Роль радиосвязи на железнодорожном транспорте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Железнодорожный транспорт в нашей стране является основным видом транспорта по перевозке грузов из-за громадных расстояний, которые для автомобильного и морского транспорта являются проблемными, а авиатранспорт экономически неэффективен.

Основными показателями работы железнодорожного транспорта являются провозная и пропускная способности, которые обеспечиваются перерабатывающей способностью станций и пропускной способностью перегонов. Эти показатели в немалой степени зависят от применения радиосвязи.

Радиосвязь является важнейшим звеном в обеспечении управления эксплуатационной работой на железных дорогах, начиная от ОАО РЖД, заканчивая управлением в линейных подразделениях (станции, депо, вагонные участки и т.д.).Для оперативного управления перевозочным процессом в настоящее время применяется 3 вида радиосвязи :поездная (прс),станционная (срс) и ремонтно-оперативная радиосвязь (рорс).

Радиосвязь в системе управления применяется там, где требуется оперативный обмен информацией между руководителем работ и движущимся исполнителем. Таким образом, радиосвязь как бы "дополняет" системы проводной связи.

В последнее время,с повышением скоростей пассажирских поездов, стала возрастать роль радиосвязи при обеспечении безопасности движения. Современные цифровые системы радиосвязи с применением современных систем комплексной безопасности позволяют практически полностью автоматизировать процесс управления движением поездов, а также создать системы интервального регулирования поездов на основе радиосвязи. Это достигается за счет происходящей в последнее время интеграции всех видов связи в единую сеть. Поэтому роль радиосвязи на железнодорожном транспорте постепенно возрастает.

1. Поездная радиосвязь (ПРС)

Поездная радиосвязь (ПРС) предназначена для служебных переговоров поездного (ДНЦ),локомотивного (ТНЦ) и энерго (ЭЧЦ) диспетчеров, дежурных по станциям (ДСП) и других работников, связанных с оперативным руководством движения поездов, с машинистами поездных локомотивов (ТЧН),а также для переговоров между машинистами встречных локомотивов между собой. Основным командиром в этой системе (ее хозяином) является ДНЦ.

ПРС должна обеспечивать связь ДНЦ с машинистами всех локомотивов на его диспетчерском участке. Протяженность участка 120-150 км.

Радиосвязь в системе управления применяется там, где в процессе эксплуатации железных дорог требуется оперативный обмен информацией руководителей работы с движущимися исполнителями, то есть на уровне отделений дорог и линейных подразделений.

ПРС организуют как комбинированную радиопроводную связь. На участке от ДНЦ до ближайшей к локомотиву станции используется проводная связь, а от станции до локомотива-радиосвязь.

В настоящее время в России применяются 2 вида ПРС, отличающиеся способом осуществления радиосвязи:

-индуктивная ПРС (с направляющим проводом);

-ПРС на ультрокоротких волнах (УКВ).

1.1 Индуктивная ПРС

При организации индуктивной ПРС радиоканал работает в гектометровом диапазоне радиоволн (ГМВ) на частотах 2,13 МГц или 2,15 МГц (соответственно длина волны 141 м или 118,3 м).Недостатком ГМВ диапазона является невозможность создания антенны с высоким КПД.

Вдоль колеи железной дороги, вблизи от нее, всегда имеется пучок проводов связи. В основном провода-стальные, но в любом пучке имеется, по крайней мере, одна пара медных или биметаллических проводов, по которой энергия колебаний ГМВ диапазона распространяется с малыми потерями.

Когда передатчик работает на антенну, то электромагнитная энергия поступает в нее, но не излучается, а переходит в медные провода и распространяется вдоль линии.

В пространстве, следовательно, нет радиоволн, но вокруг пучка проводов создается широкое электромагнитное поле.

Если в этом поле оказывается антенна локомотива, то на нее индуктируется напряжение, достаточное для обеспечения радиосвязи с локомотивом при удалении его до 13-15 км от станции.

В обратном направлении передатчик локомотивной радиостанции, хотя и с малым КПД антенны, но излучает электромагнитную энергию и одновременно создается также и электромагнитное поле. В результате этих 2-х процессов в медную пару проводов воздушной линии поступает такое количество электромагнитной энергии, которое, распространяясь по проводам, наводит в антенне стационарной радиостанции напряжение, обеспечивающее обратный канал связи.

