3. Планирование системы

3.1 Требования к сети питания #

3.1.1 Система нормально функционирует при питании от сети переменного тока с номинальной частотой 50 Гц и номинальным напряжением 220 В.

3.1.2 Аппаратные средства системы сохраняют работоспособность при изменении напряжения питания по любому вводу в диапазоне от 0,85 до 1,10 В от U_ном, где U_ном – номинальное значение напряжения питания по данному вводу.

3.1.3 Аппаратные средства, работающие от POE, поддерживают стандарты 802.3af (PoE) и 802.3at (PoE +).

3.1.4 Система имеет два ввода питания – основной и резервный. Переключение питания с основного ввода на резервный при пропадании напряжения на основном вводе, и обратно осуществляется автоматически, без выдачи ложных сигналов (в том числе во внешние цепи). Система обеспечивает автоматический контроль состояния вводов питания с включением световой индикации и звуковой сигнализации о неисправности при пропадании или снижении ниже допустимого уровня напряжения питания по любому вводу за время не более 300 с.

3.1.5 Система имеет встроенный источник бесперебойного питания, который обеспечивает передачу обобщённого сигнала «Неисправность» с включением световой индикации и звуковой сигнализации о неисправности.

3.1.6 ИБП используется для всех компонентов, обеспечивающих работу системы. Время работы технических средств оповещения от ИБП в дежурном режиме – не менее 24 ч. Время работы технических средств оповещения от ИБП в тревожном режиме – не менее 1 ч.

3.2 Требования к сети передачи данных #

3.2.1 Структура информационного обмена должна соответствовать схеме, показанной на рисунке 24.

3.2.2 Информационный обмен внутри системы и с внешними источниками сигналов осуществляется по проводным, оптико-волоконным и комбинированным линиям связи.

3.2.3 Для проводных линий связи по протоколу Ethernet должен быть использован неэкранированный кабель «витая пара» (UTP) категории не хуже 5е. Для оптико-волоконных линий связи допускается использовать кабели одномодовой и многомодовой модуляции.

3.2.4 Допускается использовать беспроводные линии связи WiFi, WiMax, радиомосты. При планировании таких линий связи необходимо учесть влияние внешних объектов, радиопомех чтобы исключить большие задержки и искажения звукового сигнала при оповещениях.

3.2.5 При прокладке линий связи необходимо использовать кабели с изоляцией типа нг(х)-FRLS, либо нг(х)-FRHF.

3.2.6 При прокладке линий связи в зданиях детских дошкольных образовательных учреждений, специализированных домах престарелых и инвалидов, больницах, спальных корпусах образовательных учреждений интернатного типа и детских учреждениях необходимо использовать кабели с изоляцией типа нг(х)-FRLSLTx, либо нг(х)-FRHFLTx.

3.2.7 Коммутаторы (коммутаторы верхнего уровня), обеспечивающие работу сервера оповещений IS-R, аварийного контроллера АР-12, АРМ Диспетчера должны отвечать следующим требованиям:

• передача данных между подключённым оборудованием в полнодуплексном режиме без потерь передаваемой информации;
• наличие портов 100/1000 Мбит/с RJ-45 с автоматическим согласованием скорости передачи и автоопределением MDI/MDIX;
• наличие оптических слотов для оптических портов на базе съёмного оптического модуля (трансивера), обеспечивающих передачу данных на скорости 100/1000 Мбит/с.

Примечание – Количество портов всех типов, а также тип оптического трансивера определяется проектом.

3.2.8 Коммутаторы верхнего уровня обеспечивают решение следующих задач:

• ограничение широковещательного трафика на уровне, достаточном для обеспечения обмена данных между программно-аппаратным сервером трансляций и оповещений IS-R, АРМ «Диспетчер» и сетевым аварийным контроллером АР-12;
• возможность программного отключения неиспользуемых портов и протоколов;
• работа протокола RSTP (IEEE 802.1W);
• защита от петель (Loop Protection);
• работа протоколов NTP, SNTP;
• работа VLAN (IEEE 802.1Q);
• мониторинг по протоколу SNMP (не ниже v3);
• доступ через сетевой интерфейс по протоколам HTTPS, SSH;
• доступ через консольный порт;
• ограничение доступа к настройкам коммутатора при помощи логина и пароля;
• логирование всех сетевых событий и действий по изменению конфигурационных настроек коммутатора;
• активирование списков доступа на основе MAC-адресов;

3.2.9 Коммутаторы (коммутаторы нижнего уровня), отвечающие за подключение оконечного оборудования – управляемые, второго уровня эталонной модели ВОС и отвечают следующим требованиям:

• передача данных между подключённым оборудованием в полнодуплексном режиме без потерь передаваемой информации;
• наличие портов 100/1000 Мбит/с RJ-45 с автоматическим согласованием скорости передачи и автоопределением MDI/MDIX;
• наличие оптических слотов для оптических портов на базе съёмного оптического модуля (трансивера), обеспечивающих передачу данных на скорости 100/1000 Мбит/с.

