Реферат: Анализ ремонтно-оперативной радиосвязи на участке железной дороги Киев-Пассажирский – Киев-Московский
На стальных магистралях Европы, в том числе высокоскоростных и скоростных, используется в основном стандарт GSM-R, адаптированный специально под задачи и нужды железнодорожного транспорта, как по передаче голоса, так и данных. На его основе создаются системы обеспечения безопасности и управления перевозочным процессом. Для внедрения этого стандарта во многих странах на государственном уровне выделены необходимые радиочастотные ресурсы (в частности, в Германии – полоса шириной 4 МГц в диапазоне 800 МГц). Серийным выпуском адаптированного под нужды железных дорог оборудования GSM-R занимается целый ряд компаний.
Стандарт TETRA на железных дорогах используется значительно меньше, в основном в странах азиатского региона. Опыт ОАО «РЖД» по строительству двух зон цифровой системы радиосвязи стандарта TETRA на участках Свердловской и Октябрьской железных дорог показал, что существующие системы TETRA не отвечают требованиям к цифровым системам радиосвязи. Это связано с отсутствием специализированных железнодорожных приложений и оборудования, что требует значительных доработок аппаратуры и программного обеспечения.
Однако технология TETRA представляет серьезные аргументы за принятие этого стандарта в качестве общепринятого для железнодорожной отрасли в Украине:
TETRA использует частотный диапазон 450 MГц, что является достоинством как с организационной точки зрения (этот диапазон определен для технологической радиосвязи МПС), так и с технической - например большая зона охвата (до 50 км), благодаря чему затраты на инфраструктуру могут быть существенно снижены.
Оборудование TETRA эффективно использует радиочастотный спектр. Так, в стандарте TETRA для работы 4 логических каналов используется полоса шириной 25 кГц, а в стандарте GSM для работы 8 логических каналов необходима полоса 200 кГц.
Стандарт TETRA является открытым, что привлекает большое количество производителей оборудования, обеспечивает адекватный уровень цен и независимость заказчика от позиции конкретного поставщика. Открытость стандарта также позволяет производителям разрабатывать открытые программные интерфейсы (API) для реализации прикладных задач, необходимых конечному заказчику. Диапазон частных применений TETRA-систем в железнодорожной отрасли может быть действительно широким, например, можно реализовывать заказные терминалы с узкоспециализированными функциями, такими как вызов абонента по номеру поезда или вызов одной кнопкой ближайших к данному абоненту поездных терминалов, т. е. с теми функциями, которые необходимы в поездной радиосвязи.
Особое внимание в стандарте TETRA уделено таким аспектам обеспечения безопасности связи, как разделение одной физической системы на виртуальные подсистемы для различных пользователей или задач, шифрование информации, аутентификация абонентов, защита от несанкционированного доступа. Идеология построения единой сети радиосвязи для различных пользователей (поездной, ремонтно-оперативной и станционной радиосвязи) позволяет не только значительно сократить стоимость системы, но и обеспечить в любой момент времени возможность взаимодействия с другими пользователями виртуальных сетей.
Важным свойством TETRA-систем является также возможность установления соединения между абонентами системы вне зоны действия базовых станций и других элементов инфраструктуры, т. е. в режиме прямой связи (Direct Mode Operation, DMO), что особенно важно для ремонтно-оперативной железнодорожной радиосвязи, а также при аварийной работе в кризисных и чрезвычайных ситуациях. При этом станция может находиться в режиме "двойного наблюдения" (Dual Watch), одновременно готовая принять вызов как по транкинговому каналу, так и по каналу DMO. Благодаря режиму DMO радиостанция TETRA может работать в режиме ретрансляции, что является важным свойством для быстрого разворачивания оперативной связи при аварийных ситуациях. Для этого достаточно будет доставить в аварийный район мощную радиостанцию TETRA (стационарную, автомобильную или локомотивную), которая установит связь с ближайшей рабочей базовой станцией (на расстоянии до 50 км), после чего мобильные абоненты в аварийном районе смогут выходить в сеть через мощную радиостанцию, используя ее как ретранслятор.
