Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Принципы организации электросвязи на железнодорожном транспорте

1.1 Классификация линий связи

1.2 Перспективы использования современных средств связи на железнодорожном транспорте

1.3 Цифровые системы и технические средства оперативно-технологической связи

2. Перспективы развития связи на железнодорожном транспорте Республики Казахстан

2.1 Волоконно-оптические линии связи

3. Технико-экономические расчеты и обоснования рекомендуемых путей улучшения системы связи на железнодорожном транспорте

4. Охрана труда

4.1 Требования безопасности при эксплуатации лазерных изделий

4.2 Организация рабочего места оператора ЭВМ

5. Промышленная экология

5.1 Рекомендации по уменьшению вредного воздействия на окружающую среду

Заключение

Список использованных источников

Введение

Исторически ведущим звеном в транспортной системе Республики Казахстан является железнодорожный транспорт. Казахстан всегда с особым вниманием относился к железнодорожному транспорту, понимая его системообразующую роль. Железные дороги служат нуждам всей страны и всегда были высокодоходным предприятием.

Современное общество невозможно представить без активного использования новейших информационных технологий. Железнодорожный транспорт - это масштабная и многогранная отрасль, которая применяет почти все существующие виды проводной и радиосвязи: передачу дискретных сообщений, телевидение, телефонную, телеграфную и факсимильную связь. Специфика функционирования железнодорожного транспорта такова, что каждый из перечисленных видов связи имеет свои, характерные только для него особенности организации.

Актуальность. Устройства АТ являются важнейшими элементами технического вооружения железнодорожного транспорта. Эти устройства позволяют эффективно решать задачи перевозочного процесса, способствуя увеличению пропускной способности железнодорожных линий, обеспечивая безопасность движения поездов, бесперебойную связь между всеми подразделениями железнодорожного транспорта.

Применяемые на железнодорожном транспорте устройства СЦБ и связи включают: средства автоматики и телемеханики, регулирующие движение поездов на перегонах (электрожезловая система, полуавтоматическая блокировка, автоблокировка); устройства АТ, управляющие стрелками и сигналами на станции (электрическая и механическая централизация стрелок); диспетчерскую централизацию, объединяющую АБ и централизацию стрелок; телефонную, телеграфную и другие виды проводной связи, радиосвязь; пассажирскую автоматику. Оснащенность этими устройствами таково, что железные дороги Казахстана имеют оптимальный уровень оборудования этими системами и могут обеспечить в 2 раза больший объем перевозок, чем в настоящее время.

Работниками хозяйства СЦБ и связи отводится важная роль в выполнении основной задачи транспортного производства, так как устройства АТ и связи являются важнейшим элементом технической вооруженности железнодорожного транспорта. Эти устройства позволяют полнее и производительнее использовать все технические средства транспорта, повышают эффективность работы отрасли. Внедрение более современных устройств АТ, связи и вычислительной техники, качество их содержания определяют повышение безопасности движения, перерабатывающую способность станций, пропускную способность железнодорожных линий. Основным назначением хозяйства ШЧ является техническое обслуживание и ремонт устройств СЦБ и связи.

Для железнодорожного транспорта важной задачей является увеличение объема перевозок за счет более эффективного использования подвижного состава при хорошем качестве обслуживания. Этого можно достигнуть повышением роли диспетчерского управления, реализуемого с помощью новых информационных технологий. Поэтому данная тема дипломной работы является актуальной в сфере информационных технологий на железнодорожном транспорте.

Электрическая централизация позволяет в 2 раза повысить пропускную способность станций, сократить эксплуатационный штат работников и обеспечить безопасность движения поездов. Наиболее просто с этой проблемой на станции может справиться централизация компьютерного типа, обеспечивающая безопасное управление стрелками и сигналами. Микропроцессорные системы повышают уровень безопасности, занимают значительно меньше площади, потребляют меньше электроэнергии, уменьшают объем строительно-монтажных работ и снижают эксплуатационные расходы.

Наряду с созданием практически необслуживаемых устройств железнодорожной АТ разрабатывается малообслуживаемое оборудование низовой автоматики. Это новые светофоры со светодиодными оптическими системами, стрелочные винтовые электроприводы и другое напольное оборудование. Его внедрение позволит обеспечить повышение уровня безопасности движения, снизить затраты при производстве и эксплуатации, а также улучшить условия труда обслуживающего персонала.

Целью данной дипломной работы является определение приоритетных путей дальнейшего развития системы связи на железнодорожном транспорте в Республике Казахстан.

Задачами дипломной работы являются:

1. Изучение принципов организации электросвязи на железных дорогах;

2. Проанализировать перспективы использования современных средств связи;

3. Изучить имеющиеся линии связи;

4. Разработать мероприятия по обеспечению безопасности движения поездов при обслуживании устройств электрической централизации;

5. Рассмотреть экономические перспективы развития новых видов связи и телекоммуникаций;

6. Рассчитать оценку экономического эффекта от внедрения проекта.

Внедрение современных многофункциональных и высокопроизводительных измерительных систем и мобильных комплексов (МИКАР) позволит автоматизировать многие технологические операции и, как следствие, сократить трудозатраты.

1. Принципы организации электросвязи на железнодорожном транспорте

На железнодорожном транспорте основными средствами связи являются проводная телеграфная и телефонная связь и радиосвязь.

Структурная схема организации связи приведена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1. Структурная схема организации связи

Канал передачи информации состоит из передатчика сигналов, тракта электрической связи, по которому передаются сигналы, и приемника сигналов. Основное назначение передатчика это преобразование сообщения в электрические сигналы. Передатчиком может быть микрофон, телеграфный аппарат, компьютер и т. п. Приемник сигналов, в качестве которого может использоваться телефон, телеграфный аппарат, компьютер и т. п., преобразует электрический сигнал в сообщение. На тракт электросвязи воздействует помеха, поступающая от источника помех (соседних цепей связи, атмосферных помех, внутренних помех и др.) и искажающая передаваемый сигнал. Для ослабления действия помех принимают специальные защитные меры.[1]

Системы связи, используемые на железнодорожном транспорте, можно классифицировать по трем основным признакам: назначению, форме передаваемого сообщения и району действия (табл. 1.1).

