[01-2016] Интегрированная цифровая система технологической связи
 

Интегрированная цифровая система технологической связи

В.М. ИСАЙЧИКОВ, заместитель начальника Горьковского РЦС Нижегородской дирекции связи
Д.В. АНАНЬЕВ, генеральный директор ООО «Пульсар-Телеком»
И.Д. БЛИНДЕР, главный специалист отделения ОАО «НИИАС»
А.Н. СЛЮНЯЕВ, главный инженер Центральной станции связи

Возможности современных технологий и достижения в области микроэлектроники позволяют на новом уровне комплексно решать задачи обеспечения телекоммуникационными услугами и ресурсами технологические процессы и предприятия железнодорожного транспорта. Об одной из перспективных систем - Интегрированной цифровой системе технологической связи, построенной на оборудовании производства ООО «Пульсар-Телеком», - рассказывается в этой статье.

Для повышения эффективности управления перевозочным процессом, снижения инвестиционных и операционных расходов в области связи по заказу ОАО «РЖД» создана в 2013-2014 гг. Интегрированная цифровая система технологической связи (ИЦТС). Эта система предназначена для поэтапной замены действующих в настоящее время систем оперативно-технологической, общетехнологической и других видов связи. ИЦТС представляет собой комплекс технологической связи нового поколения, созданный на единой аппаратно-программной платформе с применением IP-технологии (технологии коммутации пакетов). Технические требования к системе ИЦТС были разработаны руководителями и специалистами ЦСС совместно с ОАО «НИИАС» и утверждены ОАО «РЖД».
В отличие от традиционного подхода к построению сетей технологической связи, основанного на выделении каналов и отдельных коммутационных устройств для каждого вида связи (принцип коммутации каналов), используемая в ИЦТС IP-технология позволяет применить гибкий подход к построению сети, снизить затраты на строительство и техническую эксплуатацию, а также обеспечить новые функциональные возможности абонентам (видеосвязь, видеонаблюдение высокой четкости, оперативная передача управления, переговоры абонентов различных сетей, расширенные коммуникационные и информационные возможности и др.).

Система, реализованная на оборудовании ООО «Пульсар-Телеком», обозначается как ИЦТС-П. В ней интегрированы диспетчерские связи всех хозяйств; станционная распорядительная связь; поездная (цифровая и аналоговая) радиосвязь (ПРС); перегонная (ПГС), межстанционная (МЖС), двухсторонняя парковая станционная (ДПС) связи, а также связь с местом аварийно-восстановительных работ (АВС) и с дежурным персоналом на регулируемом переезде. Вместе с этим система ИЦТС-П
обеспечивает централизованное информирование пассажиров на платформах о времени от-правления/прибытия и маршруте следования поездов, оповещение работающих на железнодорожных путях о приближении подвижного состава, общетехнологическую связь (ОбТС), видеонаблюдение высокой четкости и другие виды связи (по требованию заказчика).
Для поездного диспетчера и дежурных по станциям в системе предусмотрена возможность организации видеосвязи и видеонаблюдения, причем такие виды связи могут быть предоставлены и другим диспетчерским службам. Применение видеосвязи и видеонаблюдения высокой четкости с использованием поворотных и неподвижных камер с высокой чувствительностью оказывает оперативному персоналу существенную помощь в работе. Кроме того, диспетчерам и дежурным по станциям предоставлена возможность установления связи с абонентами системы ремонтно-оперативной радиосвязи (РОРС-GSM).


Все виды связи в системе ИЦТС-П функционируют на программном уровне независимо друг от друга. В случае необходимости возможен санкционированный доступ отдельных абонентов одной подсистемы связи в другую.
Оборудование каждой станции и центра диспетчерского управления объединяется между собой транспортной IP-сетью со скоростью передачи не менее 1 Гбит/с. Объединение диспетчерских связей с участками диспетчерских кругов, организованных на существующей цифровой аппаратуре ОТС, осуществляется с помощью соответствующих шлюзов и общего канала сигнализации. Возможна организация аналогового ответвления в диспетчерских кругах ИЦТС.