Примечание – Количество портов всех типов, а также тип оптического трансивера определяется проектом.

3.2.10 Коммутаторы нижнего уровня обеспечивают решение следующих задач:

• доступ через сетевой интерфейс по протоколам HTTPS, SSH;
• ограничение доступа к настройкам при помощи логина и пароля;
• логирование всех сетевых событий и действий по изменению конфигурационных настроек коммутатора;
• активирование списков доступа на основе MAC-адресов;
• поддержка POE либо POE+ в зависимости от используемого оконечного оборудования.

3.3 Расчёт расстановки громкоговорителей #

3.3.1 Основные принципы расстановки речевых оповещателей #

Одной из основных задач, решаемых в процессе электроакустического расчёта, выполняемого на начальной стадии проектирования систем оповещения, является выбор и расстановка речевых оповещателей (громкоговорителей). Громкоговорители могут устанавливаться как на открытых площадках, так в закрытых (защищаемых) помещениях. При проектировании систем оповещения необходимо предложить и обосновать варианты оптимальной расстановки речевых оповещателей в закрытых (защищаемых) помещениях.

В закрытых помещениях рекомендуется устанавливать громкоговорители внутреннего исполнения как наиболее оптимальные по параметрам и качеству. В зависимости от конфигурации помещения могут использоваться потолочные или настенные оповещатели. Грамотная расстановка громкоговорителей позволяет обеспечить равномерное распределение звука в помещении, следовательно, добиться хорошего восприятия речевой информации. Если говорить о качестве звучания, то оно будет зависеть не только от качества выбранных громкоговорителей, но и от распространения звуковой волны в пространстве. Так, при использовании потолочных громкоговорителей необходимо учитывать, что звуковая волна от громкоговорителя распространяется перпендикулярно полу, следовательно, озвучиваемая площадь на высоте ушей слушателей представляет собой круг, радиус которого принимается равным разности высоты установки (крепления) громкоговорителя и расстояния до отметки 1,5 м от пола (согласно нормативной документации). В большинстве задач для расчётов потолочной акустики звуковые волны отождествляются с геометрическими лучами, при этом диаграмма направленности громкоговорителя определяет параметры (углы) прямоугольного треугольника, следовательно, для расчёта радиуса круга (катета треугольника) достаточно теоремы Пифагора. Для равномерного озвучивания помещения громкоговорители следует устанавливать так, чтобы результирующие площади соприкасались или слегка перекрывали друг друга. В самом простом случае необходимое количество громкоговорителей получается из отношения величин озвучиваемой площади к площади, озвучиваемой одним громкоговорителем.

Расстановка громкоговорителей определяется, прежде всего, конфигурацией озвучиваемого помещения. Расстояние между громкоговорителями (шаг расстановки) определяют, исходя из результирующих областей покрытия. При неправильной расстановке, например, превышении шага, звуковое поле будет распределяться неравномерно, в некоторых областях будут наблюдаться провалы, ухудшающие восприятие. В случае применения громкоговорителей с большим звуковым давлением возрастает вероятность возникновения реверберационного фона. Чтобы компенсировать этот эффект, звукоотражающие поверхности помещения покрывают звукопоглощающими материалами. В помещениях с высокими потолками рекомендуется использовать подвесные или настенные громкоговорители, повышающие плотность расстановки и минимизирующие вероятность возникновения паразитного эха.

Одним из основных параметров, который необходимо определить в расчётах, является шаг расстановки цепочки громкоговорителей. Он будет определяться размерами помещения, высотой установки громкоговорителей и их диаграммой направленности.

При расстановке настенных громкоговорителей в коридорах вдоль одной стены рекомендуемый шаг расстановки рассчитывается следующим образом:

• без учёта отражений от стен: шаг расстановки (м) = ширина коридора (м) × 2
• с учётом отражений от стен: шаг расстановки (м) = ширина коридора (м) × 4.

