرایند فراهم می کنند.
مشترکات این دو سیستم در اینجا بحث می شود و خصوصیات آنها در ضمایم ب و ج در آخر گزارش ارائه شده است.
با توجه به خصوصیات سیستم سلسله مراتبی،در اتاق فرمان نیز برای نمایش اطلاعات از این روش استفاده شده است. دستگاه pos دارای ساختار غیر متمرکز است که در شکل 3 نشان داده شده است.
شکل 3- ساختار غیر متمرکز Pos
دستگاه pos برتری های زیر را نسبت به اتاق فرمان های معمولی دارد.
- بنا به نیاز اپراتور، اطلاعات را روی صفحه تصویر، نمایش می دهد. نمایش اطلاعات در هر تصویر به اندازه کافی و لازم با درج جزئیات در هر زمان می باشد.
- هماهنگی بهتر با ساختار غیر متمرکز برای هدایت فرایند، نسبت به کنترل فرایند از اتاق فرمان های معمولی با حجم اطلاعات زیاد احتیاج به فضای کمتری دارد.
- قابلیت تطبیق ساده و انعطاف پذیر نسبت به وظایف متغیر
- قابل برنامه ریزی
- نمایش با کیفیت عالی
- نگاهداری ساده
- قابل توسعه (سادگی)
مشخصه ویژه دستگاه POS امکان نمایش گرافیکی و چند جانبه در سطوح مختلف است. این نمایش ها عبارتند از:
1- نمایش کل فرایند: نمایش بخش های مختلف فرایند و اعلام اشکالات آنها
2- نمایش ناحیه: نمایش جامع گروه های عملیاتی بخشی از فرایند (ناحیه) و اعلام اشکالات انها
3- نمایش گروه: نمایش جامع عملیات حلقه های کنترل یک گروه مشخص یا مقادیر اندازه گیری شده
4- نمایش حلقه: مسیر کامل عملیات یک حلقه کنترل و مقادیر اندازه گیری شده را نمایش می دهد.
5- تصور Mimic: نمایش عمومی و شبیه سازی شده فرایند و نمایش اطلاعات جاری فرایند
6- نمایش منحنی: نمایش کمیت ها نسبت به زمان «امکان ثبت و نمایش 6 محنی روی صفحه تصویر با دقت و درجه بالای گرافیکی وجود دارد.»
7- تصویر مشخصه[9]: نمایش منحنی مشخصه د رمحورهای X – Y که نشان دهنده نقاط کار جاری اجزا مهم فرایند
8- نمایش نمودار[10]: نمایش گروهی از کمیت ها، (مثل درجه حرارت) که دارای یک واحد یکسان می باشند.
9- نمایش اخطار یا هشدار: تمام اشکالات و هشدارهای سیستم نمایش داده می شود و در صورت بروز اشکال با فشردن یک کلید بدون توجه به هر سطح می توان به نمایش هشدار رجوع کرد.
یکی از قابلیت های پیشرفته این سیتسم استفاده از چند VDU برای نمایش اطلاعات فرایند و صفحه کلیدهایشان برای انتخاب نوع تصویر می باشد. این وسایل می توانند باکامپیوترهای موجود در شبکه ارتباط داشته باشند. کامپیوترها به یک باس مرکزی متصل هستند و از طریق اطلاعات کل فرایند رامنتقل می کند. یک قابلیت مهم دیگر این سیستم طراحی اتاق کنترل بدون در نظر گرفتن اندازه کل فرایند است. این مسئله در جایی اهمیت خود را نشان می دهدکه فرایند به تدریج و به مرور زمان تکمیل گردد. چرا که مقدار اطلاعات که نمایش داده می شود، فقط به تعداد کامپیوترهای غیر متمرکز که مورد استفاده قرار می گیرند، بستگی دارد. بنابراین احتیاج به تغییر سیستم نداریم. برای هر کدام از کامپیوترهای موجود می توان یک کامپیوتر به عنوان افزونه در نظر گرفت تا قابلیت اطمینان افزایش یابد.
اجزا سخت افزار سیستم POS عبارتند از:
· رابط برای اتصال به شاهراه ارتباطی دوگانه (دوبل)
· سرویس دهنده[11] و وسایل جانبی (چاپگر، صفحه کلید، کامپیوتر و ….)
· شبکه استفاده شده در این سیستم Ethernet می باشد. این شبکه معمولا دارای افزونگی است.
