Исходя из схемы информационных потоков, разделения этих потоков, и схемы информационной потоков с учетом серверов, также зная расположение зданий и их габариты составим структурную схему корпоративной сети (В ПРИЛОЖЕНИИ) и приводим ее краткое описание.

Организация связи с филиалами.

В этом разделе необходимо описать выданный преподавателем тип связи с филиалами по следующим разделам: теоретическое описание выданного метода, аппаратура, которая позволяет организовать данную связь на приемной и передающей стороне.

Распределение адресов рабочих станций с учетом структурной схемы.

В данном разделе необходимо разделить сеть на несколько подсетей исходя из структурной схемы сети. Определить IP – адреса для подсетей (для серверов и ПК), маску и широковещательные адреса. Для распределения адресов использовать внеклассовую модель.

Выбор сетевых протоколов.

Выбрать сетевые протоколы, которые будут использоваться в разработанной сети и каких функции на основе данных протоколов будут выполнятся.

Выбор активного и пассивного оборудования корпоративной сети.

Виды используемых кабелей.

В качестве средств коммуникации наиболее часто используются витая пара, радиоканал и оптоволоконные линии. При выборе типа кабеля учитывают следующие показатели:

1. Стоимость монтажа и обслуживания;

2. Скорость передачи информации;

3. Ограничения на величину расстояния передачи информации (без дополнительных усилителей–повторителей (репитеров));

4. Безопасность передачи данных.

Главная проблема заключается в одновременном обеспечении этих показателей, например, наивысшая скорость передачи данных ограничена максимально возможным расстоянием передачи данных, при котором еще обеспечивается требуемый уровень защиты данных. Легкая наращиваемость и простота расширения кабельной системы влияют на ее стоимость и безопасность передачи данных.

Выбор типов кабелей для сети.

Чтобы выбрать тип кабеля, а значит и тип сетевой технологии и, соответственно, оборудование, нужно знать какая нагрузка будет на этот канал связи. Протяженность этого канала и условия окружающей среды, в которой этот канал будет находиться.

Рассчитаем нагрузку на каналы связи. Для этого необходимы данные из таблиц в первой главе, а также структурная схема сети.

Выбор коммутаторов.

Коммутаторы (Switch) – это:
1. Многопортовое устройство, обеспечивающее высокоскоростную коммутацию пакетов между портами.
2. В сети с коммутацией пакетов - устройство, направляющее пакеты, обычно на один из узлов магистральной сети. Такое устройство называется также коммутатором данных.

Коммутатор предоставляет каждому устройству (серверу, ПК или концентратору), подключенному к одному из его портов, всю полосу пропускания сети. Это повышает производительность и уменьшает время отклика сети за счет сокращения числа пользователей на сегмент. Как и двухскоростные концентраторы, новейшие коммутаторы часто конструируются для поддержки 10 или 100 Мбит/с, в зависимости от максимальной скорости подключаемого устройства. Если они оснащаются средствами автоматического опознавания скорости передачи, то могут сами настраиваться на оптимальную скорость - изменять конфигурацию вручную не требуется. Как работает коммутатор? В отличие от концентраторов, осуществляющих широковещательную рассылку всех пакетов, принимаемых по любому из портов, коммутаторы передают пакеты только целевому устройству (адресату), так как знают MAC-адрес (Media Access Control) каждого подключенного устройства (аналогично тому, как почтальон по почтовому адресу определяет, куда нужно доставить письмо). В результате уменьшается трафик и повышается общая пропускная способность, а эти два фактора являются критическими с учетом растущих требований к полосе пропускания сети современных сложных бизнес приложений.

Коммутация завоевывает популярность, как простой, недорогой метод повышения доступной полосы пропускания сети. Современные коммутаторы нередко поддерживают такие средства, как назначение приоритетов трафика (что особенно важно при передаче в сети речи или видео), функции управления сетью и управление многоадресной рассылкой.

Для выбора коммутаторов предварительно необходимо вычислить минимальное количество портов у каждого из них. На каждом коммутаторе необходимо предусмотреть запасные порты, чтобы в случае отказа одного из используемых, можно было в кратчайшие сроки устранить неполадку и задействовать один из резервных портов. Такой подход имеет смысл для портов под UTP-кабель. Для оптических портов это неактуально, так как они отказывают крайне редко.

