Главное


Внедрение цифровой системы радиосвязи стандарта GSM-R на Белорусской железной дороге

цифровой радиосвязь сеть

Основная цель обеспечения безопасности движения поездов - уменьшение количества случаев браков и аварий при повышении скоростей движения поездов, пропускной способности участков и направлений, а также сокращение непроизводительных расходов за счет создания многофункциональной системы управления и обеспечения безопасности движением поездов с использованием новых технических средств и технологий управления, цифровых систем связи и новых методов технической диагностики.

Системы цифровой технологической радиосвязи (ЦТРС) играют значительную роль в осуществлении железнодорожных перевозок как средство оперативного управления перевозочным процессом, обеспечения безопасности движения, контроля состояния железнодорожных устройств, организации и реализации технологических процессов, которые выполняются линейными подразделениями железнодорожного транспорта.

В настоящее время, телекоммуникационная сфера - одна из элементов интенсивного развития инфраструктуры общества, определяющая степень информационного и технического прогресса государств и наций. Современные тенденции развития систем связи определяются мобильностью абонента, широкополосностью, мультисервисностью, масштабируемостью, доступностью инфокоммуникационных услуг, образующих концепцию сетей следующего поколения.

Железнодорожные цифровые системы связи формируют престижность компании-перевозчика, влияют на эффективность работы перевозочного процесса и обеспечивают безопасность железнодорожных перевозок. Большинство железнодорожных компаний эксплуатируют аналоговые сети связи, которые исчерпали все свои технологические ресурсы и не пригодны для внедрения широкополосного обмена данными с подвижными объектами.

Значительная часть каналообразующего и приёмо-передающего оборудования существующих железнодорожных сетей морально и физически устаревшая. Сеть не имеет единой системы управления, характеризуется высокими эксплуатационными издержками, высоким энергопотреблением, низким качеством связи, большими габаритами беспроводных устройств.

На транспорте особое место занимает радиосвязь, являющаяся в большинстве случаев единственным средством связи с подвижными объектами транспорта. Современные системы поездной радиосвязи, требуют организации гибкой цифровой транспортной инфраструктуры сети, совместимой с различными технологиями фиксированного и мобильного доступа.

Существующая структура радиосвязи в нашей стране уже не удовлетворяет возрастающим требованиям организации перевозочного процесса. Это обстоятельство обуславливает внедрение новых средств связи на железнодорожных сетях страны. Модернизация систем радиосвязи железнодорожного транспорта предполагает замену существующей системы радиосвязи на систему стандарта нового поколения - GSM-R. Без внедрения сети стандарта GSM-R невозможен процесс интеграции транспортной системы Беларуси и Европы, который рекомендован Международным союзом железных дорог к использованию на европейских железных дорогах. Поэтому строительство сети GSM-R является одним из стратегических направлений развития Белорусской железной дороги.

Стандарт GSM-R создан для железных дорог на основе самого распространенного в мире стандарта сухопутной (сотовой) подвижной радиосвязи GSM в рамках программ EIREnE (European Integrated Railway Radio Enchanced Network) и MORANE (Mobile Radio for Railways Networks in Europe).

Предусматривается, что средства стандарта GSM-R должны заменить различные, одновременно работающие сегодня на железных дорогах системы связи, обеспечить передачу речи и данных, а также работу приложений для систем управления движением поездов.

От обычного GSM систему отличает поддержка некоторых специальных функций, разработанных по заказу железнодорожников. Поскольку сети GSM-R закрытые, для них могут создаваться всевозможные приложения, отвечающие современным потребностям заказчиков в той или иной стране.

Стандарт GSM-R обеспечивает предоставление не только услуг голосовой связи и сигнализации. По новой технологии будут работать такие приложения, как отслеживание грузов, цифровое видеонаблюдение на поездах и железнодорожных станциях, информационные услуги для пассажиров. В целях обеспечения совместимости европейских железных дорог и использования единой коммуникационной платформы стандарт GSM-R объединяет все ключевые функции и наработки 35 типов аналоговых систем, использовавшихся ранее. Он является безопасной платформой для голосовой связи и передачи данных между оперативным персоналом железных дорог, включая машинистов, диспетчеров, работников маневровой группы, специалистов в составе сопровождения поезда и начальников станций.

