Зараменских Евгений Петрович

Россия, МОУ «Институт инженерной физики»

Методика расчёта рационального состава оборудования системы мониторинга подконтрольных лиц при развёртывании на базе УКВ сетей с использованием RFID технологий

Во всём многообразии различных систем мониторинга, можно выделить класс систем мониторинга, предназначенный для контроля живых объектов. Одним из примеров такого мониторинга является организация наблюдения за осужденными в системе уголовного исполнения наказаний. Когда на подконтрольное лицо надевается браслет и по нему отслеживаются перемещения объекта мониторинга.

Одной из задач при реализации рассматриваемых систем, является задача определения рационального состава оборудования при охвате зоны мониторинга определённой площади. Особенно актуальной указанная задача становится в условиях развёртывания системы мониторинга подконтрольных лиц (СМПЛ) в малонаселённых районах, в которых часто отсутствуют средства коммуникации (сотовые сети, проводные телефонные линии и др.). В этом случае реализация СМПЛ возможна на базе УКВ радиосетей.

Формализовать задачу определения рационального состава оборудования СМПЛ можно следующим образом.

Исходные данные:

- площадь района, охваченного СМПЛ – S;

- количество объектов мониторинга в районе – N_ОМ;

- имеющийся частотный диапазон – Δf;

- характеристики приемопередающей аппаратуры.

Для представления информации о местонахождении объекта мониторинга применяются узлы мониторинга, оборудованные стационарными контрольными устройствами (СКУ) и ретрансляторами, В случае попадания подконтрольного лица в зону действия СКУ расширенную ретранслятором (РТ), в центр мониторинга по каналу связи будет передано сообщение.

В Российской Федерации для нужд мониторинга определён диапазон дециметровых волн, а именно 433,075 МГц – 434,775 МГц (сетка из 69 каналов с шагом 25 кГц). Данный диапазон разрешён к применению в СМПЛ Министерством Здравоохранения, как не наносящий вреда человеку, и имеет следующие особенности: в соответствии с законодательством, мощность излучаемая передатчиком радиометки не должна превышать 10 мВт, однако диапазон обладает хорошей помехозащищенностью, имеет дальнее распространение в условиях радиовидимости при небольшой мощности.

Для организации СМПЛ в заданном районе, необходимо провести расчёт необходимого состава оборудования СМПЛ при развёртывании на базе УКВ сетей.

Методика представляет собой следующую последовательность действий:

1) условное разбиение района, охваченного СМПЛ, на некоторое количество зон, отличающихся по коэффициенту ослабления сигнала от радиометки в рассматриваемом диапазоне K_ОСЛi;

2) определение площади каждой зоны S_i.;

3) определение радиуса действия СКУ для каждой зоны R_i

, (1)

где V_СВ – ослабление сигнала при передаче с радиометки ОМ на СКУ;

K_ОСЛi – коэффициент ослабления радиосигнала препятствиями.

4) Определение площади покрытия одним СКУ

(2)

5) определение количества СКУ, необходимых для покрытия i–ой зоны

(3)

6) определение среднего числа объектов мониторинга в каждой зоне

(4)

- предполагаемое количество объектов мониторинга в i-той зоне;

- вероятность, характеризующая достоверность сведений о .

7) определение необходимого числа каналов в СКУ для обеспечения непрерывности мониторинга для каждой зоне

(5)

где – длина сообщения от радиометки [бит];

–интенсивность поступления сообщений в системе [1/с];

С – пропускная способность канала связи СКУ [бит/с].

8) расчёт общего количества СКУ, необходимого для покрытия всего района, охваченного СМПО

(6)

В методике не учитывается влияние алгоритмов шифрования передаваемых сообщений, использование которых вносит определенные изменения в характеристики информационного обмена.

Отличительной особенностью методики является учёт насыщенности подконтрольной зоны объектами мониторинга (п. 6 методики). Вероятность, характеризующая достоверность сведений о количестве объектов мониторинга в рассматриваемой зоне мониторинга, может определяться различными методами, выбор которых будет зависеть от условий применения СМПЛ.