По назначению системы связи разделяются на общеслужебную и технологическую. Общеслужебная связь предназначена для передачи служебных сообщений работниками железнодорожного транспорта и является связью общего пользования. Технологическая связь служит средством управления технологическим процессом на станциях, участках и всей сети железных дорог. Как правило, отдельные виды технологической связи (диспетчерская, станционная, дорожная распорядительная и др.) находятся в ведении соответствующих руководителей: диспетчеров, дежурных по станциям, операторов и др., которые с помощью средств связи управляют работой подчиненных им лиц.

Таблица 1.1

Классификация систем связи

По назначению	По форме передаваемого сообщения	По району действия
Общеслужебная Технологическая	Телефонная Телеграфная Передача данных Телевидение Факсимильная	Магистральная Дорожная Отделенческая Станционная

По форме передаваемого сообщения можно выделить следующие виды связи: телефонную (речь), телеграфную (текст), передачу данных в вычислительный центр, телевидение и факсимильную (фототелеграфную).

Электрические сигналы, отображающие передаваемые сообщения и возникающие в передатчике, имеют непрерывный или дискретный характер. Непрерывные (аналоговые) сигналы образуются при передаче речи, неподвижных и подвижных изображений и непрерывны во времени. По форме они подобны исходным сообщениям (например, звуковым колебаниям речи). Дискретные сигналы имеют вид импульсов и характерны для передачи данных в ВЦ, телеграфных сообщений, команд в системах телеуправления и телеизмерений.

Различные виды связи на железнодорожном транспорте по району действия разделяются на четыре основные группы: магистральные, дорожные, отделенческие, станционные (рис. 1.2).

Для их организации применяют сети связи, представляющие собой совокупность оконечной аппаратуры и линейных сооружений. Магистральные связи организуются между руководством АО "НК "КТЖ" и управлениями железных дорог, а также между управлениями смежных железных дорог.

К ним относятся телефонная и телеграфная связи общего пользования, оперативная распорядительная связь управлений АО "НК "КТЖ" с дорогами, связь между главным ВЦ и ВЦ дорог, а также связь между главным диспетчерским центром АО "НК "КТЖ" (ГДЦ) и дорожными диспетчерскими центрами (ДДЦ).

Дорожные связи организуются в пределах каждой дороги и соединяют управление дороги с отделениями и крупными железнодорожными станциями, а также эти станции между собой. К ним относятся телефонная и телеграфная связь общего пользования, оперативная распорядительная связь служб дороги с подразделениями, а также связь для передачи данных в ВЦ дороги. Отделенческие связи предназначены для оперативного управления перевозочным процессом, грузовой и коммерческой работой станций, а также для общеслужебной связи работников между собой [2].

Железные дороги оснащены следующими видами отделенческой связи: телефонной и телеграфной связью общего пользования, различными видами оперативной технологической связи (поездная диспетчерская, вагонная диспетчерская, линейно-путевая, билетная диспетчерская и др.), связью передачи данных в информационный ВЦ.

Станционные связи организуются в пределах железнодорожной станции и подразделяются на местную общеслужебную и оперативно-технологическую.

1.1 Классификация линий связи

Линия связи это совокупность устройств, образующих направляющую систему для передачи сигналов.

Линии связи можно классифицировать по используемой среде распространения сигнала [3].

1. Радиолинии (среда распространения сигнала открытое пространство).

2. Проводные линии - воздушные и кабельные линии связи (среда распространения сигнала - металлический провод).

3. Волоконно-оптические линии (среда распространения сигнала - кварцевый волоконный световод).

Радиолинии подразделяются:

на радиолинии (РЛ), в которых используют следующие диапазоны радиоволн: длинные волны (ДВ), средние волны (СВ), короткие волны (КВ), ультракороткие волны (УКВ);

радиорелейные линии (РРЛ) используют УКВ диапазон;

спутниковые линии (СЛ) используют УКВ диапазон.

Частота сигналов в соответствующих диапазонах составляет:

- ДВ (103105 Гц);

- СВ (105106 Гц);

- КВ (106107 Гц);

- УКВ (1081012 Гц).

На железнодорожном транспорте все современные средства радиосвязи можно отнести к трем группам:

низовой технологической радиосвязи (поездная, станционная, ремонтно-оперативная, КВ и УКВ диапазон);

дорожной и отделенческой радиосвязи (радиорелейные линии, УКВ диапазон);

магистральной радиосвязи (КВ диапазон).

Для организации спутниковых линий связи используют искусственные спутники земли (ИСЗ).

В проводных линиях связи для передачи электрических сигналов применяют металлические проводники:

1) воздушные линии связи (ВЛС) (стальные, медные, биметаллические неизолированные провода) подвешиваются на деревянных или железобетонных опорах при помощи арматуры (изоляторы, крюки, траверсы);

2) кабельные линии связи (КЛС) (медь, алюминий, жилы изолированы друг от друга и от земли и заключены в общую защитную оболочку) прокладываются при помощи кабельной арматуры и кабельных сооружений.

Для передачи светового сигнала применяют волоконно-оптические линии связи (ВОЛС). Среда распространения оптическое волокно (кварц). Позволяют организовать большое количество линий связи.

Воздушные линии связи по назначению подразделяются на три класса:

I магистральная сеть;

II дорожная и отделенческая сеть;

III местная (станционная) связь.

На работу ВЛС значительное влияние оказывают метеорологические и климатические условия района, интенсивность грозовой деятельности, линии электропередач и тяговая сеть электрических железных дорог. Из метеорологических факторов наибольшее влияние оказывают гололедные отложения, осадки и ветер [4].

В зависимости от интенсивности гололедных отложений на проводах различают четыре типа прочности:

О облегченный (толщина стенки льда на проводе 5 мм);

Н нормальный (толщина стенки льда на проводе 10 мм);

У усиленный (толщина стенки льда на проводе 15 мм);

ОУ особо усиленный (толщина стенки льда на проводе 20 мм).

Кабельные линии связи по назначению различают магистральные и местной связи.

В зависимости от способа прокладки они подразделяются на подземные, подводные, воздушные; от конструкции: симметричные (рис. 1.3, а), коаксиальные (рис. 1.3, б).

Рисунок 1.3. Конструкция кабеля: а - симметричного; б - коаксильного

В симметричных кабелях двухпроводная цепь состоит из двух одинаковых жил.