Такие функциональные возможности GSM-R как групповые вызовы, трансляция голоса, соединение с абонентом с учетом его местоположения, а также освобождение линии для срочных вызовов значительно улучшают качество коммуникаций, возможности для совместной работы и управления безопасностью движения поездов и персонала. Кроме того, стандарт GSM-R позволяет обеспечить беспрерывную связь машиниста с диспетчером при скорости подвижного состава до 350-400 км/ч. Таким образом, данная технология позволяет снять один из основных барьеров на пути создания сверхскоростных поездов.

В настоящее время АО «Литовские железные дороги» произвели монтаж оборудования цифровой системы радиосвязи для железнодорожного транспорта стандарта GSM-R и в 2011 году полностью отказались от эксплуатации аналоговых систем радиосвязи.

При переходе соседних дорог на новый цифровой стандарт поездной радиосвязи, Белорусская железная дорога может потерять значительные финансовые средства на перевозках в связи с оборудованием локомотивов радиостанциями аналоговой радиосвязи.

Исходя из этого, актуально рассмотреть вариант внедрения цифровой системы радиосвязи стандарта GSM-R на Белорусской железной дороге.

В настоящее время системы поездной радиосвязи на Белорусской железной дороге построены, как правило, с использованием аналогового малоканального оборудования, работающего в гектометровом и метровом диапазонах по принципу «одна частота - один канал» и в значительной степени выработавшего свой ресурс. Задачи по организации каналов радиосвязи между подвижными и стационарными объектами в технологических процессах управления перевозками и обеспечения безопасности движения решаются в основном за счет высокой избыточности радиосредств и громоздкой системы эксплуатации.

Сложившаяся технология организации взаимодействия участников перевозочного процесса и структура построения радиосвязи обусловили ряд проблем. Одна из них - наличие группового радиоканала (режим полупостоянного соединения), функционирующего по принципу «говорит один - остальные слушают», и избыточность регламентируемых переговоров на крупных железнодорожных узлах и грузонапряженных участках. Это ведет к информационной перегрузке каналов радиосвязи и персонала (в первую очередь дежурных по станциям и локомотивных бригад).

Технологические возможности существующих аналоговых радиосетей весьма ограниченны. Практически отсутствует взаимодействие с телефонными сетями, достаточно остро стоит проблема обеспечения электромагнитной совместимости.

Эти и ряд других причин определяют необходимость создания и развития цифровой системы технологической радиосвязи Белорусской железной дороги, реализующей комплексное решение задач повышения безопасности движения грузовых и пассажирских поездов и производительности труда всех служб, а также обеспечения межведомственного взаимодействия с другими структурами, влияющими на безопасность перевозок, и предприятиями дорожного подчинения.

Целью данного дипломного проекта является повышение безопасности и эффективности системы радиосвязи на основе внедрения стандарта цифровой радиосвязи GSM-R на Гомельском узле Белорусской железной дороги.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

- осуществить анализ существующего состояния поездной радиосвязи (техническое состояние, количество отказов устройств радиосвязи и прочее) и влияние ее на оперативность работы и безопасность движения поездов;

спроектировать сеть цифровой поездной радиосвязи, определив:

а) структуру и архитектуру сети;

б) организацию радиопокрытия, учитывая влияние электромагнитного излучения на живые организмы;

в) качество обслуживания в системе, учитывая трафик.

– экономически обосновать выбор определенного стандарта цифровой радиосвязи и внести предложения о модернизации и дальнейшего развития радиосвязи на Белорусской железной дороге.

В рамках дипломного проектирования произведен анализ научно - исследовательских и практических работ по научно - техническим журналам, книгам и другой технической литературе, в том числе и по источникам информации сети Интернет.