При расстановке настенных громкоговорителей в прямоугольных помещениях по двум стенам в шахматном порядке шаг расстановки рассчитывается следующим образом: шаг расстановки (м) = ширина коридора (м) × 2.

При встречной расстановке настенных громкоговорителей в прямоугольных помещениях по двум стенам шаг расстановки рассчитывается следующим образом: шаг расстановки (м) = 0,5 ширины коридора (м) × 2.

Количество звуковых и речевых пожарных оповещателей, их расстановка и мощность должны обеспечивать уровень звука во всех местах постоянного или временного пребывания людей.

Установка громкоговорителей и других речевых оповещателей в защищаемых помещениях должна исключать концентрацию и неравномерное распределение отражённого звука.

Речевые оповещатели должны быть расположены таким образом, чтобы в любой точке защищаемого объекта, где требуется оповещение людей о пожаре, обеспечивалась разборчивость передаваемой речевой информации.

Проектирование систем оповещения сопровождается выполнением электроакустического расчёта, который позволяет минимизировать количество технических средств и повысить качество восприятия, которое, в свою очередь, характеризуется комфортностью звучания для музыкального фона и разборчивостью для речевых сообщений. Критерии электроакустического расчёта включают следующие требования:

• к речевому оповещателю (громкоговорителю);
• к уровню звуковых сигналов;
• к расстановке речевых оповещателей (громкоговорителей).

Звуковые оповещатели должны создавать такой уровень звукового давления, чтобы звуковые сигналы системы обеспечили общий уровень звука (уровень звука постоянного шума вместе со всеми сигналами, производимыми оповещателями) не менее 75 дБА на расстоянии 3 м от оповещателя, но не более 120 дБА в любой точке защищаемого помещения.

Громкоговоритель должен обеспечивать минимальный уровень звукового сигнала на расстоянии 1 м от геометрического центра 81 дБ.

Громкоговоритель должен обеспечивать уровень звукового сигнала в расчётной точке, не превышающий 120 дБ.

Расчётная точка – место возможного (вероятного) нахождения людей, наиболее критичное с точки зрения положения и удаления от звукового источника (громкоговорителя). Расчётная точка выбирается на расчётной (мнимой) плоскости, проведённой параллельно полу на высоте 1,5 м.

Звуковые сигналы системы должны обеспечивать уровень звука не менее чем на 15 дБА выше допустимого уровня звука постоянного шума в защищаемом помещении. Измерение уровня звука должно проводиться на расстоянии 1,5 м от уровня пола.

Установка громкоговорителей и других речевых оповещателей в защищаемых помещениях должна исключать концентрацию и неравномерное распределение отражённого звука.

Речевые оповещатели (громкоговорители) должны быть расположены таким образом, чтобы в любой точке защищаемого объекта, где требуется оповещение людей о пожаре, обеспечивалась разборчивость передаваемой речевой информации.

Расстановка громкоговорителей является частью организационных мероприятий, выполняемых при проектировании системы и называемых электроакустическим расчётом. Наиболее актуальной является не просто расстановка, а оптимальная расстановка громкоговорителей, позволяющая минимизировать количество расчётных ресурсов (времени) и материальных средств.

Способы расстановки громкоговорителей тесно связаны с их конструктивными особенностями. Наиболее обобщённой является следующая классификация:

• по исполнению;
• по конструктивным особенностям;
• по характеристикам;
• по способу согласования с усилителем.

По исполнению громкоговорители можно разделить на внутренние и внешние. Характерным признаком внутреннего исполнения является степень защиты, обеспечиваемой оболочками от проникновения твёрдых предметов и воды (IP). Для громкоговорителей внутреннего исполнения достаточно IP-41, для внешнего – не ниже IP-54. Для помещений, прежде всего в целях экономии, используются громкоговорители внутреннего исполнения.

В зависимости от решаемых задач могут использоваться громкоговорители различного конструктивного исполнения. Так, в зависимости от конфигурации помещения могут применяться громкоговорители потолочного или настенного исполнения. Для озвучивания открытых площадок используются рупорные громкоговорители, обладающие такими характеристиками, как IP, высокая степень направленности звука и высокий коэффициент полезного действия.