1.2 ПРС на УКВ (метровый диапазон)

ПРС на УКВ (метровый диапазон) используется на грузонапряженных железных дорогах и занимает диапазон частот (151,725-156,000) МГц с частотным разносом между соседними частотами 25 КГц. Поскольку длина волны около 2 м, то эффективная длина антенны равна 0,5 м. Такая антенна легко размещается на локомотиве и радиоволны излучаются в пространство и распространяются в нем.

К сожалению, дальность связи на УКВ не обеспечивает перекрытие длинных перегонов между станциями. Поэтому в настоящее время свыше 90% протяженности линий железных дорог оборудовано системами индуктивных ПРС с направляющим проводом.



2. Станционная радиосвязь (СРС)

Станционная радиосвязь (СРС) предназначена для оперативного управления технологическими процессами на станции, т.е. для обмена информацией руководителей маневровой и горочной работ с машинистами маневровых, горочных и хозяйственных локомотивов, а также с другими работниками станций, связанными с маневровой работой и переработкой составов на станциях.

СРС является симплексной одночастотной и строится по принципу прямой связи командного пункта с подвижными объектами. Несколько радиостанций-стационарная, локомотивные и носимые, работающие на одной частоте, образуют круг радиосвязи или одну радиосеть. Для станций, имеющих несколько районов маневровой работы, создаются круги станционной радиосвязи в каждом районе. Рабочие частоты радиостанций соседних кругов выбираются так, чтобы исключить взаимные помехи.

СРС строят по радиальной или звездной схеме, при которой используют одну стационарную и несколько возимых и носимых радиостанций. СРС организуют в диапазоне (151,725-156,000) МГц.

Абоненты СРС делятся на две группы:

1) Работники, непосредственно связанные с выполнением маневровой и горочной работ:

-маневровый диспетчер (ДСЦ);

-станционный диспетчер (ДСЦС);

-старший помощник начальника станции (ДСПС);

-дежурный по парку приема (ДСПП);

-дежурный по парку формирования (ДСПФ);

-дежурный по парку отправления (ДСПО);

-дежурный по горке (ДСПГ);

-операторы горочных постов;

-составители поездов;

-машинисты горочных, маневровых и хозяйственных локомотивов.

2) Абоненты, обеспечивающие технологические процессы обработки составов на станции, но не участвующие непосредственно в маневровой работе:

-списчики вагонов;

-коммерческие и технические осмотрщики;

-приемосдатчики грузовых дворов.

Абоненты данной группы должны иметь связь:

-с объединенной технической конторой (ОТК);

-с пунктами коммерческого осмотра (ПКО);

-с пунктами технического осмотра (ПТО).

3.Ремонтно-оперативная радиосвязь (РОРС).

Ремонтно-оперативная радиосвязь (РОРС) предназначена для оперативного руководства работниками, занятыми текущим содержанием технических устройств и проведением ремонтно-восстановительных работ в подразделениях служб пути, электроснабжения, СЦБ и связи.

РОРС использует следующие диапазоны частот:

1. 151,725-156,000 МГц;

2. 307,025-307,825 МГц;

3. 343,025-343,825 МГц.

Различают 3 вида структурных схем РОРС:

1. Сеть радиосвязи внутри фронта работ (РОРС-В);

2. Радиопроводная диспетчерская линейная постоянно действующая связь(РОРС-Л);

3. Диспетчерская линейная временная сеть радиосвязи (РОРС-ЛВ)

3.1 Ремонтно-оперативная радиосвязь внутри фронта работ

радиосвязь локомотивный технологический станция

Пусть fв-частота РОРС внутри фронта работ. На этой частоте устанавливается связь бригадира ремонтной бригады с сигналистами ограждения. У сигналистов имеются радиостанции РН-1.

Бригадир, имея РН-4,может на частоте fв управлять работой устройства УГО-П.

Получив информацию от сигналиста о приближении поезда, бригадир через РН-4 включает в УГО-П сигнал оповещения (сирену) об опасности. Затем, переключив УГО-П в режим усиления речи, бригадир дает команду работникам покинуть фронт работ или другие указания.

3.2 Радиопроводная диспетчерская линейная постоянно действующая связь РОРС-Л

Радиосеть РОРС-Л предназначена для связи руководителей ремонтных работ, а также машинистов и механиков подвижных единиц ремонтных служб с ДНЦ, энергодиспетчером ЭЧЦ, с диспетчерами дистанций пути ПЧД и с диспетчерами сигнализации и связи ШЧД. Эта радиосеть является сетью коллективного пользования служб электроснабжения, пути, ВОХР, движения, сигнализации и связи.