Время установления соединения в стандарте TETRA (не более 300 мс) соответствует нормам Укрзализныци на оперативно-технологическую связь. Кроме того, стандартом предусмотрен также режим открытого канала, когда для группы абонентов может быть выделен логический канал связи, и доступ в канал обеспечивается без установочной процедуры.
Таким образом, используя оборудование стандарта TETRA как базис, реализуется система, полностью отвечающая требованиям технологической радиосвязи Укрзализныци.
Департамент связи и вычислительной техники считает целесообразным принять в качестве основной для участков скоростного и высокоскоростного движения систему цифровой радиосвязи стандарта GSM-R. Для этого необходимо получение на первичной основе в соответствии с рекомендациями и решениями Международного союза железных дорог (МСЖД) полос радиочастот 876 – 880 МГц и 921 – 925 МГц для организации технологической ремонтно-оперативной радиосвязи и полосы частот для внедрения широкополосных подвижных систем.
Необходимо продолжить проработку возможности построения сетей технологической радиосвязи на базе публичных сетей подвижной связи стандарта GSM. Для этого предстоит пересмотреть технические требования к цифровой системе радиосвязи с учетом гармонизации их с требованиями МСЖД, а также совместно с коммерческими операторами стандарта GSM разработать технические решения по организации технологической радиосвязи с использованием инфраструктуры публичных сетей.
На участках железных дорог, где организация скоростного и высокоскоростного движения не планируется, целесообразно поэтапно перейти с аналоговых систем гектометрового диапазона на цифровые системы радиосвязи метрового (160 МГц) радиочастотного диапазона с одновременной организацией подвижной сети передачи данных.
Для организации «последних миль» к информационным системам и снижения инвестиционной нагрузки целесообразно использовать широкополосные системы беспроводного доступа, радиорелейную и подвижную радиосвязь, в том числе сторонних операторов.
Рассматриваемый комплекс мер позволит решить накопившиеся в технологической радиосвязи проблемы, открыв тем самым «зеленую улицу» для повышения безопасности движения и пропускной способности железных дорог, оптимизации себестоимости перевозок.
Возможно также создание транкинговой сети радиосвязи на основе использования современного цифрового оборудования. При этом транкинговая система радиосвязи должна обеспечивать: ремонтно-оперативную и станционную радиосвязь; резервирование поездной радиосвязи, организованной по системе "Транспорт"; пассажирскую радиотелефонную связь.
Одним из наиболее важных направлений использования спутниковых систем связи на железнодорожном транспорте является создание системы технологической и пассажирской связи с движущимся поездом. Она представляет собой альтернативу вариантам на базе транкинговых и сотовых систем связи.
Комплексность требований к оперативно-технологической радиосвязи заставляет оценивать базовые варианты, во-первых, по степени решения задач, поставленных перед служебной радиосвязью, и, во-вторых, по возможности организации пассажирской радиосвязи из движущегося поезда.
Выбранные базовые варианты организации системы оперативно-технологической радиосвязи сравнивались по качеству радиосвязи; ее надежности при связи с подвижным объектом (ПО) и в аварийных ситуациях; по возможности организации систем ПРС, СРС, пассажирской радиотелефонной связи с ПО; радиотелефонной связи на вокзалах; по возможности оперативного руководства с ПО; обеспечению сохранности особо ценных грузов; капитальным вложениям на строительство новых или модернизацию эксплуатируемых средств связи; эксплуатационным расходам; по времени строительства и развертывания оборудования средств связи.
Выводы: краткий технико-экономический анализ.
Одна из основных задач в области технологической радиосвязи – организация эксплуатации радиосредств. С одной стороны, эта задача решается в рамках создаваемых АСУ ЦСВТ и АСУ НИС, которые должны обеспечить информационную базу для работников департамента и служб дорог. С другой стороны, необходима соответствующая база данных по стационарным, возимым и носимым радиостанциям, учитывающая местоположение радио средств, текущие технический параметры, их соответствие установленным нормам; данные о работниках, обеспечивающих контроль радиостанций и другую информацию.