Система ИЦТС-П реализована в полном соответствии с техническими требованиями. Ее структурная схема приведена на рис. 1.
Транспортная IP-сеть строится на базе волоконно-оптической линии связи кольцевой структуры с применением маршрутизаторов и коммутаторов. Маршрутизаторы транспортной сети поддерживают многопротокольную коммутацию данных по меткам (технология MPLS).
Основным узлом в системе, обеспечивающим функционирование всех видов связи, подсистем информирования и оповещения, является станционный сервер (СС), укомплектованный шлюзами для подключения периферийного оборудования: пультов, телефонных аппаратов, усилителей, устройств связи на перегоне и др.
В состав оборудования ИЦТС-П входит модульный комбинированный усилитель УМК-4, содержащий четыре отдельных усилителя с выходной мощностью 60, 130, 250 и 500 Вт. Комбинированный усилитель снабжен устройствами коммутации, сопряжения, резервирования и электропитания. Благодаря этому его можно применять не только в составе ИЦТС и Централизованная интегрированная система оповещения пассажиров (ЦИСОП), но и в качестве самостоятельного устройства для озвучивания отдельных объектов. УМК-4 рассчитан на применение как на централизованной, так и распределенной сети парковой связи с выносом усилительного оборудования в зоны соответствующих парков. Целесообразно применение УМК-4 в составе ИЦТС и ЦИСОП для визуального и громкоговорящего информирования пассажиров на платформах.
В каждом из четырех усилителей, входящих в состав УМК-4, выполняются автоматический контроль фидерной линии, выходного уровня и автоматическое регулирование выходного сигнала в зависимости от уровня шума в фидерной зоне. Информация о фактическом состоянии, отказах оборудования при различных режимах работы поступает в АРМ СМА и на пульт дежурного по станции.
Если в УМК-4 один из усилителей используется в качестве резервного, то переход на резерв при отказе любого из трех основных усилителей осуществляется автоматически. Структурная схема УМК-4 приведена на рис. 2.


Для решения задач видеосвязи и видеонаблюдения применяются сетевые IP-видеокамеры и видеотерминалы. Они могут устанавливаться на переездах, в парках железнодорожных станций и на других объектах. Видеокамеры к транспортной IP-сети подключаются по волоконно-оптическим кабелям через медиаконвертеры типа МК-4.

Перегонная связь организована по медножильным кабелям с применением трубки ПГС-М (ПГС-Ц). В настоящее время в ООО «Пульсар-Телеком» создается система телекоммуникационного доступа к объектам инфраструктуры на перегоне с применением пассивных оптических сетей по технологии GPON. При реализации такой системы станет возможным исключить применение кабелей с металлическими жилами и обеспечить по ВОЛС телефонную перегонную связь, видеонаблюдение, связь со станционным коммутационным оборудованием связи и объектов КТСМ, тяговыми подстанциями, местами работ, оборудованием остановочных пунктов ИЦТС или ЦИСОП и другими объектами. Технология GPON позволит организовать надежные высокоскоростные IP-каналы, повысить надежность и качество связи, реализовать новые технологические возможности. Принципиально важным преимуществом при внедрении технологии GPON на оборудовании ООО «Пульсар-Телеком» является возможность резервирования магистрального канала связи станции. При отказе маршрутизатора транспортной сети связь с такой станцией будет выполняться по оптической линии GPON без каких-либо ограничений.
Оповещение работающих на железнодорожных путях о приближении подвижного состава осуществляется в ИЦТС-П по фидерным линиям двухсторонней парковой связи на основании команд от системы микропроцессорной централизации (МПЦ), поступающих на станционный сервер. Команда от МПЦ содержит информацию о номере зоны оповещения, по которой в ИЦТС выбирается конкретный фидер и формируются соответствующие сообщения. При отсутствии МПЦ оповещение происходит от речевых информаторов, аппаратуры ЭЦ, сигналы от которых поступают на входы соответствующих фидерных усилителей.
В центрах управления и мониторинга устанавливаются автоматизированные рабочие места администраторов, серверное оборудование, диспетчерские пульты, терминалы видеосвязи и видеонаблюдения.


Для поездных диспетчеров и энергодиспетчеров в системе ИЦТС-П используются многофункциональные сенсорные переговорно-вызывные пульты ПДСУ. Они позволяют поочередно организовывать все виды проводной и радиосвязи, предусмотренные для соответствующего руководителя. При этом для каждого вида связи используется определенная
экранная форма (страница) на мониторе, которая формируется с помощью кнопочной информа-ционно-управляющей панели с обозначенными наименованиями абонентов (объектов). В качестве резервного пульта у диспетчера устанавливается второй ПДСУ или кнопочный пульт. У остальных диспетчеров и руководителей станционной работы применяются кнопочные пульты, функционирующие по IP- или TDM-технологиям. На больших станциях с высокой нагрузкой у дежурных по станции также размещаются сенсорные пульты ПДСУ с резервным кнопочным пультом как у диспетчеров (рис. 3). На остальных станциях у дежурных по станциям устанавливаются по три кнопочных пульта, работающих по IP-технологии с PoE (Power over Ethernet - технология, позволяющая передавать удаленному устройству электрическую энергию вместе с данными через стандартную витую пару в сети Ethernet).
Три пульта обеспечивают максимальную простоту работы дежурного по станции с минимумом манипуляций в условиях высокой загрузки. Один пульт ПТС/И используется для связи по радио, второй - ОТС и ОбТС, третий - для парковой связи. Оснащение рабочего места дежурного по станции тремя кнопочными пультами ПТС/И с возможностью резервирования приведено на рис. 4. При необходимости по требованию заказчика количество пультов может быть увеличено или уменьшено. В целях резервирования все виды связи могут быть доступны с любого из трех пультов. При малой нагрузке количество пультов может быть уменьшено до двух.
Для повышения отказоустойчивости один или два пульта включаются в магистральный маршрутизатор и один непосредственно в станционный сервер. При длине линии связи более 100 м применяются кнопочные пульты, работающие по TDM-технологии (DSL Uk0 с дистанционным питанием). Использование дистанционного питания на кнопочных пультах с IP- и TDM-интерфейсами позволяет экономично и надежно резервировать питание пульта при удаленном подключении.