Для осуществления грамотной расстановки громкоговорителей необходимо учитывать следующие характеристики (основные параметры):

• чувствительность громкоговорителя P0, дБ;
• мощность громкоговорителя PВт, Вт;
• ширина диаграммы направленности громкоговорителя, град.

3.3.2 Расчёт параметров громкоговорителей #

Громкость громкоговорителя выражается через уровни звукового давления. Звуковое давление громкоговорителя определяется по следующей формуле:

где P₀ – чувствительность громкоговорителя, дБ,

P_Вт – мощность громкоговорителя, Вт.

Чувствительность громкоговорителя – уровень звукового давления, измеренного на рабочей оси громкоговорителя, на расстоянии 1 м от рабочего центра на частоте 1 кГц при мощности 1 Вт.

Существует несколько основных видов мощностей громкоговорителей:

• номинальная мощность громкоговорителя – электрическая мощность, при которой нелинейные искажения громкоговорителя не превышают требуемых значений;
• паспортная мощность громкоговорителя – наибольшая электрическая мощность, при которой громкоговоритель может длительное время удовлетворительно работать на реальном звуковом сигнале без тепловых и механических повреждений;
• синусоидальная мощность – максимальная синусоидальная мощность, при которой громкоговоритель должен проработать в течение 1 ч с реальным музыкальным сигналом без получения физических повреждений.

В общем случае в качестве параметра мощности необходимо использовать значение, указанное производителем громкоговорителя. Звуковое давление громкоговорителя рекомендуется рассчитывать в зависимости от мощности включения громкоговорителя.

Для расчёта уровня звукового давления в расчётной точке остаётся определить ещё один важный параметр – величину уменьшения звукового давления в зависимости от расстояния – дивергенции Р₂₀, дБ.

В случае установки громкоговорителя во внутренних помещениях уровень дивергенции рассчитывают по следующей формуле:

где r – расстояние от источника звука до расчётной точки, м,

1 – коэффициент, учитывающий то, что чувствительность громкоговорителя  (дБ) определяется на расстоянии 1 м от геометрического центра громкоговорителя.

Уровень звукового давления вычисляется по формуле:

где P₀ – чувствительность громкоговорителя, дБ,

P_Вт – мощность громкоговорителя, Вт,

r – расстояние от источника звука до расчётной точки, м.

Звуковое давление в расчётной точке при одновременной работе N громкоговорителей вычисляется по формуле:

где L_i – звуковое давление, развиваемое i-ым громкоговорителем.

Эффективная дальность звучания громкоговорителя вычисляется по формуле:

где P_дБ – звуковое давление, развиваемое громкоговорителем при подведении к нему    определённой мощности, дБ,

УШ – уровень шума в защищаемом помещении, дБ,

ЗД   – запас звукового давления (по умолчанию – 15 дБ).

Громкоговорители нельзя удалять друг от друга на большое расстояние, так как в этом случае возникает эффект эхо, существенно ухудшающий восприятие речевой информации. Эхо проявляется при задержке между прямым и запаздывающим звуком более 50 мс. Шаг расстановки, при котором возможно эхо, показан на рисунке 25.

Звук в расчётную точку поступает от двух громкоговорителей. Зная скорость звука в воздухе (v=340 м/с) и время задержки (t =0,05 c), критическое расстояние R_кр, м, при котором эхо становится возможным, можно вычислить по формуле:

Разность хода определяется по формуле:

где r₁ – расстояние от ближнего громкоговорителя до расчётной точки, м;

r₂ – расстояние от дальнего громкоговорителя до расчётной точки, м.

В зависимости от направленности громкоговорителей и их ширины диаграммы направленности, шаг расстановки (Ш, м) можно определить по формуле:

где Н – высота установки громкоговорителя от уровня пола, м;

b₁ – расстояние от стены до расчётной точки в условиях плоскости (ширина помещения), м.

Будем рассматривать два основных типа помещений – коридоры и прямоугольные помещения.

Под коридорами будем понимать узкие протяжённые помещения с соотношениями длины a, м, и ширины b, м: a/b≥4.

Помещения с соотношениями a/b<4 будем считать прямоугольными.

Разобьём помещения на следующие группы:

• коридоры с низкими потолками (высотой h≤4 м);
• коридоры с высокими (h>4 м) потолками;
• коридоры узкие (b≤3 м);
• коридоры широкие (b>3 м и h≤6 м);
• средние прямоугольные помещения (b>6 м и b≤12 м);
• объёмные прямоугольные помещения (b>12 м).