В коаксиальных кабелях такую цепь образуют полая цилиндрическая гибкая трубка из медной ленты и сплошной цилиндрический проводник, расположенный в центре этой трубки, из медной или биметаллической проволоки[5].

Кабель состоит из проводников и изоляции.

Проводники (жилы) изготовляются из медной проволоки для местных сетей d = = 0,4 0,7 мм, для магистральных сетей d = 0,8 1,2 мм.

Токопроводящие жилы кабелей должны обладать хорошей электропроводимостью, гибкостью и достаточной механической прочностью.

Изоляцию жил кабеля различают:

трубчатую (накладывается в виде спиральной трубки рис. 1.4, а);

кордельную (жила обвивается спиралью из корделя (жгута, рис. 1.4, б);

сплошную (рис. 1.4, в).

Кабели многоканальной связи с полиэтиленовой и полистирольной изоляцией жил отличаются от кабелей с кордельно-бумажной изоляцией, тем что двухпроводные цепи этих кабелей имеют меньшую электрическую емкость и меньшие потери в диэлектрике, не зависящие от частоты тока, передаваемого по этим цепям. Эти преимущества делают выгодным применение таких кабелей при передаче по кабельным цепям токов высокой частоты в полосе до 252 кГц и более.

Отдельные изолированные кабельные жилы скручивают в повивы. Различают простую и сложную скрутку жил. В простой кабельной скрутке, применяемой в сигнально-блокировочных кабелях, повивы кабеля состоят из изолированных жил, предварительно скрученных в группы. Существует несколько способов свивания (скручивания) жил кабеля в группы, самым распространенным из которых являются парная скрутка (рис. 1.5, а) и четверочная (звездная) скрутка (рис. 1.5, б).



Общую скрутку кабеля заключают в защитную герметическую оболочку, предохраняющую кабель от проникновения в него влаги и защищающую скрутку кабеля от механических воздействий, при транспортировке, прокладке и эксплуатации. В качестве защитных оболочек применяют оболочки из алюминия, свинца, гофрированной стали, а также оболочки из пластмассы и металлопластмассы. По сравнению с пластмассовыми оболочками оболочки из свинца, и особенно из алюминия, защищают кабельные цепи от внешних электромагнитных влияний, т.е. являются экранами. Общий вид кабеля приведен на рис. 1.6.

1 - медная жила; 2 - кордель; 3 - изоляция; 4 - четверка; 5 - сигнальная жила; 6 - поясная изоляция; 7 - алюминиевая оболочка; 8 - полихлорвиниловая лента и подушка под броней; 9 - броня из двух стальных лент; 10 - наружный покров

Рисунок 1.6. Конструкция магистрального кабеля

Типы кабелей:

1) магистральной связи

- МКПАБ (в маркировке кабеля буквы обозначают: МК магистральный кабель, П кордельно-трубчатая полиэтиленовая изоляция жил, А с алюминиевой оболочкой, Б бронированный двумя стальными лентами;

- МКБАБ (Б кордельно-бумажная изоляция жил, остальные то же, что в МКПАБ).

Кабели марки МКПАБ изготовляют емкостью 4; 7 и 14 четверок; в него так же входят сигнальные пары и контрольная жила. Сигнальные пары предназначены для передачи сигналов устройств железнодорожной автоматики. Контрольная жила имеет не сплошную, а прерывистую (прореженную) изоляцию. При нарушении герметичности кабеля и проникновении в него влаги, сигнал о повреждении поступает быстрее, что облегчает поиск неисправности;

2) местной связи ТГ, ТБ, ТБГ, ТК, ТПП. В маркировке кабеля буквы обозначают: Т телефонный, Г в свинцовой оболочке, Б в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружной обмоткой из кабельной пряжи, БГ в свинцовой оболочке, бронированный двумя стальными лентами с наружной обмоткой из вязкого компаунда или лака, К бронированный круглыми стальными оцинкованными проволоками с наружным слоем из кабельной пряжи, ПП с полиэтиленовой изоляцией в полиэтиленовой оболочке.

Кабели марки ТГ и ТПП прокладывают в телефонной канализации и в шахтах, ТБ в земле, ТБГ внутри помещений в каналах и туннелях, ТК в земле и под водой.

Волоконно-оптические линии связи.

Оптическим кабелем называется кабельное изделие, содержащее ряд оптических волокон, заключенных в общую оболочку, поверх которой в зависимости от условий эксплуатации может быть наложен защитный покров [6].

Основным элементом оптического кабеля является оптический волновод - круглый стержень из оптически прозрачного диэлектрика, структура которого обеспечивает распространение вдоль него световых сигналов. Оптические кабели по своему назначению могут быть разделены на четыре группы:

- междугородние;

- городские;

- объектовые;

- подводные.

В отдельную группу выделяют монтажные оптические кабели, обладающие следующими техническими особенностями.

1. Волокно изготовляется из кварца, основу которого составляет двуокись кремния, широко распространенного, а поэтому недорого материала, в отличие от меди.

2. Оптические волокна имеют диаметр около 100 мкм, т. е. очень компактны и легки, что делает их перспективными для использования в кабельной технике.

3. Стекловолокна не являются металлом, поэтому при строительстве систем связи автоматически достигается гальваническая развязка сегментов. Применяя особо прочный пластик, на кабельных заводах изготовляют самонесущие подвесные кабели, не содержащие металла, и тем самым безопасные в электрическом отношении. Такие кабели можно монтировать, например, на опорах контактной сети, экономя значительные средства на прокладку кабеля и организацию переходов через реки и другие преграды.

4. Системы связи на основе оптических волокон устойчивы к электромагнитным полям, а передаваемая по световодам информация защищена от несанкционированного доступа.

5. Важным свойством оптического волокна является долговечность. Время жизни волокна превышает 25 лет. что позволяет проложить оптико-волоконный кабель один раз и, по мере необходимости, наращивать пропускную способность канала путем замены передатчиков и приемников на более быстродействующие.

Эффективность применения тех или иных линий связи во многом зависит от потребного количества каналов. Известно, что с увеличением числа каналов стоимость 1 канала на 1 км линии связи снижается.

Самой дешевой является связь по световоду и волноводу, затем - коаксиальный кабель, и наконец, самой дорогой является связь по воздушным линиям. Оптические кабели целесообразно применять при потребности в 1000 и более каналов.