Количество портов рассчитывается по следующей формуле:

где: N – требуемое количество портов; N k – количество занятых портов.

И округляется в большую сторону в зависимости от стандартных количеств портов на коммутаторах.

Далее можно перейти к выбору конкретных моделей коммутаторов. Будем брать по возможности коммутаторы и сетевые карты одной фирмы-производителя. Это позволит избежать конфликтов, а также упростить настройку сети.

Выбор сетевых адаптеров.

Сетевые интерфейсные платы (NIC, Network Interface Card) устанавливаются на настольных и портативных ПК. Они служат для взаимодействия с другими устройствами в локальной сети. Существует целый спектр сетевых плат для различных ПК, имеющих определенные требования требованиям к производительности. Характеризуются по скорости передачи данных и способах подключения к сети.

Если рассматривать просто способ приема и передачи данных на подключенных к сети ПК, то современные сетевые платы (сетевые адаптеры) играют активную роль в повышении производительности, назначении приоритетов для ответственного трафика (передаваемой/принимаемой информации) и мониторинге трафика в сети. Кроме того, они поддерживают такие функции, как удаленная активизация с центральной рабочей станции или удаленное изменение конфигурации, что значительно экономит время и силы администраторов постоянно растущих сетей.

Выбор конфигурации серверов и рабочих станций.

Главным требованиям к серверам является надежность. Для повышения надежности будем выбирать машины с RAID контроллером. Он может работать в двух режимах: «зеркала» и в «быстром режиме». Нас будет интересовать первый режим. При этом режиме данные записываемые на жесткий диск одновременно записываются и на другой второй аналогичный жесткий диск (дублируются). Так же для серверов необходимо большее количество оперативной памяти (сколько памяти требуется выяснить не возможно, так как нам неизвестны реальные размеры баз данных и объемы хранимой на жестких дисках информации). Также на сервере совершается обработка запросов(серверы баз данных) пользователя, следовательно нужно выбирать марку и частоту процессора лучше (больше), чем на рабочих станциях.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Организация компьютерной безопасности и защиты информации от несанкционированного доступа на предприятиях. Особенности защиты информации в локальных вычислительных сетях. Разработка мер и выбор средств обеспечения информационной безопасности сети.

дипломная работа , добавлен 26.05.2014


Эволюция вычислительных систем. Базовые понятия и основные характеристики сетей передачи информации. Задачи, виды и топология локальных компьютерных сетей. Модель взаимодействия открытых систем. Средства обеспечения защиты данных. Адресация в IP-сетях.

лекция , добавлен 29.07.2012


Аппаратные и программные средства, на базе которых возможно построение локальной сети. Локальные и глобальные сети. Одноранговые и многоранговые сети. Топологии объединения группы компьютеров в локальную сеть. Используемые технологии локальных сетей.

курсовая работа , добавлен 12.05.2008


Монтаж и прокладывание локальной сети 10 Base T. Общая схема подключений. Сферы применение компьютерных сетей. Протоколы передачи информации. Используемые в сети топологии. Способы передачи данных. Характеристика основного программного обеспечения.

курсовая работа , добавлен 25.04.2015


Назначение локальных сетей как комплекса оборудования и программного обеспечения, их технические средства, топология. Организация передачи данных в сети. История развития глобальных сетей, появление Интернета. Программно-техническая организация Интернета.

реферат , добавлен 22.06.2014


Роль компьютерных сетей, принципы их построения. Системы построения сети Token Ring. Протоколы передачи информации, используемые топологии. Способы передачи данных, средства связи в сети. Программное обеспечение, технология развертывания и монтажа.

курсовая работа , добавлен 11.10.2013


Принципы организации локальных сетей и их аппаратные средства. Основные протоколы обмена в компьютерных сетях и их технологии. Сетевые операционные системы. Планирование информационной безопасности, структура и экономический расчет локальной сети.