به وسیله شبکه LAN چندین واحد پردازشگر با صفحه کلیدها، چاپگرها، و … می توانند با هم در ارتباط باشند. ارتباط با شاهراه ارتباطی دوگانه به وسیله مدولهای رابط که هوشمند هستند انجام می گیرد. بدین وسیله انتقال اطلاعات در مسیر سیستم کنترل به pos و بالعکس، از مسیر pos به سیستم کنترل جریان می یابد. واحد پردازنده مرکزی یک کامپیوتر پر قدرت 32 پیتی با حافظه زیاد است.
«فهرست مطالب»
|
عنوان |
صفحه |
|
فصل اول: |
|
|
1- معرفی سیستم PROCONT ROL P |
2 |
|
1-1- سیستم عیب یابی |
7 |
|
2-1- دستگاه POS |
7 |
|
2- تجهیزات کنترل و ابزار دقیق |
11 |
|
الف- مدول ورودی آنالوگ |
13 |
|
ب- مدول ورودی دیجیتال |
15 |
|
ج- مدول ورودی سپکنال آنالوگ |
17 |
|
د- مدول خروجی دیجیتال |
17 |
|
هـ – مدول کنترل آنالوگ و دیجیتال |
17 |
|
3- رابط های استاندارد |
20 |
|
4- سیستم انتقال اطلاعات |
21 |
|
1-4- شاهراه ارتباطی |
21 |
|
2-4- باس ایستگاه |
22 |
|
3-4- ساختار تلگرام |
23 |
|
5- سیستم ایمنی و حفاظتی قابلبرنامه ریزی |
25 |
|
6- سیستم مهندسی، طراحی و سرویس EDS |
26 |
|
فصل دوم: |
|
معیارهای ارزیابی و اولویت بندی |
29 |
|
اتاق کنترل مرکزی |
29 |
|
پانل کنترل واحد (UCB) |
30 |
|
سیستم انتقال اطلاعات و مدارهای واسط (باس و شبکه) |
31 |
|
سیستم های جنبی و پشتیبان DES |
31 |
|
مشخصه های سازندگان |
31 |
|
مشخصه های ساختار سیستم های بررسی شده |
32 |
|
اختصاص امتیاز برای معیارهای ذکر شده |
32 |
|
بررسی سیستم های بررسی شده از نظر فنی |
33 |
|
مزایای ABB |
33 |
فصل سوم |
|
|
سیستم های کنترل گسترده Des |
37 |
|
1-3- با مقدمه، تعریف و تاریخچه |
37 |
|
2-3- کنترل گسترده |
46 |
|
سیستم های کامپیوتر مرکزی دوگانه |
50 |
|
الزامات اساسی در سیستم کنترل گسترده |
52 |
|
طراحی ورودی و خروجی |
55 |
|
1- الزامات ورودی و خروجی |
55 |
|
2- روش های ورودی و خروجی |
55 |
|
واحد کنترل محلی |
55 |
|
زبان های برنامه نویسی کنترلی |
59 |
|
واسطه های اپراتور |
62 |
|
نظارت پروسه |
64 |
|
کشف موارد غیر عادی |
65 |
|
کنترل فرایند |
66 |
|
ثبت نتایج فرایند |
68 |
|
عملیات معمول در واحد LCU در ایستگاه های جدید |
70 |
|
اعلام کننده های هوشمند |
71 |
|
انتخاب مولفه های ایستگاه |
72 |
|
فصل چهارم: |
|
|
معرف نرم افزار شبیه سازی DCS |
74 |
|
برنامه نویسی به روش شیء گرا |
74 |
|
الف- اشیاء |
76 |
|
ب- کلاسها |
78 |
|
ج- وراثت |
79 |
|
دلایل استفاده از روش شیء گرا |
80 |
|
تسهیل و نگهداری |
81 |
|
بهره گیری از حالت های عمومی |
81 |
|
کم کردن پیچیدگی |
82 |
|
طراحی نرم افزار |
83 |
|
شرح نرم افزار |
83 |
|
چگونگی استفاده از برنامه |
84 |
|
محاسبات و کنترل فرایند سیستم |
87 |
|
صفحه های نمایشی اپراتور |
93 |
|
صفحات نمایشی برنامه |
93 |
|
گرایش های آماری |
95 |
|
شرح بعضی جزئیات |
105 |
|
تعریفل توابع عملیاتی مورد استفاده در برنامه |
108 |
|
توابع ایجاد کننده خروجی های Plant |
112 |
فصل اول
[1]- ASEA BROWN BOVERT
[2]- BUS
[3]- Signal condilioning
[4]- Remote BUS
[5]- Stations
[6] - Process operator station
[7] - Control Dignosis system
[8] - Video Diplay Unit
[9]- charactristic
[10]- Profile
[11]- Server