Для определения численного значения b и h было использовано усреднённое значение эффективной дальности звучания D, м, которое для
P_дБ=95 дБ, УШ=60 дБ будет составлять 10 м и ширины диаграммы направленности равна 90°.

Способ расстановки громкоговорителей с учётом отражений или без них определяется двумя факторами:

• высота потолков (при высоких потолках эффект отражения можно не учитывать);
• тип отражающей поверхности.

Понятия низкие или высокие потолки будем рассматривать относительно способов размещения потолочных громкоговорителей.

При размещении громкоговорителей на низких потолках желательно учитывать и отражение от пола. В этом случае для определения численного значения шага расстановки громкоговорителей используется следующий критерий: звуковая энергия, излучаемая потолочным громкоговорителем, должна «добить» до пола и, отразившись от него, до расчётной плоскости.

При размещении громкоговорителей на высоких потолках отражения от пола можно не учитывать или обязательно проверять критерий:

где D – эффективная дальность, м (формула (5));

r₁ – расстояние от громкоговорителя до отражающей поверхности, м;

r₂ – расстояние от отражающей поверхности до расчётной точки, м;

Р_погл – доля поглощённой энергии, дБ (формула (10)).

где K_погл – коэффициент поглощения поверхности.

Понятие узкие/широкие коридоры будем рассматривать относительно способов размещения как потолочных, так и настенных громкоговорителей. В обоих случаях нам придётся учитывать отражения от пола или стен.

Для определения численного значения шага расстановки настенных громкоговорителей в случае учёта отражений будем использовать следующий критерий: звуковая энергия, излучаемая настенным громкоговорителем, должна «добить» до противоположной стены и, отразившись от неё, до стены, на которой громкоговоритель установлен.

При размещении громкоговорителей в широких коридорах отражения от стен можно не учитывать или обязательно проверять критерий (см. формулу (9)).

Для разъяснения смысла узкие/широкие коридоры в случае применения потолочных громкоговорителей рассмотрим понятие «цепочка громкоговорителей».

На рисунке 26 изображён широкий коридор, в котором установлены две цепочки потолочных громкоговорителей.

Количество цепочек К_ц, шт., будет определяться по формуле:

где int – результат округления в меньшую сторону;

ШК – ширина коридора, м;

Ш – шаг расстановки громкоговорителей, м.

Расстановку потолочных громкоговорителей в коридорах с высокими потолками без учёта отражений от пола следует вести как показано на рисунке 27.

• Радиус окружности К, м, вычисляется по формуле:

где ШДН – ширина диаграммы громкоговорителя, град;

h – высота потолков, м.

При ШДН=90°, R=h–1,5:

Ш = 2(h – 1,5).

Проверочное условие 1

Громкоговоритель с учётом ШДН должен «добивать» до рабочей плоскости. Эффективная дальность D, м, для произвольной ШДН составит:

Для ШДН = 90°:

Расстановку потолочных громкоговорителей в коридорах с низкими потолками (менее 4 м) допустимо вести с учётом отражений от пола с шагом, показанным на рисунке 28.

Проверочное условие 2

Громкоговоритель с учётом ШДН должен «добивать» до пола и, отразившись от него, до рабочей плоскости. Эффективная дальность D, м, для произвольной ШДН составит:

где K_погл – коэффициент поглощения пола.

Для ШДН=90°, без учёта поглощения:

Использование настенных громкоговорителей позволяет в более широких пределах варьировать диаграммой направленности, формируя акустический дизайн помещений. При расстановке настенных громкоговорителей учитывается отражение от стен (для упрощения расчётов отражение от потолков не учитывается). Расстановку настенных громкоговорителей в широких (свыше 3 м) коридорах с размещением вдоль одной стены без учёта отражений (рисунок 29) следует вести с шагом Ш = 2R, где R вычисляется по следующей формуле:

где ШК – ширина коридора, м

При ШДН=90°, R=ШК:

Ш = 2ШК.

Проверочное условие 3

Эффективная дальность D, м, для произвольной ШДН:

Для ШДН=90°, без учёта поглощения:

Критерий определения эффективной дальности с учётом высоты установки громкоговорителя H (м) для произвольной ШДН:

Расстановку настенных громкоговорителей в узких (до 3 м) коридорах с размещением вдоль одной стены с учётом отражений допустимо вести с шагом Ш = 4R, где R рассчитывается по формуле (19). Схема показана на
рисунке 30.