дипломная работа , добавлен 07.01.2010


Структура сети ООО "Прайм Логистикс" и организация ее защиты. Разработка сегмента сети для сетевого резервного копирования. Выбор аппаратных средств для сетевого резервного копирования. Процесс реализации системы предупреждения потери данных в сети.

дипломная работа , добавлен 20.10.2011

Cамая большая проблема, с которой я сталкиваюсь при работе с сетями предприятий - это отсутствие чётких и понятных логических схем сети. В большинстве случаев я сталкиваюсь с ситуациями, когда заказчик не может предоставить никаких логических схем или диаграмм. Сетевые диаграммы (далее L3-схемы) являются чрезвычайно важными при решении проблем, либо планировании изменений в сети предприятия. Логические схемы во многих случаях оказываются более ценными, чем схемы физических соединений. Иногда мне встречаются «логически-физически-гибридные» схемы, которые практически бесполезны. Если вы не знаете логическую топологию вашей сети, вы слепы . Как правило, умение изображать логическую схему сети не является общим навыком. Именно по этой причине я пишу эту статью про создание чётких и понятных логических схем сети.

Какая информация должна быть представлена на L3-схемах?

Для того, чтобы создать схему сети, вы должны иметь точное представление о том, какая информация должна присутствовать и на каких именно схемах. В противном случае вы станете смешивать информацию и в итоге получится очередная бесполезная «гибридная» схема. Хорошие L3-схемы содержат следующую информацию:

• подсети
  • VLAN ID (все)
  • названия VLAN"ов
  • сетевые адреса и маски (префиксы)
• L3-устройства
  • маршрутизаторы, межсетевые экраны (далее МСЭ) и VPN-шлюзы (как минимум)
  • наиболее значимые серверы (например, DNS и пр.)
  • ip-адреса этих серверов
  • логические интерфейсы
• информацию протоколов маршрутизации

Какой информации НЕ должно быть на L3-схемах?

Перечисленной ниже информации не должно быть на сетевых схемах, т.к. она относится к другим уровням [модели OSI , прим. пер. ] и, соответственно, должна быть отражена на других схемах :

• вся информация L2 и L1 (в общем случае)
• L2-коммутаторы (может быть представлен только интерфейс управления)
• физические соединения между устройствами

Используемые обозначения

Как правило, на логических схемах используются логические символы. Большинство из них не требуют пояснений, но т.к. я уже видел ошибки их применения, то позволю себе остановиться и привести несколько примеров:

Какая информация необходима для создания L3-схемы?

Для того, чтобы создать логическую схему сети, понадобится следующая информация:

• Схема L2 (или L1) - представление физических соединений между устройствами L3 и коммутаторами
• Конфигурации устройств L3
• Конфигурации устройств L2 - текстовые файлы либо доступ к GUI, и т.д.

Пример

В данном примере мы будем использовать простую сеть. В ней будут присутствовать коммутаторы Cisco и МСЭ Juniper Netscreen. Нам предоставлена схема L2, также как и конфигурационные файлы большинства представленных устройств. Конфигурационные файлы пограничных маршрутизаторов ISP не предоставлены, т.к. в реальной жизни такую информацию ISP не передаёт. Ниже представлена L2-топология сети:

А здесь представлены файлы конфигурации устройств. Оставлена только необходимая информация:

asw1

!
vlan 210
name Servers1
!
vlan 220
name Servers2
!
vlan 230
name Servers3
!
vlan 240
name Servers4
!
vlan 250
name In-mgmt
!
switchport mode trunk
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 250
ip address 192.168.10.11 255.255.255.128
!

asw2

!
vlan 210
name Servers1
!
vlan 220
name Servers2
!
vlan 230
name Servers3
!
vlan 240
name Servers4
!
vlan 250
name In-mgmt
!
interface GigabitEthernet0/1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet0/2
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 250
ip address 192.168.10.12 255.255.255.128
!
ip default-gateway 192.168.10.1

asw3

!
vlan 210
name Servers1
!
vlan 220
name Servers2
!
vlan 230
name Servers3
!
vlan 240
name Servers4
!
vlan 250
name In-mgmt
!
interface GigabitEthernet0/1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet0/2
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 250
ip address 192.168.10.13 255.255.255.128
!
ip default-gateway 192.168.10.1