Оптические волокна можно разделить на следующие типы: кварцевые, кварцполимерные и полимерные.

Кварцевые оптические волокна изготовляются из высокочистого кварцевого стекла (сердечник и светоотражающая оболочка) и применяются для систем дальней, внутри- и межобъектовой связи.

Кварц-полимерные оптические волокна изготовляются с кварцевым сердечником и полимерной светоотражающей оболочкой и предназначены для систем внутри- и межобъектовой связи.

Полимерные оптические волокна изготовляются из полимерных материалов, имеющих высокие оптические свойства, и используются для некоторых систем внутриобъектовой связи, подсветки, декоративного оформления и в медицине [7].

В широко используемых в настоящее время симметричных и коаксиальных кабелях энергия передается токами проводимости по двухпроводной схеме с применением прямого и обратного проводников цепи. В световодах, волноводах, оптических волокнах нет двух проводников, и передача энергии происходит волноводным методом по закону многократного отражения волны от границы раздела сред (на основе токов смещения Iсм, а не Iпр, рисунок 1.7).

Для передачи по световоду используется явление полного внутреннего отражения на границе раздела двух диэлектрических сред, поэтому необходимо, чтобы n1 > n2 (n1 показатель преломления оболочки, n2 сердцевины).

Конструкция волоконно-оптического кабеля приведена на рисунке 1.8.

Для связи по световодам используются видимые лучи (0,4…0,75 мкм) и ближний диапазон инфракрасных лучей (0,85; 1,3; 1,55…6 мкм). При этом возможна передача большого числа различных типов волн - мод (m). Исходя из двойственной природы света (лучевой и волновой) различным типам волн - модам соответствует различное число лучей. Одномодовой передаче соответствует один луч (рис. 1.9, а), а многомодовой, например - три (рис. 1.9, б).

Одномодовый режим возможен при d, < d, где d - диаметр световода.

Достоинства одномодовых систем:

- малая дисперсия (искажение сигналов);

- большая пропускная способность;

- большая дальность передачи;

- нет модовых искажений (в многомодовых - различные лучи (моды) идут в световоде под различными углами, проходят различный путь и к концу приходят в различные отрезки времени).

Принципиальная схема ВОЛС приведена на рис. 1.10.

Электрический сигнал (ЭС) после преобразователя кода (ПК) модулирует оптическую несущую в элекрооптическом преобразователе (ЭОП), т.е. от амплитуды электрического сигнала зависит мощность излучения. Далее оптический сигнал (ОС) через согласующее устройство (СУ), позволяющее эффективно ввести оптическое излучение в волокно, передается по оптическому кабелю. В процессе передачи сигнал претерпевает затухание и влияние помех, для восстановления сигнала используются линейные регенераторы (ЛР). На приемной стороне осуществляются обратные преобразования оптического сигнала в электрический с помощью оптоэлектронного преобразователя (ОЭП).

Оптические системы передачи являются цифровыми, так как передача аналоговых сигналов требует высокой степени линейности промежуточных усилителей, которую трудно обеспечить в оптических системах. Особенностью оптических цифровых систем является то, что передача ведется только однополярными импульсами электрического сигнала, модулирующего оптическую несущую. Это объясняется тем, что модулируется не амплитуда, а мощность оптического излучения [8].

1.2 Перспективы использования современных средств связи на железнодорожном транспорте

Сеть связи железнодорожного транспорта делится на первичную и вторичную сети связи МТиК РК. Структура первичной сети связи соответствует иерархии управления отраслью и включает в себя четыре уровня:

магистральный;

дорожный;

отделенческий;

местный.

Максимальная протяженность линейного тракта:

? магистральной первичной сети 12500 км;

? дорожной первичной сети 1500 км;

? отделенческой 500 км;

? местной не более 10 км.

Принципы построения современной первичной сети:

должна быть цифровой на всех уровнях;

должна быть организована только на основе стандартных цифровых каналов и трактов;

должна строиться так, чтобы ее можно было использовать для вторичных сетей;

должна содержать систему управления для обеспечения высокой надежности и качества;

должна обеспечивать возможность увеличения пропускной способности в процессе развития новых услуг для пользователей вторичных сетей (например, в сети ОТС: видеосвязь, видеоконференции, промышленное телевидение, связь компьютерных сетей в реальном масштабе времени).

На магистральном, дорожном и отделенческом уровнях целесообразно использование цифровых систем передачи (ЦСП) синхронной цифровой иерархии (СЦИ), так как это позволит создать качественно новую сеть, оптимальную по структуре, управлению и возможностям дальнейшего развития.

Местные сети удобнее развивать на базе систем плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) на волоконно-оптических и существующих кабельных линиях передачи, используя стратегию "замещения" аналоговых систем передачи на цифровые.

Основой первичных сетей связи являются направляющие системы, по которым организуются тракты цифровых систем передачи. В качестве таких трактов возможно использование оптических кабелей связи, пар симметричных кабелей и стволов радиорелейных линий. В качестве основного вида направляющей системы при новом строительстве и увеличении пропускной способности действующей системы используется волоконно-оптический кабель (ВОК), обладающий хорошей помехозащищенностью, высокой пропускной способностью и допускающий различные варианты подвески и прокладки в зависимости от условий эксплуатации.

При построении вторичных сетей связи необходимо решить следующее:

снизить стоимость мультиплексоров STM за счет использования их в местах наибольшей концентрации нагрузки;

обеспечить совместимость новых технологий с традиционными на действующих участках;

объединить существующее многообразие видов ОТС путем создания цифровой интегральной сети связи.

1.3 Цифровые системы и технические средства оперативно-технологической связи

Оперативно-технологическая связь является одним из важных средств связи, предназначенных для оперативного управления работой железнодорожного транспорта и обеспечения безопасности движения. Необходимость пересмотра принципов организации и технической реализации системы ОТС вызвана совершенствованием структуры управления работой железнодорожного транспорта, созданием современной сети цифровой связи с использованием волоконно-оптических линий связи и других новейших достижений в области техники связи, а также необходимостью замены морально и технически устаревших аппаратных средств ОТС.

