Диссертация (1137104), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Содержит в себе краткоеруководство пользователя.Контекстная диаграмма процессов происходящих при эксплуатации ПО«Проектирование СТС», построена при помощи AllFusion Process Modeler 7BPWin, на рисунке 4.3 приведена декомпозиция структуры. Для того чтобы183произвести расчет координат расположения БМ оператору, прежде всего, нужноввести всю необходимую информацию об ЛУ МГ.После этого оператор должен выбрать исследуемый участок, модель БМ,факторы, влияющие на их расположение (роза ветров, подстилающаяповерхность), расстояние между модулями.
Далее ЭВМ производит расчеткоординат.РезультатомработыявляетсяотображениеЛУМГ,БМ,метеостанций на электронной карте, диаграммы, отчеты.Рисунок 4.3 - Декомпозиция ПО «Проектирование СТС»На рисунке 4.4 представлена инфологическая модель предметной области,представляющая собой описание сущностей, с набором атрибутов и связеймежду ними, которые выявляются в процессе исследования как входных, так ивыходных данных. Для построения инфологической модели предметнойобласти использовалось ПО ERWinv.
7.2.0.1644.Для хранения информации о пользователях системы используетсясущность «Пользователи» со следующими атрибутами: идентификационный184номер; фамилия, имя, отчество; пол; дата рождения; логин; пароль; роль; серияи номер паспорта; ИНН; СНИЛС; номер телефона; адрес.Рисунок 4.4 - Инфологическая модель предметной областиАтрибут «Роль» может принимать два значения: администратор илиоператор. Атрибут «пароль» используется для хранения пароля не в чистомвиде, а в виде хэша, полученного с помощью метода SHA256.Для описания таких участков МГ предназначена сущность «Участки МГ»со следующими атрибутами: идентификационный номер; название участка(наименование начала и окончания участка); координаты начала участка(широта, долгота); координаты конца участка (широта, долгота); наличие ЛЭП;наличие охраняемых территорий.Атрибут «Наличие ЛЭП» используется для указания факта расположенияЛЭП на том или ином участке МГ, что может стать причиной помех припередаче сигналов БМ.185За возможность расположения БМ на выбранном ЛУ МГ отвечает атрибут«Наличие охраняемых территорий».
Это могут быть заповедники, военныеобъекты и другие территории, на которые закрыт доступ или можетпотребоваться соответствующее разрешение на размещение БМ.Для хранения информации о БМ используется сущность «Детектор газа»,которая обладает следующими атрибутами: идентификационный номер;модель; координаты установки (широта, долгота); технические характеристики.НарасположениеБМоказываютвлияниетакиефакторы,какпреобладающее направление ветра, подстилающая поверхность. Направлениеветра зависит от значений измерений метеостанций, которые располагаются наконкретном ЛУ МГ. Для описания таких метеостанций служит сущность«Метеостанции», ееатрибуты:идентификационный номер;координатырасположения (широта, долгота); название.Значения направления ветра для каждой метеостанции поступают ссервера «Погода России».
Для хранения информации о них используетсясущность «Измерения с метеостанции»: идентификационный номер; датаизмерения; время измерения; направление ветра в градусах.Информация о подстилающей поверхности и ее влиянии содержится вследующих двух сущностях: «Типы поверхностей», «Влияние поверхности».Первая сущность обладает такими атрибутами, как: идентификационный номер;название; «вес». Атрибуты второй сущности: идентификационный номер;координаты начала (того или иного типа поверхности); координаты окончания.На основе данной инфологической модели была создана БД. Приразработке приложения использовалась СУБД Microsoft SQL Server 2008. Базаданных состоит из 7 таблиц со связями (таблица 4.1).В ПО «Проектирование СТС» используются следующие данные:информация о существующих правилах, методах и способах диагностикиобъектов МГ; исходные данные о погоде; нормативно-справочная, правовая,186эксплуатационнаяитехнико-экономическаяинформацияобъектовмагистрального газопровода; информация о расположении ЛЭП; информация оприродоохранных территориях: наименование, площадь, месторасположение;СНиП 42-01-2002 («Наружные газопроводы»): информация о допустимомрасстоянии размещения объектов вблизи МГ.