csw1

!
vlan 200
name in-transit
!
vlan 210
name Servers1
!
vlan 220
name Servers2
!
vlan 230
name Servers3
!
vlan 240
name Servers4
!
vlan 250
name In-mgmt
!
interface GigabitEthernet0/1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet0/2
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface Port-channel 1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 200
ip address 10.0.0.29 255.255.255.240
standby 1 ip 10.0.0.28
!
interface vlan 210
ip address 192.168.0.2 255.255.255.128
standby 2 ip 192.168.0.1
!
interface vlan 220
ip address 192.168.0.130 255.255.255.128
standby 3 ip 192.168.0.129
!
interface vlan 230
ip address 192.168.1.2 255.255.255.128
standby 4 ip 192.168.1.1
!
interface vlan 240
ip address 192.168.1.130 255.255.255.128
standby 5 ip 192.168.1.129
!
interface vlan 250
ip address 192.168.10.2 255.255.255.128
standby 6 ip 192.168.10.1
!

csw2

!
vlan 200
name in-transit
!
vlan 210
name Servers1
!
vlan 220
name Servers2
!
vlan 230
name Servers3
!
vlan 240
name Servers4
!
vlan 250
name In-mgmt
!
interface GigabitEthernet0/1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet0/2
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
interface GigabitEthernet0/3
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
interface GigabitEthernet0/4
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet0/5
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet0/6
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface Port-channel 1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 200
ip address 10.0.0.30 255.255.255.240
standby 1 ip 10.0.0.28
!
interface vlan 210
ip address 192.168.0.3 255.255.255.128
standby 2 ip 192.168.0.1
!
interface vlan 220
ip address 192.168.0.131 255.255.255.128
standby 3 ip 192.168.0.129
!
interface vlan 230
ip address 192.168.1.3 255.255.255.128
standby 4 ip 192.168.1.1
!
interface vlan 240
ip address 192.168.1.131 255.255.255.128
standby 5 ip 192.168.1.129
!
interface vlan 250
ip address 192.168.10.3 255.255.255.128
standby 6 ip 192.168.10.1
!
ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.0.17

fw1

set interface ethernet0/1 manage-ip 10.0.0.2

set interface ethernet0/2 manage-ip 10.0.0.18

fw2

set interface ethernet0/1 zone untrust
set interface ethernet0/1.101 tag 101 zone dmz
set interface ethernet0/1.102 tag 102 zone mgmt
set interface ethernet0/2 zone trust
set interface ethernet0/1 ip 10.0.0.1/28
set interface ethernet0/1 manage-ip 10.0.0.3
set interface ethernet0/1.101 ip 10.0.0.33/28
set interface ethernet0/1.102 ip 10.0.0.49/28
set interface ethernet0/2 ip 10.0.0.17/28
set interface ethernet0/2 manage-ip 10.0.0.19
set vrouter trust-vr route 0.0.0.0/0 interface ethernet0/1 gateway 10.0.0.12

outsw1

!
vlan 100
name Outside
!
vlan 101
name DMZ
!
vlan 102
name Mgmt
!
description To-Inet-rtr1
switchport mode access
switchport access vlan 100
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
interface Port-channel 1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 102
ip address 10.0.0.50 255.255.255.240
!

outsw2

!
vlan 100
name Outside
!
vlan 101
name DMZ
!
vlan 102
name Mgmt
!
interface GigabitEthernet1/0
description To-Inet-rtr2
switchport mode access
switchport access vlan 100
!
interface GigabitEthernet1/1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface GigabitEthernet1/3
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
interface GigabitEthernet1/4
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
channel-group 1 mode active
!
interface Port-channel 1
switchport mode trunk
switchport trunk encapsulation dot1q
!
interface vlan 102
ip address 10.0.0.51 255.255.255.240
!
ip default-gateway 10.0.0.49

Сбор информации и её визуализация

Хорошо. Теперь, когда мы имеем всю необходимую информацию, можно приступать к визуализации.