Централизованное информирование пассажиров о времени отправления (прибытия), маршруте следования поездов и приближении подвижного состава к пассажирским платформам осуществляется по информации от сервера «СОФИТ». Этот сервер формирует данные в процессе обработки сообщений, поступающих от ГВЦ, систем ДЦ (ДК) и ГИД-Урал. Информация от сервера «СОФИТ» передается на центральный информационный сервер (ЦИС). Последний рассылает соответствующие сообщения по IP-сети на станционные серверы, которые в свою очередь формируют речевые сообщения, воспроизводимые громкоговорителями фидерных линий пассажирских платформ и вокзала, а также передают информацию на информационные табло.
На платформах и в помещениях вокзала для пассажиров установлены колонки экстренного вызова, с помощью которых они могут связаться со службами экстренной помощи.
Контроль за работой подсистемы информирования осуществляется с автоматизированного рабочего места диспетчера АРМ-Д.
Центральный сервер сбора данных (сервер ЦССД) предназначен для централизованной документированной регистрации переговоров в ИЦТС-П. Сервер видеосвязи (СВС) выполняет коммутацию видеопотоков, диагностику оборудования и централизованную видеозапись. Сервер видеонаблюдения (СВН) также осуществляет централизованную видеозапись, диагностику оборудования системы видеонаблюдения, функции видеоаналитики.


Станционный сервер в центрах диспетчерского управления обеспечивает взаимодействие по потокам E1 с АТС ТфОП, существующими станциями ОТС типа СМК-30, DX-500, Обь-128, а также с системой РОРС-GSM. Производится поддержка СОРМ. Стык с системой GSM-R по IP-сети выполняется через межсетевые шлюзы для вывода этих систем на соответствующие экранные формы пульта ПДСУ.
Все оборудование и программное обеспечение всех элементов системы ИЦТС-П, включая оборудование радиосвязи, разработано и выпускается, как уже упоминалось ранее, предприятием ООО «Пульсар-Телеком». Это дает возможность применения единых средств мониторинга и администрирования в единой системе управления PEGAS, построенной с использованием клиент-серверной архитектуры (PEGAS-сервер, АРМы PEGAS-клиент). Система управления PEGAS обеспечивает графическое представление сети устройств на схеме, настройку оборудования, поиск и анализ неисправностей в сети, создание резервных копий конфигураций, обновление программного обеспечения, персонификацию действий пользователя, разграничение доступа на основе настраиваемых правил, взаимодействие с системой ЕСМА и другие возможности.
АРМ PEGAS-A предназначен для работы с регистраторами переговоров системы ИЦТС-П (локальные аудиозаписи регистраторов переговоров в станционных серверах, репитерах РМУ-4, усилителях УМК-4 передаются на сервер ЦССД). Видеозаписи регистрируются в серверах СВС и СВН.

Система ИЦТС-П обладает высокой живучестью. Транспортная IP-сеть имеет пространственную кольцевую структуру, обеспечивающую резервирование при обрыве ВОЛС основного направления. Основные подсистемы связи ИЦТС-П работают либо по децентрализованному принципу, либо имеют возможность географического резервирования. При отказе маршрутизатора транспортной IP-сети связь со станцией возможна по GPON от соседней станции. При отказе станционного сервера на одной из станций его функции выполняет станционный сервер соседней станции. Универсальные сенсорные диспетчерские IP-пульты ПДСУ резервируются кнопочными IP-пультами ПТС/И. При использовании на станциях нескольких кнопочных пультов ПТС/И поддерживается функция их взаимного резервирования. Все виды кнопочных пультов имеют дистанционное питание. IP-пульты на одной станции могут подключаться как к станционному серверу, так и к магистральному маршрутизатору, что гарантирует сохранение связи при отказе любого устройства. Для повышения отказоустойчивости серверного оборудования используется географическое резервирование серверов.
В заключение следует отметить, что система ИЦТС-П успешно прошла эксплуатационные и приемочные испытания на участках Петушки - Владимир -Ковров и Владимир - Тумская Горьковской дороги и передана в постоянную эксплуатацию. Решением приемочной комиссии оборудование рекомендовано к внедрению на сети железных дорог ОАО «РЖД». Оборудование ИЦТС-П является полностью отечественным продуктом, разработанным и производимым российским предприятием.