Наиболее просто эта информация может быть получена для стационарных радиостанций, входящих в линейные сети поездной или ремонтной радиосвязи, с использованием средств дистанционного контроля или систем мониторинга и администрирования, которые в настоящее время проектируются для железных дорог. Информация о состоянии стационарных радиостанций, проходящих проверку или ремонт в КИПах, должна формироваться в автоматическом или полуавтоматическом режимах.
В современных стационарных радиостанциях станционной радиосвязи, например РС23М, предусмотрен дистанционный контроль параметров по радиоканалу, что также позволяет обеспечивать мониторинг радиостанций в пределах станции или узла.
Значительно в более сложном положении находится контроль состояния (база данных) локомотивных радиостанций, что объясняется постоянно меняющимся их местоположением. При отказе какого-либо блока он оперативно заменяется на аналогичный в любом из КРП по маршруту следования. Кроме этого, на сети кое-где еще эксплуатируются устаревшие радиостанции комплекса ЖРУ, которые автоматически не контролируются. В этих условиях основным средством, обеспечивающим формирование информации о состоянии локомотивных радиостанций, должны стать модернизированные устройства СТОР-1М. Такие устройства уже используются для проведения предрейсового контроля локомотивных радиостанций РВ-1М и РВ-1.1М.
Важным элементом сетей технологической радиосвязи являются носимые радиостанции. На железных дорогах различными службами эксплуатируется более 80 тыс. экземпляров. В течение последних нескольких лет основными типами радиостанций являлись GP-300 и GP-340, поставляемые компанией “Моторола”. Они, безусловно, удовлетворяют достаточно жестким требованиям эксплуатации железнодорожного транспорта. Для них разработаны технологические процессы обслуживания, которые широко используются на дорогах.
Вместе с тем, в настоящее время, более доступна и возможно более надежна продукция российского производства. Это радиостанции “Радий 301”, “Альтавия”. По данным дорог они по своим эксплуатационным показателям не уступают радиостанциям, поставляемым компанией “Моторола”. По электрическим характеристикам радиостанции “Альтавия” превосходят параметры, определенные требованиями ГОСТ 12252-86 “Радиостанции сухопутной подвижной радиосвязи” для носимых радиостанций.
Известно, как остро стоит вопрос с обеспечением связью ремонтных подразделений на перегонах и при организации восстановительных работ. Одно из возможных решений этой проблемы основано на комплексном использовании средств перегонной связи и радиосвязи.
Постоянно возрастающие по сложности задачи обеспечения безопасности по сложности задачи обеспечения безопасности движения поездов, требования к организации канала взаимодействия с подвижными объектами для построения систем автоматического управления движением, в частности требования “Многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов”, определяют необходимость использования на железнодорожном транспорте цифровых радиостанций и систем радиосвязи. Выбор направлений развития технологической радиосвязи в этой области зависит от многих факторов, в том числе от имеющихся возможностей по частотному ресурсу, допустимых объемов финансирования по проекту и сроков его окупаемости, исходных эксплуатационно-технический требований систем управления по скоростям и объемам передаваемой информации и ряда других.
Учитывая, что решающее значение имеют показатели, связанные с объемом затрат на реализацию проекта, в качестве одного из основных путей решения задачи выбрано направление, основанное на организации зоновых (в пределах станций и прилегающих участков) радиосетей диапазона 160 МГц.
Для организации таких радиосетей разработана радиостанция передачи данных МОСТ, выполненная в двух вариантах: локомотивном и стационарном. Они применяются в системах управления маневровыми (МАЛС) и горочными (ГАЛС) локомотивами. Локомотивная радиостанция МОСТ входит в состав КЛУБ-У, используется для организации радиоканала в системе управления соединенными поездами ИСАВПР-РТ. Радиостанции обеспечивают передачу данных по скоростью 9,6 кбит/с и достоверностью на 1 бит передаваемой информации в зонах станций не хуже 10-3 – 10-4.