Процесс отображения шаг за шагом

1. Сбор информации:
   1. Для начала откроем файл конфигурации (в данном случае ASW1).
   2. Возьмём оттуда каждый ip-адрес из разделов интерфейсов. В данном случае есть только один адрес (192.168.10.11 ) с маской 255.255.255.128 . Имя интерфейса - vlan250 , и имя vlan 250 - In-mgmt .
   3. Возьмём все статические маршруты из конгфигурации. В данном случае есть только один (ip default-gateway), и он указывает на 192.168.10.1 .
2. Отображение:
   1. Теперь давайте отобразим информацию, которую мы собрали. Во-первых, нарисуем устройство ASW1 . ASW1 является коммутатором, поэтому используем символ коммутатора.
   2. Нарисуем подсеть (трубку). Назначим ей имя In-mgmt , VLAN-ID 250 и адрес 192.168.10.0/25 .
   3. Соединим ASW1 и подсеть.
   4. Вставляем текстовое поле между символами ASW1 и подсети. Отобразим в нём имя логического интерфейса и ip-адрес. В данном случае имя интерфейса будет vlan250 , и последний октет ip-адреса - .11 (это является общей практикой - отображать только последний октет ip-адреса, т.к. ip-адрес сети уже присутствует на схеме).
   5. Также в сети In-mgmt есть другое устройство. Или, как минимум, должно быть. Нам ещё неизвестно имя этого устройства, но его IP-адрес 192.168.10.1 . Мы узнали это потому, что ASW1 указывает на этот адрес как на шлюз по-умолчанию. Поэтому давайте отобразим это устройство на схеме и дадим ему временное имя "??". Также добавим его адрес на схему - .1 (кстати, я всегда выделяю неточную/неизвестную информацию красным цветом, чтобы глядя на схему можно было сразу понять, что на ней требует уточнения).

На этом этапе мы получаем схему, подобную этой:

Повторите этот процесс шаг за шагом для каждого сетевого устройства . Соберите всю информацию, относящуюся к IP, и отобразите на этой же схеме: каждый ip-адрес, каждый интерфейс и каждый статический маршрут. В процессе ваша схема станет очень точной. Убедитесь, что устройства, которые упомянуты, но пока неизвестны, отображены на схеме. Точно так же, как мы делали ранее с адресом 192.168.10.1 . Как только вы выполните всё перечисленное для всех известных сетевых устройств, можно начать выяснение неизвестной информации. Вы можете использовать для этого таблицы MAC и ARP (интересно, стоит ли писать следующий пост, рассказывающий подробно об этом этапе?).

В конечном счёте мы будем иметь схему наподобие этой:

Заключение

Нарисовать логическую схему сети можно очень просто, если вы обладаете соответствующими знаниями. Это продолжительный процесс, выполняемый вручную, но это отнюдь не волшебство. Как только у вас есть L3-схема сети, достаточно нетрудно поддерживать её в актуальном состоянии. Получаемые преимущества стоят приложенных усилий:

• вы можете планировать изменения быстро и точно;
• решение проблем занимает гораздо меньше времени, чем до этого. Представим, что кому-то нужно решить проблему недоступности сервиса для 192.168.0.200 до 192.168.1.200. После просмотра L3-схемы можно с уверенностью сказать, что МСЭ не является причиной данной проблемы.
• Вы можете легко соблюдать корректность правил МСЭ. Я видел ситуации, когда МСЭ содержали правила для трафика, который никогда бы не прошёл через этот МСЭ. Этот пример отлично показывает, что логическая топология сети неизвестна.
• Обычно как только L3-схема сети создана, вы сразу заметите, какие участки сети не имеют избыточности и т.д. Другими словами, топология L3 (а также избыточность) является такой же важной как избыточность на физическом уровне.

Наиболее распространенной на сегодняшний день является топология «звезда» на технологии Ethernet, которая отвечает всем современным требованиям к локальной сети и довольно удобна в эксплуатации. Из схемы структурированной кабельной системы рис. 10 можно однозначно судить о том, что данная топология лучше всего подходит для данной организации.