Транспортные магистрали строят с использованием цифровых систем передачи синхронной иерархии (SDH) - STM-4 (622 Мбит/с), STM-16 (2,5 Гбит/с), STM-64 (10 Гбит/с), мультиплексоры которых размещают в дорожных, отделенческих и других крупных узлах связи. На дорожном уровне внедряются мультиплексоры STM-1 (155 Мбит/с) и третичные системы передачи плезиохронной иерархии (PDH), работающие со скоростью 34 Мбит/с.

Система ОТС действует независимо от других видов связи и представляет собой ведомственную сеть, не имеющую выхода в сеть общего пользования [9].

В цифровых сетях для организации групповых каналов ОТС можно использовать один первичный цифровой канал (ПЦК) 2,048 Мбит/с (поток Е1 содержит 32 канала ОЦК), где для каждого канала связи используется один основной цифровой канал (ОЦК) 64 кбит/с, к которому подключаются все абоненты диспетчерского круга в режиме конференц-связи. В условиях линейной топологии размещения абонентов в один канал избирательной связи можно подключить до 250 абонентов диспетчерского участка.

Как правило, количество каналов ОЦК, необходимых для организации всех диспетчерских связей на участке, соответствует количеству диспетчеров (6-12) и количеству каналов поездной радиосвязи (1 или 2), что позволяет для всех абонентов участка использовать один канал ПЦК. Остальные каналы можно использовать для передачи данных, организации прямых и транзитных каналов ТЧ.

Формирование и выделение групповых каналов, выделение каналов передачи данных, каналов ТЧ и поездной радиосвязи осуществляется на каждой станции с помощью специализированного мультиплексора.

Сеть ОТС содержит диспетчерские участки, удаленные в общем случае на сотни километров от диспетчера. В цифровой сети абоненты удаленных диспетчерских кругов "подтягиваются" к диспетчерам с помощью отдельных ПЦК кольца "верхнего" уровня (рис. 1.11), выделенных в системах более высокой иерархии (STM-1 - STM-4 и др.).

В аналоговой сети "подтягивание" каждого круга осуществляется с помощью каналов ТЧ (рис. 1.12) аналоговых систем передачи.

Для повышения надежности работы сети связи цепь последовательно включенных станций участка организована в режиме кольца (кольцевая структура), при построении которого может использоваться канал ПЦК в системе более высокой иерархии (STM-1 - STM-4). Кольцевая структура цифровых сетей ОТС предполагает организацию основной и защитной цепей кольца в разных кабелях ВОЛС.

Одним из важнейших требований, реализуемых в аппаратуре ОТС, является обеспечение работы в цифроаналоговой сети, которая состоит из участков цифровой сети, сопрягаемых с аналоговыми линиями, являющихся продолжением цифровых участков или ответвлением от них.

Все виды станционной ОТС организуются на базе специального цифрового оборудования (рис. 1.13), представляющего собой автоматическую телефонную станцию, содержащую средства управления и коммутации, устройства формирования и выделения групповых каналов из ПЦК линейного тракта, аналоговые и цифровые линейные комплекты (ЛК) для подключения всех типов абонентских линий системы ОТС.

Соединения между подключенными абонентами (линиями) устанавливаются в цифровом коммутационном устройстве. Количество модулей линейных окончаний каждого типа определяется для конкретного объекта в соответствии с проектом. В качестве пультов диспетчеров, дежурных по станциям и других руководителей используются цифровые телефоны ISDN, сопрягающиеся с коммутационной станцией по каналу 2B+D.

Аппаратура ОТС используется также для организации радиосвязи поездного диспетчера с машинистами поездных локомотивов. Поездная радиосвязь построена по радиопроводному принципу, при котором к линейному каналу связи диспетчерского участка ПРС подключаются стационарные радиостанции, устанавливаемые на каждой станции, и переговорные устройства диспетчера распорядительной станции. Предполагается два варианта взаимодействия стационарных радиостанций и распорядительной станции поездной радиосвязи.

Первый подразумевает использование штатных тональных сигналов, передаваемых в речевом тракте линейного канала, второй - общего канала сигнализации (ОКС). Для организации ПРС с использованием ОКС в аппаратуре ОТС предусмотрены специальные интерфейсы (ЛК), обеспечивающие сопряжение разговорных трактов радиостанций с цифровым каналом В и двухстороннее преобразование цифровой сигнализации (сигналов взаимодействия радиостанций с распорядительной станцией), передаваемой по каналу ОКС, в аналоговую [10].

В аппаратуре ОТС предусмотрены следующие возможности:

сопряжение со стационарным оборудованием радиосвязи, работающим по стандарту DECT;

выход в сеть IP-телефонии;

использование для отдельных видов ОТС коммутируемых каналов.

Для обеспечения высокой надежности в коммутационной станции имеется два управляющих микропроцессорных модуля (основной и резервный), в каждом из которых установлены версии программного обеспечения и конфигурационные данные. Управляющий модуль обрабатывает сигнализацию, коммутирует и управляет полупостоянными данными конфигурации. Резервный модуль управления находится в ведомом режиме, постоянно сверяет поступающие на него данные с основным, и, в случае обнаружения расхождения, корректирует их. При выходе из строя основного модуля управление аппаратурой переходит на резервный модуль.

Конструктивно аппаратура ОТС представляет собой один или два блочных каркаса 19-дюймового стандарта, укомплектованных сменными модулями. Блочные каркасы устанавливаются в закрытом шкафу, в котором, как правило, размещается оборудование системы передачи технологического сегмента, первичный мультиплексор СПД-ОТН, кросс и источник бесперебойного электропитания. В состав аппаратуры распорядительной станции единого диспетчерского центра управления (ЕДЦУ) входят также устройства аварийного переключения с основного на резервное коммутационное оборудование каналов ПЦК и диспетчерских пультов. Аппаратура устанавливается в линейно-аппаратных залах и на железнодорожных станциях и не требует специально приспособленных помещений. Пульты диспетчеров, дежурных по станциям и других руководителей выполнены на блоке цифровых телефонов, установленных на соответствующих местах.