При ШДН=90°, R=ШК:

Ш = 4ШК.

Проверочное условие 4

Громкоговоритель с учётом ШДН должен дважды «добивать» до противоположной стены с учётом ШДН. Эффективная дальность для произвольной ШДН составит:

где К_погл – коэффициент поглощения стен.

Для ШДН = 90° без учёта поглощения:

Для вычислений с учётом высоты установки следует использовать формулу (22).

Расстановку настенных громкоговорителей в средних прямоугольных помещениях с возможностью размещения вдоль двух противоположных стен желательно вести в шахматном порядке с шагом Ш = 2R, где R вычисляется по следующей формуле:

где b – ширина помещения (рисунок 31).

При ШДН=90º, R=b:

Ш=2b

Проверочное условие 5

Эффективная дальность для произвольной ШДН составит:

Для ШДН = 90° без учёта поглощения:

Настенные громкоговорители в прямоугольных помещениях большой площади допустимо размещать на противоположных стенах в любом порядке с шагом, определяемым половиной расстояния до противоположной стены Ш=2R, где значение R вычисляется по следующей формуле:

где b – ширина помещения (рисунок 32).

При ШДН = 90°, R = b:

Ш = b.

Проверочное условие 6

Громкоговоритель с учётом ШДН должен «пробивать» половину расстояния до противоположной стены. Эффективная дальность D, м, для произвольной ШДН:

Для ШДН=90º

Для вычислений с учётом высоты установки следует использовать формулу (22).

При расстановке громкоговорителей в помещениях со сложной конфигурацией объект анализируется, разбивается на отдельные участки, для каждого из которых подбирается соответствующая схема расстановки из вышеперечисленных. Основная задача при этом сводится к оптимальной стыковке отдельных участков.

3.4 Расчёт времени резервирования технических средств системы #

3.4.1 Расчёт мощности АКБ #

• Основными параметрами АКБ, необходимыми для расчёта мощности, являются его ёмкость и напряжение на его отводах.
• Ёмкость аккумулятора С измеряется в ампер-часах (А·ч) и определяется максимальным током, который он сможет выдавать в течение требуемого времени:

где I – ток разряда аккумулятора (А);

T – время заряда, ч.

• Энергия W (Вт·ч), накапливаемая в аккумуляторе, зависит как от его ёмкости С, так и от напряжения U:

где U – напряжение аккумулятора (или аккумуляторной батареи), В.

• Для варьирования параметрами (напряжением или мощностью) АКБ соединяют последовательно или параллельно. При последовательном соединении нескольких АКБ напряжение на крайних отводах составной батареи увеличивается пропорционально их количеству. При параллельном соединении нескольких АКБ увеличивается общая ёмкость. Увеличение мощности происходит пропорционально количеству АКБ.

3.4.2 Расчёт мощности, потребляемой техническими средствами системы #

• По существующим нормативам при пропадании питания система должна функционировать в течение 24 ч дежурного времени и времени, необходимого до завершения эвакуации людей в режиме тревоги. Для минимизации мощности потребления в течение всего периода технические средства разбиваются на две группы, мощности каждой из которых рассчитываются отдельно.
• Суммарная мощность потребления блоков, находящихся в дежурном режиме, рассчитывается по формуле:

где Р_дi – мощность потребления i-го блока, работающего в дежурном режиме, Вт;

n – количество блоков, работающих в дежурном режиме.

• Суммарная мощность потребления блоков, находящихся в тревожном режиме, рассчитывается по формуле:

где Р_трi – мощность потребления i-го блока, работающего в тревожном режиме, Вт;

n – количество блоков, работающих в дежурном режиме.

• Средняя мощность, потребляемая техническими средствами в течение дежурного Т_д и тревожного Т_тр времени, рассчитывается по формуле:

где Т_д – длительность дежурного режима, ч;

Р_д – мощность потребления технических средств системы, работающих в дежурном режиме, Вт;

Т_тр – длительность тревожного режима, ч;

Р_тр – мощность потребления технических средств системы, работающих в тревожном режиме, Вт.

• Мощность потребления усилителей мощности (класса A, B, D) существенным образом зависит как от нагрузки, так и от характера усиливаемого сигнала.