Рис. 9. Топология «звезда»

Достоинства:

· выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

· хорошая масштабируемость сети;

· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

· высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

· гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

· выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

· для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

· конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

В центре каждой «звезды» - концентратор или коммутатор, который непосредственно соединен с каждым отдельным узлом сети через тонкий гибкий кабель UTP, так же называемый «витой парой». Кабель соединяет сетевой адаптер с ПК, с одной стороны, с концентратором или коммутатором - с другой. Устанавливать сеть с топологией «звезда» просто и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора. Однако имеется ограничение по числу узлов: сеть может иметь максимум 1024 узла. Рабочая группа, созданная по схеме «звезда», может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами .

В качестве технологии доступа был выбран Fast Ethernet, обеспечивающий скорость обмена данными в 100 Мбит/с.

В качестве подвида данной технологии был выбран 100BASE-TX, IEEE 802.3u - развитие стандарта 10BASE-T для использования в сетях топологии «звезда». Задействована витая пара категории 5: CAT5e - скорость передач данных до 100 Мбит/с при использовании 2 пар. Кабель категории 5e является самым распространённым и используется для построения компьютерных сетей. Преимущества данного кабеля в более низкой себестоимости и меньшей толщине .

Формирование адресной структуры сети:

Для формирования адресного пространства данной сети выбраны IP-адреса класса С. (адреса из диапазона от 192.0.0.0 до 223.255.255.0). Маска подсети имеет вид 255.255.255.0. Первые 3 байта формируют номер сети, последний байт формирует номер узла.

Рис. 10. Схема структурированной кабельной системы

Логическая организация сети

Имеется ряд IP-адресов, которые зарезервированы для использования только в локальных сетях. Пакеты с такими адресами не передаются маршрутизаторами Интернета. В классе С к таким IP-адресам относятся адреса от 192.168.0.0 до 192.168.255.0.

Поэтому для локальной сети школы назначаем следующие IP-адреса:

· сервер - 192.168.1.1;

· компьютер в актовом зале - 192.168.1.2;

· компьютер секретаря - 192.168.1.3

· сетевой принтер в кабинете секретаря - 192.168.1.4;

Контактная сеть (КС) - сложное инженерное сооружение, имеющее значительную протяженность и периодическую структуру, предназначенное для непрерывного электроснабжения подвижного состава посредством скользящего контакта.

Анализ простоев подвижного состава (ПС) трамвая на линии в ряде крупных городов показывает, что довольно частой причиной простоев на линии становится отказ контактной сети. Так, по данным департамента транспорта г. Новосибирска, до 7,5 % простоев ПС во временном выражении произошло на линии из-за отказа КС. В связи с этим оценка технического состояния КС с позиций надежности - одна из важнейших задач.

При анализе отказов КС в г. Новосибирске были выявлены и исключены отказы, возникавшие в результате посторонних взаимодействий, таких как обрыв подвесок негабаритными грузами, повреждение опорных конструкций транспортными средствами, отжиг провода в результате аварий на ПС, повреждение подвесок неисправными токоприемниками. В ходе предварительного анализа статистического материала было выявлено, что основную часть (79,8 % от общего количества отказов) составляют такие отказы: обрыв контактного провода, вырыв провода из зажима, обрыв гибкой поперечины, повреждение пересечений.

Анализ статистического материала и данных эксплуатационных служб показывает, что контактная подвеска не является равнонадежной системой, что свидетельствует о необходимости дальнейшего совершенствования конструкций и узлов контактной подвески трамвая, в частности пересечений. Наибольшее количество отказов возникает в момент прохождения токоприемником спецчастей и точек подвешивания и фиксации контактного провода, т. е. в результате неудовлетворительного взаимодействия, обусловленного неправильной регулировкой и монтажом подвески, а также неисправностями токоприемника.

Следует отметить, что до 27,3 % всех отказов токоприемников трамвая на линии возникает в результате пропилов и повышенного износа контактных вставок, что, как известно , в значительной мере вызвано нарушением параметров контактной подвески, таких как: величины зигзагов, высота контактного провода над уровнем головок рельсов, уклоны и подъемы контактного провода, поджоги.