Разработчиками аппаратуры ОТС для российских железных дорог являются:

ОАО "Морион" (мультиплексоры ТЛС-31 и ВТК-12);

ООО "ИНТЕЛТЕХ" (коммутационная станция КТ-300);

ЗАО "Информтехника и связь" ("МиниКом DX-500.ЖТ");

ООО "ИНТЕЛСЕТТ" (специализированная АТСЦ ДСС, состоящая из аппаратуры передачи, например, мультиплексора ВТК-12 и коммутационной станции типа КХ-30Т, КХ-300Т или СК-331Д);

завод "ЭЗАН" и компания "СИТЕС" (цифровая система "Обь-128Ц");

ООО "КАПШ-НИИЖА тел" (специализированная АТСЦ KS 2000R);

ВНИИАС (ОТС-ЦМ, изготовляемая для малых железнодорожных станций);

"Интелэлектроника" (мультиплексоры ЦСП-32 ВОЛС-Т);

компания "Микчел-ТСК" (система "ДиСтанция");

предприятие "КОНТСВЯЗЬ" по заданию ВНИИУП (блок линейный многофункциональный для технологической связи БЛМ-ТС).

В зависимости от используемого оборудования ОТС применяется децентрализованный и централизованный варианты построения сети связи ЕДЦУ. При децентрализованном варианте, организуемом на оборудовании "МиниКом DX-500.ЖТ", DCC, КСМ-400, в коммутируемой сети поддерживается сигнализация EDSS-1. При централизованном варианте, организуемом на оборудовании "Обь-128Ц", сигнальные сообщения (избирательный вызов, сигналы "прямого" и "обратного" управления) передаются в общем канале сигнализации, организованном в 16-канальном интервале.

Аппаратура KS 2000R.

ООО "КАПШ НИИЖА тел" занимается производством в СНГ цифровой аппаратуры оперативно-технологической связи и оказанием железным дорогам услуг в переоборудовании, модернизации и развитии сетей и систем оперативно-технологической связи на базе цифровой аппаратуры связи [11].

Фирма предлагает адаптированное к системе ОТС железных дорог России и СНГ оборудование KS 2000R, которое представляет собой модификацию аппаратуры KS 2000 австрийской фирмы "КАПШ АГ". Аппаратура KS 2000R может работать как распорядительная станция отделенческой оперативно-технологической связи и поездной радиосвязи или исполнительная станция проводной связи, выполняющая одновременно функции коммутатора станционной оперативно-технологической проводной связи и двусторонней парковой связи. Она совместима с существующей системой ОТС российских железных дорог и может использоваться вместо аппаратуры КАСС, КТС, РСДТ при организации следующих видов связи:

отделенческой оперативно-технологической проводной диспетчерской, постанционной, линейно-путевой, межстанционной и перегонной;

станционной оперативно-технологической проводной (станционной распорядительной телефонной, стрелочной, двусторонней парковой и громкоговорящего оповещения);

дорожной распорядительной;

поездной радиосвязи;

передачи данных;

связи совещаний.

KS 2000R содержит следующие основные устройства:

коммутационную станцию;

устройства сопряжения с аналоговыми и цифровыми каналами разного назначения;

специализированный мультиплексор УС2048, ВТК-12 или ОГМ-30Е.

В состав KS 2000R входят пульты руководителей ПР-30, ДПР-Р (дополнительный) и приборы рабочего места (ПРМ) обслуживающего персонала. Общее количество пультов одной коммутационной станции может достигать 40. Пульты ПР-30 подключаются к коммутационной станции по двухпроводной линии с использованием цифрового канала 2B+D. Пульт ПСУ-А и телефонный аппарат с номеронабирателем подключают к аппаратуре двухпроводной аналоговой линией. Пульт ПР-30 выпускается в виде настольной конструкции, имеет лицевую панель на 30 абонентских кнопок, встроенный дисплей, микротелефонную трубку и переговорные приборы громкоговорящей связи. У диспетчера используют пульт ПР-30 совместно с дополнительным пультом ДРП-Р.

В режиме "распорядительной станции" аппаратура KS 2000R выполняет:

прием и посылку вызова по каждой из подключенных к коммутационной станции линий;

посылку избирательного вызова по линиям диспетчерской, постанционной и линейно-путевой связи;

посылку сигналов избирательного подключения стационарных радиостанций поездной радиосвязи, вызов машиниста, ДСП и руководителя ремонтного подразделения;

прием вызова от машиниста, ДСП и руководителя ремонтного подразделения;

прием вызова голосом по линии диспетчерской связи;

прием вызова 1600 Гц;

посылку вызова на любой пульт руководителя (ПР), подключенный к коммутационной станции;

ведение переговоров в симплексном и дуплексном режимах с помощью телефонного или громкоговорящего переговорного устройства;

прием сигналов избирательного вызова по линии ДГП.

В режиме "исполнительной станции" аппаратура KS 2000R выполняет:

прием и посылку вызова по каждой из подключенных к коммутационной станции линий;

прием сигналов избирательного вызова по линиям диспетчерской, постанционной и линейно-путевой связи;

ведение переговоров в симплексном и дуплексном режимах с помощью телефонного или громкоговорящего переговорного устройства по каждой из подключенных линий;

возможность подключения линии ПГС к линии диспетчерской связи;

передачу громкоговорящего оповещения по каждой отдельно или по всем одновременно линиям, выход на которые запрограммирован для данного пульта ПР-30 или ПСУ-Ц;

прием вызова голосом и переговоры по линиям парковых переговорных устройств;

прием вызова от абонентов ЖАТС (ГАТС) набором соответствующего номера и переговоры в дуплексном режиме;

посылку вызова на любой другой пульт ПР, подключенный к коммутационной станции;

посылку избирательного вызова по линии охраняемых переездов (или на соседнюю станцию).

Предусмотрено автоматическое и ручное переключение коммутационной станции полностью или частично на резервное оборудование, представляющее собой аналогичную станцию или индивидуальное оборудование для отдельных линий.

В аппаратуре KS 2000R предусмотрены два типа линейных комплектов - LS и SLS. Комплект LS программируется для работы в режимах [10]:

ЛК-ПТЦБ - двухпроводное подключение прямого телефона ЦБ;

ЛК-ПТМ - двухпроводное подключение телефона МБ или линии межстанционной связи (МЖС);

ЛК-ПТЦБ-У - двухпроводное подключение прямого телефона ЦБ или линии перегонной связи (ПГС) с возможностью трансляции сигнала управления полудуплексным режимом переговоров, поступающего от телефонного аппарата при нажатии тангенты;

ЛК-ПТН - двухпроводное подключение телефона ЦБ с номеронабирателем, пульта ПСУ-А. Режим ЛК-ПТН обеспечивает также трансляцию сигнала управления полудуплексным режимом переговоров;

ЛК-АТС - подключение к автоматической телефонной станции в качестве абонента.