На станциях установлены стационарные радиостанции РС-6,соединенные между собой линейным каналом.

Для вызова ремонтной бригады применяется групповой вызов. Диспетчер нажимает вызывную кнопку станции, ближайшей к территории ремонтных работ. Срабатывает РС-6 этой станции и автоматически посылает вызов. Диспетчер голосом вызывает нужного абонента.

На месте ремонтных работ бригадир работает с РН-4,сигналисты оснащены РН-4 и РН-1.Связь осуществляется на частоте f6,присвоенной бригаде.

3.3 Диспетчерская линейная временная сеть радиосвязи РОРС-ЛВ

Сеть РОРС-ЛВ организуется с местом аварии, в котором не оборудована сеть РОРС-Л.В этом случае на время работ в месте аварии устанавливается радиостанция РС-4,а у диспетчера ставится распорядительная станция СР-2,через которую можно управлять РС-4.

Временно, на период проведения работ связь диспетчера с местом аварии организуется по четырехпроводному каналу ТЧ, который подключается через устройства согласования двух и четырехпроводного каналов УС 2/4.Работники ремонтной бригады, имеющие носимые радиостанции РН-1 и РН-4,возимую радиостанцию РВ-5,переносные РВ-6 и УГО-П, могут организовать охранительное ограждение и вести необходимые работы, имея связь с диспетчером. Руководитель может выйти и в ПРС, вызвав ближайшего ДСП, а также машинистов приближающихся поездов.



4. Радиосвязь передачи данных (РСПД)

В последние годы в связи с внедрением вычислительной техники на железнодорожном транспорте появился новый вид дискретной связи-передача данных (оргасвязь).Система оргасвязи в ВЦ дорог предназначена для автоматизированной передачи данных: с низовых подразделений железной дороги в ВЦ управления с последующей передачей части обработанной информации в хозяйственные единицы (отделение, депо, сортировочные, крупные узловые и участковые станции);с низовых подразделений железнодорожной станции в свои отделения (для автоматизации оформления грузовых перевозочных документов);из отделений железных дорог в хозяйственные единицы о грузовых и коммерческих операциях; в ВЦ управления со станций соседних дорог о вагонах и поездах, следующих на данную дорогу.



5. Система сотовой связи стандарта GSM

Цифровая система сотовой связи стандарта GSM является системой сотовой связи второго поколения.

Системы стандарта GSM работают в диапазонах частот 850,900,1800 1900 МГц.

Сеть стандарта GSM состоит из четырех основных подсистем:

-подсистема подвижных (мобильных) станций;

-подсистема базовых станций;

-подсистема коммутации;

-подсистема управления сетью.

5.1 Подсистема подвижных станций (MSS)

Подвижная станция функционально состоит из двух частей: подвижного терминала и Модуля идентификации абонента-так называемой SIM-карты.SIM-карта содержит следующую информацию:

-персональный идентификационный номер абонента;

-Международный идентификатор подвижного абонента;

-индивидуальный ключ аутентификации абонента;

-индивидуальный алгоритм идентификации абонента и др.

По уровню выходной мощности радиопередатчиков подвижные станции стандарта GSM разделены на пять классов: станции первого класса имеют выходную мощность 20 Вт, станции пятого класса 0,8 Вт. Подвижные станции первого класса, как правило, устанавливаются на транспортных средствах. Выходная мощность обычных бытовых сотовых телефонов обычно не превышает 2 Вт, что соответствует четвертому или пятому классу.



5.2 Подсистема базовых станций (BSS)

Базовая приемопередающая станция при помощи радиоканала обеспечивает взаимодействие между подвижными станциями и сетью. Базовая станция включает в себя антенную систему, состоящую из двух разнесенных антенных устройств, и несколько приемопередатчиков. Базовые станции стандарта GSM по уровню выходной мощности радиопередатчиков разделены на восемь классов: станции первого класса имеют выходную мощность 320 Вт, станции восьмого класса 2,5 Вт.

5.3 Подсистема коммутации (SSS)

Центр коммутации сети подвижной связи обслуживает группу сот и обеспечивает все виды соединений, в которых нуждается подвижная станция, а также осуществляет коммутацию между сетью подвижной связи и сетями фиксированной связи.

Регистр идентификации подвижных станций представляет собой централизованную базу данных для проверки IMEI-номеров подвижных станций. В регистре содержатся три списка номеров:

-«белый список» содержит номера подвижных станций, которым разрешено пользоваться услугами данной сети;

-«черный список» содержит номера подвижных станций, которым по каким-либо причинам запрещено пользоваться услугами данной сети;

-«серый список» содержит номера подвижных станций, у которых существуют какие-либо проблемы с обслуживанием в данной сети, но нет оснований для включения их в «черный список».