В статье [1] рассмотрены вопросы модернизации, создания и внедрения новых перспективных радиосистем и радиотехнологий.

В настоящее время сети технологической радиосвязи железнодорожного транспорта являются аналоговыми. Они имеют недостатки, присущие большинству аналоговых систем передачи. В статье [2] описаны основные недостатки аналоговых систем радиосвязи по сравнению с цифровыми.

В статье [3] рассмотрены системы радиосвязи на зарубежных железных дорогах. Особенность современного этапа развития технологической радиосвязи в европейских и азиатских странах связана с переходом в соответствии с Рекомендациями МСЖД по проекту EIRENE на технологию стандарта GSM-R.

Экономическая интеграция европейских стран содействует развитию международных железнодорожных перевозок. Однако для беспрепятственного пересечения поездом государственных границ требуется параллельное оснащение локомотива несколькими системами АЛС. Для снижения затрат на различные системы локомотивной сигнализации и повышения скорости движения поездов в международном сообщении было выдвинуто предложение о создании единого стандарта на развитие системы АЛСН в Европе. С 1991 г. была разработана, а затем в 2000 г. утверждена единая система управления движением поездов ETCS[4].

В пособии [5] приводится методика технико-экономическое обоснования решений, принимаемых в дипломных проектах.

Основополагающие принципы построения поездной радиосвязи изложены в книгах [6,7,8].

В работе [9] рассматриваются принципы построения систем передачи в цифровых каналах радиосвязи, тенденции по странам, вопрос разработки и стандартизации терминальных устройств.

В работе [10] рассматриваются современные тенденции на рынке систем оперативной радиосвязи.

В статье [11] рассмотрены перспективы внедрения GSM-R на железных дорогах стран СНГ. Даны основные технические характеристики стандарта GSM-R.

В работе [13] рассматриваются принципы организации, функционирования и частотного планирования систем мобильной связи.

Требованиям высоких показателей установления соединений, достоверности передаваемой информации, широкого спектра функций соответствуют только системы профессиональной мобильной радиосвязи. К наиболее широко известным системам этого формата относятся стандарты GSM-R, TETRA, APCO 25,CDMA. В [14] приведены сравнительные характеристики стандартов по требованиям, которые являются основополагающими для железнодорожной радиосвязи.

Санитарные правила и нормы «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» [15] нормируют электромагнитное излучение, определяют гигиенические требования к передающим радио-, телевизионным, радиолокационным станциям и другим объектам, излучающим электромагнитную энергию.

В работе [16] приведён обзор технологий, базирующихся на стандарте GSM и позволяющих организовать предоставление услуг групповой радиосвязи. Это GSM ASCI (являющаяся частью стандарта GSM), GSM-R (специальный вариант стандарта для железнодорожного транспорта) и GSM Pro (версия фирмы Ericsson).

Требования по эксплуатации поездной радиосвязи Белорусской железной дороги [17] предоставляют основополагающую методику обслуживания и эксплуатации устройств радиосвязи.

В источниках информации ресурса Интернет [12,18,19] приводится техническая характеристика цифрового стандарта радиосвязи GSM-R, а также представлены образцы терминального, мобильного оборудования и оборудования базовых станций.

    Другие статьи по теме

    Активные RC-фильтры (ARC-Ф)
    Цель работы - изучение принципа работы, исследование амплитудных, частотных характеристик и параметров активных фильтров нижних и верхних частот, полосно-пропускающих и полосно-задержи ...

    Анализ существующей ВОЛС компании ЗАО Мобиком-Хабаровск в Забайкальском крае
    Процесс глобального развития информатизации общества происходит колоссальными темпами. С каждым годом значительно увеличивается объем потоков передаваемой информации. Вместе с тем повыш ...

    Исследование биполярного транзистора в статическом режиме
    Биполярным транзистором называют трёхслойную полупроводниковую структуру с чередующимися типом проводимости областей, созданную в едином кристалле и образующую два встречно включённых вз ...

    www.domen.ru © 2018