Комплект SLS (ЛК-ИС4) используется в аппаратуре KS 2000R в качестве устройства сопряжения с аналоговыми линиями избирательной диспетчерской связи. ЛК-ИС4 обеспечивает:

четырехпроводное согласованное подключение к каналу ТЧ;

прием и формирование сигналов избирательного вызова;

формирование сигналов избирательного подключения радиостанции ЖРУ, РС6, РС46М и посылки вызова машинисту, ДСП и ремонтным подразделениям;

прием сигналов контроля подключения стационарных радиостанций и вызова от подвижных объектов.

Регламент работы аппаратуры KS 2000R устанавливается оперативно для конкретного объекта вводом соответствующих данных, определяющих:

разрешенные и запрещенные соединения в соответствии с требованиями руководящих документов (ПТЭ и ВНТП и др.);

принадлежность кнопок на пультах соответствующим линейным комплектам;

иерархию руководителей;

режим работы;

электрические параметры тракта передачи и приема линейных комплектов и др.

Электропитание коммутационной станции осуществляется от источника постоянного тока напряжением 24 или 48 В. Электропитание пультов руководителей и приборов рабочего места обслуживающего персонала производится от источника постоянного тока напряжением 48 В [12].

Ток, потребляемый коммутационной станцией от источника 24 В, составляет от 8 до 35 А, а от источника 48 В - от 5 до 16 А в зависимости от комплектации аппаратуры.

Пульты руководителей ПР-30, ДПР-Р рассчитаны на электропитание от источника постоянного тока напряжением от 38,4 до 57,6 В.

Аппаратура "Обь-128Ц".

Цифровая коммутационная система "Обь-128Ц" предназначена для организации ОТС на российских железных дорогах в цифровых и цифро-аналоговых сетях и рассчитана для работы в качестве:

распорядительной станции отделенческой проводной ОТС;

распорядительной станции ПРС;

исполнительной станции отделенческой проводной связи, являющейся одновременно коммутатором станционной распорядительной, стрелочной и громкоговорящей парковой связи.

Предусмотрена возможность использования данной аппаратуры одновременно в режиме распорядительной и исполнительной станции.

Комплекс предназначен для организации всех видов отделенческой избирательной телефонной проводной и беспроводной (радиопроводной) связи, станционной ОТС, а также каналов общетехнологической телефонной связи (ОбТС) и цифровых каналов передачи данных оперативно-технологического и общетехнологического назначения.

Для работы аппаратуры в аналоговой сети могут быть использованы телефонные каналы любых аналоговых систем передачи и физические кабельные линии. В цифровой сети для организации отделенческой ОТС должны использоваться два ПЦК 2048 кбит/с, организованные по волоконно-оптическому кабелю либо по симметричному кабелю с медными жилами.

Комплекс аппаратуры "Обь-128Ц" имеет двухуровневую структуру коммуникаций (рис. 1.14). Функции первого уровня выполняет контроллер группового канала ССПС-128, к которому подключают различных абонентов, в том числе и существующее аналоговое оборудование. Контроллер обеспечивает формирование групповых каналов в линейном цифровом потоке Е1.

ССПС-128 выполняет функции:

- контроллера групповых каналов;

- управляющего устройства, взаимодействующего с цифровой системой передачи;

- коммутационного и каналообразующего оборудования с выделением ПЦК, ОЦК, каналов ПДИ;

- устройства управления голосом (УУГ) для обеспечения приоритета диспетчера в групповом канале;

- коммутационной станции для обеспечения выхода абонентов в групповой канал;

- подключения:

? 4-проводных каналов ТЧ;

? 2-проводных аналоговых ответвлений от цифровой сети;

? 2-проводных окончаний для подключения линий МЖС и ПГС;

? радиостанций.

Второй уровень - это коммутационное оборудование, в качестве которого используют мультимедийные АТС "NEAX 7400 ICS", "М 100МХ". В задачу второго уровня входит обеспечение функционирования цифровых пультов и других абонентов ОТС, а также их взаимодействие со вторым уровнем. Коммутационная станция содержит оборудование для подключения:

цифровых пультов;

телефонных аппаратов ЦБ с тональным и импульсным набором;

прямых телефонных аппаратов.

Таким образом, логическая структура сети ОТС, созданной на базе оборудования "Обь-128Ц", образована двумя кольцами: контроллерами ССПС-128, соединенными каналами ISDN, и станциями "М 100МХ", соединенными каналами ОКС №7. При этом контроллеры и станции попарно соединены.

В качестве каналов магистральной коммутации может использоваться сеть SDH, доступ в которую обеспечивается по потокам 2,048 Мбит/с.

Сигнализация ISDN используется для обмена информацией между контроллерами ССПС-128, а также между ними и цифровыми станциями. Сигнализация ОКС №7 обеспечивает обмен данными между цифровыми станциями.

Система управления. Система мониторинга и управления оборудованием ОТС представляет собой два пользовательских уровня: в одном из них осуществляется постоянный мониторинг оборудования, в другом можно использовать полное или частичное управление и тестирование оборудования.

Разработаны следующие структуры рабочих мест, соответствующие требованиям, предъявляемым ВНИИУП к системам мониторинга и администрирования:

РМ-1 - локальная;

РМ-2 - для зонального центра технического обслуживания (ЦТО);

РМ-3 - для регионального центра технического управления (ЦТУ).

Их основные функции:

? управление оборудованием, его диагностика и мониторинг;

? обеспечение информационной безопасности сети обслуживаемого участка;

? протоколирование состояния оборудования и действий операторов.

Однако каждое рабочее место имеет свои особенности в зависимости от его назначения и решаемых задач[13].

Для выполнения системой функций управления и мониторинга на рабочих местах РМ-2 и РМ-3 используются аппаратно-программные комплексы "Обь-128Ц-РМ-2-0" и "Обь-128Ц-РМ-3-0", которые по каналам передачи данных принимают информацию и, используя программу контроля НР Open View, обрабатывают её. Данная программа работает в операционной среде Windows NT или UNIX и позволяет контролировать до 3000 сетевых элементов. Программа универсальна и может быть использована для контроля любого оборудования, имеющего SNMP-агента. Последний представляет собой ряд программ, установленных на станции специального исполнения "Обь-128СУМ" [11].