5.4 Подсистема управления сетью (NMS)

Центр эксплуатации и технического обслуживания является центральным элементом сети, обеспечивающим управление другими ее компонентами, а также контроль качества работы сети.

Центр управления сетью обеспечивает иерархическое управление сетью, объединяющей региональные сети, управляемые своими центрами эксплуатации и технического обслуживания. Персонал NMS знает состояние всей сети и может давать указания персоналу ОМС в отношении вариантов решения возникающих региональных проблем.



6. Система транкинговой связи стандарта TETRA

Цифровой стандарт транкинговой связи TETRA так же, как и стандарт GSM,разработан институтом ETSI.Функционально стандарт TETRA состоит из двух частей:

-TETRA V+D-передача речи и данных;

-TETRA PDO-только передача данных.

Системы стандарта TETRA могут работать в диапазоне частот 150…900 МГц.

По уровню выходной мощности радиопередатчиков базовые станции стандарта TETRA разделены на 10 классов, возимые станции-на четыре класса, носимые станции-на два класса.

Для передачи данных в сетях стандарта TETRA используются три службы:

1.Служба передачи малых объемов данных.

2.Служба передачи данных в режиме коммутации каналов.

3.Служба передачи данных в режиме коммутации пакетов.

Стандарт TETRA,в отличие от стандарта GSM,позволяет абонентам работать в режиме непосредственной связи, когда между подвижными станциями могут устанавливаться двух- и многоточечные соединения по радиоканалам напрямую, минуя базовые станции.

Перспективы применения цифровых систем радиосвязи на железнодорожном транспорте:

1.Создание систем точечной и непрерывной навигации подвижного состава.

При точечной навигации локомотив получает от приемоответчика информацию о своем местоположении.

При непрерывной навигации машинист и диспетчер непрерывно получают координаты подвижного состава.

2.Использование в системе КЛУБ.

Система КЛУБ позволяет осуществлять:

-экстренное торможение и изменение скорости подвижного состава без вмешательства машиниста;

-получать данные диспетчеру о состоянии бортовой подсистемы локомотива;

-получать данные о текущем местоположении, скорости и ускорении подвижного состава и т.д.

3.Дублирование систем АЛС.

АЛС предназначена для передачи сигнальных показаний светофора бортовому оборудованию локомотива с целью регулирования скорости локомотива системой САУТ.В качестве канала передачи кодов АЛС используются рельсовые цепи.

При превышении подвижным составом скорости 100 км/ч система АЛС начинает давать сбои. В этой ситуации передачу кодов АЛС можно производить по радиоканалу.



Заключение

Радиосвязь является быстро развивающейся отраслью науки и техники, и ее использование позволяет в последние годы осуществить прорыв в производственных технологиях на транспорте, в социальной сфере, бизнесе, решении личных проблем.

Применительно к железной дороге радиосвязь дает возможность повысить оперативность управления эксплуатационной работой, предотвращать опасные ситуации, обеспечить сохранность грузов, осуществить необходимый информационный обмен, передачу данных. И в тоже время целый ряд проблем в области радиосвязи не решен до настоящего времени, а именно:

-не обеспечена надежная радиосвязь работников, находящихся на перегоне с дежурным по станции;

-качество поездной радиосвязи продолжает оставаться низким;

-не обеспечивается экстренное торможение поезда со стороны поездного диспетчера в аварийных ситуациях.

Эти и другие проблемы могли бы быть решены с внедрением цифровых систем радиосвязи, что является делом ближайшего будущего.



Список литературы

1.Ваванов Ю. В. Радиотехнические системы железнодорожного транспорта/Ю. В. Ваванов и др.-М.:Транспорт,1991

2.Весоловский К. Системы подвижной радиосвязи/К. Весоловский; пер. с польск. И. Д. Рудинского; под ред. А.И. Ледовского.-М.:Горячая линия-Телеком,2006.

3.Горелов Г.В.Радиосвязь с подвижными объектами железнодорожного транспорта/Г.В.Горелов,Ю.И.Таныгин.-М.:Маршрут,2006.

4.Ефименко Ю.И.Общий курс железных дорог/Ю.И.Ефименко и др.;под ред.Ю.И.Ефименко.-М.:Издательский центр «Академия»,2007.

Размещено на Allbest.ru