Кроме того, из графиков, показанных на рис. 4.10, прослеживается явная зависимость количества повреждений от климатических условий. Так, максимальная интенсивность отказов вида «обрыв гибкой поперечины» приходится на май и сентябрь с наибольшим суточным перепадом температур, а по отказам типа «обрыв КП и вырыв КП» из зажима максимальная интенсивность приходится на июнь, характеризующийся самыми высокими температурами.

Рис. 4.10.

Поскольку КС является сложным электротехническим объектом, надежность ее как единого целого определяется надежностью составляющих элементов. Поэтому при анализе надежности КС необходимо:

• определить влияние типа подвески и качества ее обслуживания на надежность КС;
• выявить элементы, имеющие пониженную, по сравнению с другими, надежность;
• определить климатические факторы, влияющее на надежность элементов.

Основное требование к КС как элементу системы технического обслуживания и ремонта - постоянное соответствие основных параметров необходимому уровню надежности, условиям эксплуатации и интенсивности использования. Такое соответствие может быть достигнуто, если фактические показатели надежности КС, как и параметры системы технического обслуживания и ремонта, формируются на основе объективной информации о техническом состоянии КС.

Определить техническое состояние КС можно по результатам измерения и оценки большого количества входных, внутренних и выходных параметров. Практически же для определения технического состояния достаточно выделить совокупность прямых и косвенных диагностических признаков и параметров, отображающих наиболее вероятные неисправности, связанные со снижением работоспособности и возникновением отказов.

Блочно-функциональная декомпозиция КС показана на рис. 4.11 . Вертикальная декомпозиция приводит к построению иерархии связей составляющих ее компонентов. В этой иерархии выделено четыре уровня: секционный, включающий в себя секцию контактной сети; системный, включающий поддерживающие, несущие, фиксирующие, линейные токоведущие, опорные устройства, устройства компенсации температурных удлинений, сопряжения и специальные части; подсистемный уровень включает в себя отдельные сборочные единицы; четвертый уровень - элементный - включает неразборные детали. Такая декомпозиция предопределяет форму соподчинения диагностических целей и алгоритмов. Горизонтальная декомпозиция КС позволяет выделить отдельные составляющие по основному принципу физического процесса, функциональному назначению или принципу технического исполнения.

Рис. 4.11.

В качестве примера взаимосвязи элементов КС на рис. 4.12 приведены схемы при простой (а) и цепной (б) подвесках.

При диагностировании каждой из этих систем в ряду нескольких используемых физических методов диагностирования можно выделить доминирующий, позволяющий с достаточной степенью достоверности определить техническое состояние КС.

В процессе эксплуатации КС может находиться в следующих основных состояниях:

Исправна и работоспособна, а значит, и параметры Z, характеризующие состояние ее элементов и узлов, находятся в пределах номинального поля допусков:

Рис. 4.12.

Неисправна, но работоспособна, что обусловлено выходом параметров основных элементов и узлов из поля допусков, но не выше предельных значений:

Неисправна и неработоспособна, следовательно, параметры основных элементов и узлов вышли за пределы допусков:

Границы указанных допусков для существующих типов контактных подвесок приведены в нормативных документах . Однако следует отметить, что существующие допуски в основном отражают состояние подвески через ее геометрические размеры в статическом состоянии, т. е. при отсутствии подвижного состава. В режиме нормального функционирования КС на всем своем протяжении находится во взаимодействии с токоприемниками ПС, а следовательно, должна оцениваться также по показателям, характеризующим взаимодействие, учитывающее надежность, долговечность и качество, т. е. стабильность контакта.

Заданный уровень эксплуатационной надежности КС поддерживается реализацией системы ремонтов и регулировок, определенной нормативно-технической документацией. Существующая система технического обслуживания и ремонта, направленная на поддержание работоспособности КС, включает в себя контроль важнейших параметров контактной подвески и их регулировку. Однако контрольные измерения показывают, что техническое оснащение отдельных операций недостаточно и малопроизводительно. Кроме того, предусматривается контроль параметров КС в статическом состоянии, что при имеющихся связях еще в большей степени затрудняет объективную оценку ее состояния. Следовательно, получить полную и достоверную информацию можно лишь посредством комплексного диагностирования всех параметров КС на всем ее протяжении в режиме функционирования.