Количество рабочих мест РМ-2 и РМ-3 в каждой точке может быть расширено за счет аппаратно-программных комплексов "Обь-128Ц-РМ-2-Д" и "Обь-128Ц-РМ-3-Д".

К основным достоинствам данной системы относятся:

централизованное управление;

использование стандартного программного продукта мирового уровня - НР Open View;

возможность контроля оборудования различных производителей одним программным продуктом, что особенно важно для ЦТУ.

Цифровые пульты. В системе ОТС "Обь-128Ц" пульты ДСП и операторов ДСП реализованы на базе оконечного абонентского цифрового устройства DTP-32-D, которое имеет 24 функционально-программируемые кнопки и восемь кнопок прямого вызова абонентов. В случае необходимости количество кнопок прямого вызова может быть увеличено до 90 за счет установки дополнительной цифровой консоли DCU-60-1.

Пульты диспетчеров реализуются на базе оконечных абонентских устройств DTP-16-D (16 кнопок), DTP-32-D (32 кнопки), DCU-60-1 в зависимости от потребности в количестве абонентов прямого вызова. Пульты ДСП, ДНЦ и операторов ДСП могут управляться голосом и позволяют организовать громкоговорящую связь. Они могут быть оборудованы вынесенным динамиком, микрофоном, педалью.

Интерфейсы. Для взаимодействия с существующим оборудованием система "Обь-128Ц" имеет следующие интерфейсы:

ИС2/8 - двухпроводный комплект высокоомного подключения;

ПГС - двухпроводный комплект перегонной связи с возможностью набора как импульсным, так и тональным (DTMF) способом;

ИС4 - комплект для подключения четырехпроводных каналов ТЧ;

КУН2/8 - двухпроводный универсальный комплект;

LCC комплект двухпроводных линий ЦБ;

COT - комплект двухпроводных линий МБ.

Аппаратура "МиниКом DX-500.ЖТ".

Станция "МиниКом DX-500.ЖТ" разработана в 1998 г. специально для железных дорог при тесном взаимодействии ВНИИУП и в соответствии с основными техническими требованиями "Системы оперативно-технологической связи железных дорог" и ОСТ 32.145-2000 "Система оперативно-технологической связи железных дорог СНГ". Конструкторы системы создавали её как единую цифровую платформу для ОбТС и ОТС связи железных дорог СНГ. Особое внимание при её разработке было обращено на её совместимость с действующими на железных дорогах каналами и аппаратурой, алгоритмами и процедурами диспетчерского управления; возможность поэтапной модернизации сети связи; ремонтопригодность и резервирование; качество связи[14].

"МиниКом DX-500.ЖТ" - это полностью цифровая коммутационная система емкостью от 32 до 4096 портов и 48 ИКМ-трактов (по 2048 кбит/с). Каждый её модуль - 128 портов или четыре ИКМ-тракта - обслуживаются независимым процессором. При наличии цифровых трактов или ВОЛС имеется возможность пространственного разнесения модулей станции на значительное расстояние.

В аппаратуре "МиниКом DX-500.ЖТ" отсутствует явно выраженное разделение на устройства формирования групповых каналов и коммутационные устройства.

В зависимости от групповой скорости в цифровом тракте к нему может быть подключено до 30 станций "МиниКом DX-500.ЖТ".

Система может использоваться на отделенческом и магистральном уровнях в качестве распорядительной, исполнительно-распорядительной и исполнительной станций отделенческой проводной ОТС и поездной радиосвязи. Одновременно она может выполнять функции коммутатора станционной оперативной и двухсторонней парковой связи. Между собой станции объединяются цифровыми потоками Е1.

"МиниКом DX.500-ЖТ" может использоваться:

в цифровых сетях с интеграцией служб (ISDN);

для сопряжения с оборудованием абонентского радиодоступа в стандарте DECT;

для сопряжения с транкинговыми радиосистемами;

для мультиплексирования цифровых потоков 2048 кбит/с (34 Мбит/с);

для коммутации отдельных ОЦК;

для передачи данных.

Система технического обслуживания построена на общепризнанных международных стандартах (технология TMN).

Пользователям предоставляются не только услуги телефонии, но и беспроводной доступ, передача данных и видеоинформации. Станция обеспечивает следующие виды связи:

связь совещаний;

передачу данных систем телемеханики и телесигнализации;

дорожную распорядительную;

станционную распорядительную и парковую;

перегонную;

межстанционную;

отделенческие (ПДС, ЭДС, ПС, ЛПС, ВГС, БДС и т.д.).

Система мониторинга и администрирования (СМА) позволяет оператору центра управления "видеть" состояние любого абонента любой станции сети, диагностировать элементы вплоть до отдельного модуля в станции и проводить её реконфигурацию. Оператору постоянно предоставляется наглядная оперативная информация о возможных отклонениях в работе сети. Система имеет визуальное и звуковое оповещение персонала об аварийных ситуациях, позволяет протоколировать и архивировать всю информацию о действиях оператора, изменениях состояния и нагрузки сети.

Интерфейсы. Широкий спектр цифровых и аналоговых интерфейсов обеспечивает подключение цифровых и аналоговых линий, межстанционный обмен с большинством отечественных и зарубежных АТС, взаимодействие с телефонными сетями общего пользования и всеми ведомственными (корпоративными) сетями связи.

Базовыми являются два интерфейса:

оптический - 34 Мбит/с;

электрический G.703 - 2 Мбит/с.

В "МиниКом DX-500.ЖТ" реализован ряд иных интерфейсов и протоколов, обеспечивающих её сопряжение с цифровыми АТС оперативно-технологической связи других производителей.

2. Перспективы развития связи на железнодорожном транспорте Республики Казахстан

В процессе реструктуризации и оптимизации производства из состава железных дорог были выведены отдельные инфраструктурные предприятия, способные работать в конкурентной среде. Это дало им возможность применять в своей деятельности более гибкие, рыночные механизмы для модернизации и развития технической базы и налаживания бизнеса при сохранении контроля в виде управления пакетом акций предприятий со стороны железных дорог. К таким предприятиям относится и АО "Транстелеком".