Все данные, которыми оперируетПО, хранятся в структурированном виде реляционной БД.Таблица 4.1 - Характеристика таблиц БДНазваниеtUserstGasMainSectortWeatherStationstMeteragestGasDetectorstSurfaces_hdbktSurfaceInfluenceНазначениеСодержит подробную информацию о пользователях системы:фамилия, имя, отчество, дата рождения и др.
данные, которые могутпомочь идентифицировать пользователяХранит информацию о ЛУ МГ. С ее помощью можно узнатькоординаты каждого из участков, а также операторов, закрепленнымиза участкамиСодержит данные о метеостанциях: идентификационный номер,координаты расположения в градусах, название и участок МГ, ккоторому она относитсяСодержит информацию об измерениях с метеостанций: дата и времяизмерения, значение направления ветра в градусахСодержит данные о расположении БМ на ЛУ МГЯвляется справочником типов поверхностей, в ней содержатсянаименования и «веса» поверхностей, которые влияют нарасположение БМХранит в себе координаты своего рода «разбиения» прямолинейногоучастка МГ на несколько таких участков при условии, что типповерхности изменяется. Вес каждого из типа поверхности влияет нарасчет координат расположения БМИнформационный обмен между компонентами программы реализованпри помощи языка Transact-SQL.
Разработанная ПО состоит из 15 модулей,приведенных в таблице 4.2.ДляпозиционированияБМнеобходимоопределитьуголмеждунаправляющим вектором линейного участка МГ и усредненным единичнымвектором направления ветра, преобладающим на выбранном участке. Нарисунке 4.5 схематично изображен ЛУ МГ и возможные усредненныеединичные вектора направления ветра.187Таблица 4.2 - Назначение модулей ПО «Проектирование СТС»Название модуляFormMainFormOperatorMainFormAuthorizationFormGasDetectorsFormGasMainSectorFormResultsFormSurfacesFormUser_AddFormUser_ChangePasswordFormUser_EditForm_WeatherStation_AddFormWeatherStation_MeteragesFormWeatherStationsGetHashMarkerManagerНазначение модуляГлавная формаГлавная форма пользователя с ролью «Оператор»Авторизация пользователяРабота с беспроводными модулямиРабота с ЛУ МГРасположение БМ и отображение на картеРабота с типами поверхностейДобавление нового пользователяСмена/сброс пароля пользователяРедактирование данных о пользователеДобавление новой метеостанцииПросмотр, обновление данных с метеостанцийРабота с метеостанциямиПолучение хэша пароля при помощи метода SHA25Расстановка, группировка маркеров на картеУравнение прямой, проходящей через две заданные точки ( x1 , y1 ) и ( x2 , y 2 ) ,имеетвид:y − y1x − x1=,y 2 − y1 x 2 − x1иливобщемслучае:( y1 − y 2 ) x + ( x 2 − x1 ) y + ( x1 y 2 − x 2 y1 ) = 0 .
Т.е. общее уравнение прямой линии наплоскости в декартовых координатах имеет следующий вид: Ax + By + C = 0 .(0,1)(1,-1)(0,-1)(-1,-1)ααЛинейный участок магистрального газопроводаαα(0,-1)(1,1)(-1,1)(0,1)Рисунок 4.5 - Линейный участок МГ и вектора направления ветраВектор с координатами ( A, B) называется нормальным вектором, при этомон перпендикулярен прямой. Вектор с координатами (− B, A) называетсянаправляющим вектором прямой, он параллелен прямой.188Пустьk=−CA, b = − , тогдаBBуравнение прямой выглядит следующимобразом: y = kx + b,где произвольные постоянные А и B одновременно не равны нулю.
