Особенности построения системы GSM-R ОАО «РЖД»
Т.В. КЛИМОВА, главный специалист отделения связи ОАО «НИИАС»
Первый опыт строительства цифровых систем технологической радиосвязи стандарта GSM-R ОАО «РЖД» был получен на Свердловской дороге. Одной из его целей явилось сравнение технических, эксплуатационных и экономических характеристик систем цифровой радиосвязи GSM-R и TETRA. Для этого здесь же был организован и опытный участок системы TETRA. После завершения испытаний было принято решение о переносе инфраструктуры системы GSM-R (оборудования подсистемы базовых станций и подсистемы коммутации) на участок Нестеров - Калининград -Балтийск Калининградской дороги, где оно и было установлено.
Вместе с тем работа по определению возможности применения существующих цифровых стандартов для организации систем технологической радиосвязи продолжалась. В 2007 г. было определено, что на высокоскоростных и грузонапряженных участках железных дорог сеть поездной радиосвязи и каналы передачи данных для систем управления движением должны строиться с применением стандарта GSM-R. При этом был составлен перечень необходимых подготовительных мероприятий,таких как разработка условий совместного использования радиоэлектронных средств стандарта GSM-R и радиоэлектронных средств военного назначения, требований к системе технологической радиосвязи стандарта GSM-R и др.
В настоящее время системы стандарта GSM-R на зарубежных дорогах реализуются с использованием аппаратуры трех производителей: Хуавэй (Huawei), Нокиа Сименс Нетворкс (Nokia Siemens Networks), Нор-тел Нетворкс (Nortel Networks). Кроме того, ряд компаний специализируется на производстве абонентского оборудования, в том числе носимых и локомотивных радиостанций, диспетчерских подсистем.
Стандарт GSM-R был разработан по инициативе международного союза железных дорог МСЖД (UIC) на основе стандартов ETSI GSM в ходе реализации проектов EIRENE и MORANE. Созданные нормативные документы, в том числе спецификация системных и функциональных требований, определяют требования к электрическим параметрам радиосредств системы GSM-R и функциональным возможностям, которые должны реализовываться с точки зрения абонентов, а также требования по устойчивости к воздействию механических и климатических факторов.
В связи с этим все производители должны гарантировать выпуск аппаратуры с одинаковыми параметрами и функциями, чтобы обеспечить их интеропера-бельность, т. е. возможность работы в системе любого производителя абонентской аппаратуры разных производителей и взаимодействие различных абонентских устройств между собой.
В условиях Российских железных дорог это требование имеет особое значение, поскольку строительство инфраструктуры GSM-R (подсистемы коммутации и подсистемы базовых станций) планируется осуществлять с использованием аппаратуры различных производителей. Это является значительным отличием от условий внедрения GSM-R в странах Европы, где сеть радиосвязи обычно строится на базе оборудования одного производителя. Лишь на железных дорогах Германии есть участок, где к системе, основанной на решениях фирмы Нортел Нетворкс, сейчас добавляется участок, реализованный на аппаратуре Нокиа Сименс Нетворкс.
Следует отметить также, что на европейских железных дорогах при строительстве систем GSM-R практически каждый раз выявляются особые условия, требующие внесения в стандарт новых требований или дополнений. Так, производители абонентской аппаратуры, в первую очередь диспетчерских систем, обычно выполняют большой комплекс дополнительных работ для их реализации.
На Российских дорогах к системам GSM-R также предъявляется ряд особых требований. К ним относятся:
организация связи дежурных по станциям (ДСП); интеграция с аналоговыми сетями поездной радиосвязи, включающая создание трехдиапазонной локомотивной радиостанции и интегрированного пульта поездного диспетчера;
реализация систем управления движением поездов (на первом этапе в информационном режиме);
интеграция сетей номенклатуры различных производителей в единую сеть технологической радиосвязи;
жесткие климатические условия для производителей радиостанций (от -40 до + 50оС);
сопряжение с единой системой мониторинга и администрирования для наземной инфраструктуры и локомотивного оборудования.