3.4.3 Учёт пик-фактора #

• При расчёте средней мощности потребления усилителей (как наибольшего потребителя) необходимо учитывать пик-фактор, который определяется отношением максимального (пикового) значения тока к его среднеквадратичному (RMS) значению.
• Например, для идеальной синусоиды пик-фактор равен .
• Смысл пик-фактора сводится к следующему. Реальный речевой сигнал (сигнал от звукового источника) изменяется как по уровню, так и по частоте – имеет сложную прерывистую структуру (форму) и характеризуется следующими параметрами:
  • мгновенные значения (уровни) речевого сигнала;
  • длительность непрерывного существования различных уровней;
  • длительность пауз;
  • распределение максимальных уровней по частоте;
  • распределение текущей и средней мощности;
  • спектральная плотность мощности.
• На рисунке 33 изображена зависимость (вероятность) появления мощности речевого сигнала W(P) от отношения текущей мощности P к усреднённой P_ср (пик-фактор). Максимальная вероятность появления речевого сигнала на входе усилителя составляет не более 0,25 (25 %).

• Практические измерения показывают, что при речевом сигнале усилители класса А, В потребляют не более 15 % мощности, что совпадает с графиком при P_ср приблизительно равным 0,7P.

3.4.4 Учёт нагрузки для аналоговых усилителей #

• Практически для всех классов усилителей (кроме А) величина потребляемой мощности усилителя зависит от нагрузки. Если известна максимальная потребляемая мощность Р_п и мощность нагрузки Р_н, то реальную потребляемую мощность Р_{рп ум} усилителя с учётом пик-фактора можно определить по формуле:

Р_нм – максимальная мощность нагрузки усилителя, Вт.

3.4.5 Мощность батареи #

• Параметры АКБ можно брать непосредственно из технических характеристик, не опираясь на нагрузочные характеристики, так как последние ориентированы на активную, а не реактивную нагрузку. Запишем критерий (правильности) расчёта времени резервирования технических средств системы при резервировании от АКБ следующей формулой:

где Е_б – общая энергия аккумуляторной батареи, Вт·ч;

Р_сум – суммарная мощность, потребляемая техническими средствами в течение дежурного и тревожного времени;

1,25 – коэффициент, учитывающий запас 25 % по мощности.

3.4.6 Сводная таблица потребления элементов системы #

Устройство	Параметры потребления
Номинальная мощность	Дежурный режим	В режиме речевого оповещения
Сервер IS-R 50	400 Вт	40 Вт	60 Вт
Сервер IS-R 150	400 Вт	40 Вт	70 Вт
Сервер IS-R 300	400 Вт	40 Вт	80 Вт
Сетевой контроллер АР-12	50 Вт	5 Вт	10 Вт
Микрофонная станция RMK-10	3 Вт	1,7 Вт	2 Вт
Микрофонная станция RMK-20	3 Вт	1,7 Вт	2 Вт
Громкоговоритель RSH-15W-IP	15 Вт	1,7 Вт	5 Вт
Громкоговоритель RSH-30W-IP	30 Вт	1,7 Вт	12 Вт
Громкоговоритель RPA-1	6 Вт	1,7 Вт	2 Вт
Громкоговоритель RPA-8	15 Вт	1,7 Вт	5 Вт
Громкоговоритель RPA-8/2	30 Вт	1,7 Вт	12 Вт
Громкоговоритель RPA-60	40 Вт	1,7 Вт	20 Вт
Громкоговоритель RPW-20	15 Вт	1,7 Вт	5 Вт
Переговорное RPU-IP	3 Вт	1,7 Вт	2 Вт
Переговорное RPU 2IP	3 Вт	1,7 Вт	2 Вт
Переговорное RPS	5 Вт	1,7 Вт	3 Вт
Усилитель RTU 120/1	120 Вт	10 Вт	30 Вт
Усилитель RTU 240/1	240 Вт	10 Вт	40 Вт
Усилитель RTU 480/1	480 Вт	10 Вт	50 Вт
Колонна FSP-02-IP STEEL	300 Вт	10 Вт	15 Вт
Колонна FSP2-02V-IP	300 Вт	10 Вт	15 Вт
Колонна FSP-03 IP	300 Вт	10 Вт	15 Вт
Колонна FSP-02V-IP (OB)	12 Вт	3 Вт	6 Вт
Колонна FSP-WP-07-IP	12 Вт	3 Вт	6 Вт