Тогданаправляющий вектор имеет координаты (−1, k ) .Скалярноепроизведение,осуществляющееоперациюнаддвумяанализируемыми векторами, не зависит от системы координат и характеризуетдлины векторов и угол между ними. При этом она является коммутативной и1) a , b ,( )линейной по каждому сомножителю, используя одно из обозначений: 2) a , b ,3) a ⋅ b ,где a - вектор с координатами ( x1 , y1 ) , b - вектор с координатами ( x2 , y 2 ) .В данном случае скалярное произведение определяется через длинысомножителей и угол между ними: a ⋅ b = a ⋅ b ⋅ cos α ,где a =x12 + y12 − длина вектора a , b = x 22 + y 22 − длина b , cos α − косинус угламежду векторами a и b .Формула гавер-синуса широко используется в навигации, позволяяопределить кратчайшее расстояние между двумя точками на поверхностивращения, используя их широту и долготу.
Она является частным случаемформулы сферической тригонометрии, которая определяет отношения междусторонами и углами сферических треугольников. Так для любых двух точек насферегавер-синус угла, расстояние между ними рассчитывается по следующейd формуле: haver sin = haver sin(φ 2 − φ1 ) + cos(φ1 ) cos(φ 2 )haver sin(λ 2 − λ1 ),r189 θ 1 − cos(θ ), d − кратчайшее расстояние между двумягде haver sin (θ ) = sin 2 =22точками на сфере (ортодрома),r − радиуссферы, φ1 , φ 2 − широта первой и второйточки, λ1 , λ2 − долгота первой и второй точки.Найти расстояние между двумя точками на сфере возможно, используя φ 2 − φ1 2 λ − λ1 + cos(φ1 ) cos(φ 2 ) sin 2 . 2 2 значение арксинуса: d = 2r arcsin sin 2 Число БМ, необходимых проставить на определенном ЛУ МГ, d ,рассчитывается следующим образом: n = round lengthгде length– задаваемый пользователем числовой параметр, который можетпринимать значения от 70 до 100, с шагом 5.Вероятность того, что БМ будет располагаться по правую сторону от ЛУМГ равна: Pright = weight ⋅cos(α )⋅,2где α – угол между направляющим вектором прямой ЛУ МГ и усредненнымединичным вектором направления ветра, преобладающим на выбранномучастке, weight– «вес» типа подстилающей поверхности.Тогда вероятность того, что БМ будет располагаться по левую сторону отЛУ МГ рассчитывается по следующей формуле: Pleft = 1 − Pright .Если же y координата единичного усредненного вектора направленияветра с координатами (x,y) равна –«1», то значения Pright и Pleft меняютсяместами.В таблице 4.3 приведены основные типа поверхностей, используемые впрограмме «Проектирование СТС» и их веса.
В подсистеме на моменттестирования и отладки не учитывались такие типы поверхностей, как190селитебные земли, рисовые поля, гари. Однако функционал программыпозволяет как добавлять, так и редактировать|удалять типы поверхностей.Таблица 4.3 - Влияние подстилающей поверхности№ п/п12345678910Тип поверхностиБолотаВодаГорыКустарникиЛесаЛугаПашниПромышленные землиПустошиТундраВес0,700,40,70,5110,910,8На рисунке 4.6 изображена упрощенная блок-схема работа алгоритмаподсистемы «Проектирование СТС». Представленный алгоритм отображаетследующие шаги:•при запуске приложения происходит попытка подключения к БД. Приуспешном подключении пользователь осуществляет вдох в программу.
Взависимости от роли пользователь наделяется правами администратора илиоператора;•пользователь выбирает начальный пункт ЛУ МГ. После выбораавтоматически заполняется список возможных конечных пунктов МГ. Послеэтого пользователь должен выбрать конечный пункт участка МГ;•осуществив выбор ЛУ МГ, на котором необходимо расположить БМ,пользователь должен выбрать факторы, влияющие на это расположение, либоне учитывать их вовсе;•проверяется подключение к сети Интернет, т.к.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