Исходя из этих требований можно выделить основные задачи и проблемы, которые стоят перед ОАО «РЖД» при начале строительства сети цифровой технологической радиосвязи:
организация структуры построения системы, минимизация затрат на реализацию проекта;
обеспечение эксплуатации системы сопряжения с единой системой мониторинга и администрирования (ЕсМА) технологической связи ОАО «РЖД»;
реализация сетей диспетчерского аппарата и дежурных по станциям с учетом особенностей эксплуатации;
интеграция с аналоговыми сетями поездной радиосвязи;
создание трехдиапазонной локомотивной радиостанции и системы документированной регистрации переговоров по каналам GSM-R;
использование радионавигационных систем Гло-насс/GPS для развития функциональных возможностей GSM-R;
реализация систем управления движением поездов и других приложений.
Комплекс работ на Калининградской дороге включил в себя все мероприятия, необходимые при строительстве систем радиосвязи: предпроектное обследование участка, проектирование сети GSM-R, строительно-монтажные и пусконаладочные работы, опытные испытания.
Начало испытаний цифровой системы технологической радиосвязи стандарта GSM-R на базе коммутатора D900 пришлось на сентябрь 2007 г. Они проводились по следующим основным направлениям: проверка радиопокрытия системы по участку, проверка реализуемых функциональных возможностей в части работы абонентских радиостанций, системы мониторинга и администрирования, пультов управления. Большую работу по подготовке к испытаниям провели специалисты Калининградской дирекции связи. В испытаниях вместе с калининградскими связистами участвовали специалисты ОАО «НИИАС», а также компаний «Нокиа Сименс Нетворкс», «Тракслайн» и «Сименс Энтерпрайз Коммьюникейшнс».
В ходе испытаний проверены базовые функциональные возможности в соответствии с требованиями спецификаций EIRENE, а именно выполнение индивидуальных, приоритетных и групповых вызовов, а также функциональная нумерация.
В части работы системы мониторинга и администрирования проверена возможность управления коммутатором и конфигурирования базовых станций, а также возможность просмотра текущей конфигурации базовых станций по основным параметрам.
Проводилось тестирование оборудования системы по основным блокам, отдельным узлам (получение оператором сообщения об отказах оборудования) путем запуска периодических тестов для проверки сетевых элементов и функциональности системы, запуск диагностических тестов для выяснения причин аварии. При тестировании ведется «журнал событий», где отображаются полученные результаты, в случае неполадок оператору передается сообщение об отказе оборудования. В «журнале событий» отражаются все действия оператора сети, отклики оборудования на эти действия, а также все сообщения, посылаемые элементами сети в случае обнаружения в них неисправностей.
При измерении радиопокрытия сети GSM-R участники испытаний осуществили проезд по участку в кабине дизель-поезда. Во время движения с помощью специализированного тестового телефона ОТ590R регистрировался уровень сигнала на входе приемника, номер рабочего канала, номер базовой станции, через которую выполнялась работа, уровни и номера каналов соседних базовых станций. На всем участке уровень сигнала на входе приемника от антенны, установленной на крыше локомотива, был не ниже -92 дБ. Такой уровень сигнала свидетельствует об обеспечении непрерывной устойчивой радиосвязи для локомотивной радиостанции.
Испытания показали, что все требуемые по стандарту GSM-R функциональные возможности реализуются; система мониторинга и администрирования позволяет выполнять контроль и управление системой.
В целом в ходе реализации системы GSM-R на Калининградской дороге был приобретен большой опыт выполнения полного комплекса работ. В частности, были получены положительные результаты с точки зрения корректности планирования зон радиопокрытия, методики проведения измерений реального радиопокрытия, конфигурирования системы, ведения абонентской базы данных, контроля работы системы мониторинга и администрирования. Опыт показал, что система GSM-R может использоваться в режиме ремонтно-оперативной радиосвязи, а при условии доукомплектования ее диспетчерской системой (включая пульты управления поездных диспетчеров и дежурных по станциям), локомотивными радиостанциями и системой регистрации переговоров - и в режиме поездной радиосвязи.
