Стандарт ОАО «РЖД» по оснащению подвижного состава средствами радиосвязи
 

Стандарт ОАО «РЖД» по оснащению подвижного состава средствами радиосвязи

К.К. АЛМАЗЯН, заведующая лабораторией ВНИИАС
С.И. ТРОПКИН, старший научный сотрудник
Е.К. ЯКОВЛЕВА, инженер 1-й категории

По программе обновления нормативных документов в ОАО «РЖД» подготовлен стандарт отрасли «Технологическая связь. Средства радиосвязи и помехоподавляющие устройства магистральных и маневровых локомотивов, моторвагонного и специального подвижного состава. Общие технические требования». Он разработан взамен действовавшей с 1991 г. Инструкции ЦШ/4783. Необходимость переработки инструкции вызвана существенными изменениями в хозяйстве связи, а также структурными преобразованиями в отрасли в целом. Новая редакция документа подготовлена в рамках реализации программы формирования корпоративной системы стандартизации ОАО «РЖД».

Актуальность разработки данного стандарта связана не только с широким использованием радиостанций на подвижных объектах, но и с теми функциями, которые выполняет радиосвязь в обеспечении безопасности и управлении перевозками. Необходимо было также учесть, что системы импульсного регулирования, находящие все более широкое применение на подвижном составе, потребовали уточнения правил защиты радиосвязи от интенсивных радиопомех, создаваемых такими системами. Следует отметить, что положения нового документа удовлетворяют требованиям действующих государственных стандартов в области радиосвязи.

Основное внимание в стандарте уделено оснащению подвижного состава радиосредствами. Здесь впервые применены понятия радиостанция технологической радиосвязи и радиостанция передачи данных (модем). Первая предназначена для переговоров машинистов с работниками различных служб, выполняющих технологические процессы, а также с машинистами других поездов. Вторая радиостанция используется для обмена информацией между локомотивными и стационарными устройствами систем управления и мониторинга.

Стандарт впервые устанавливает, что все подвижные объекты ОАО «РЖД» обязательно оснащаются радиостанциями технологической радиосвязи, работающими в диапазонах 2 и 160 МГц. Дополнительными радиостанциями других диапазонов и цифровых стандартов оборудуются подвижные объекты, обращающиеся на участках, оснащенных этими системами радиосвязи. Радиомодемы устанавливаются на подвижные объекты при оснащении их комплексами локомотивных устройств безопасности КЛУБ. В стандарте прописано, что проекты оборудования подвижных объектов радиосредствами выполняют заводы-изготовители подвижного состава, а также проектно-конструкторские бюро департаментов, в ведении которых находятся подвижные объекты (локомотивы, дрезины и др.). Все проекты оборудования должны быть утверждены в этих департаментах и согласованы Департаментом связи и вычислительной техники.

В перечень работ по оборудованию подвижных объектов входят установка и монтаж составных частей радиостанций и антенн, а также выполнение комплекса мероприятий для обеспечения функционирования радиостанций в соответствии с техническими условиями. Место установки радиостанции должно соответствовать техническим условиям и быть защищено от воздействия климатических и механических факторов. Если эти факторы превышают допустимые значения, то принимаются меры для обеспечения требуемых условий эксплуатации (подогрев, охлаждение, амортизация, влагозащита и др.). Также в стандарте приведены рекомендации по размещению составных частей радиостанции в кабине и машинном отделении подвижного объекта с учетом удобства пользования и технического обслуживания (уровень шума, освещенность, высота установки над уровнем пола). Поскольку в настоящее время радиостанции выпускаются с двумя пультами управления (основной и дополнительный или манипулятор), то в стандарте приведены рекомендации по их размещению в кабине подвижного объекта. Документ обязывает при разработке новых видов подвижных объектов предусматривать для размещения радиостанций специальный отсек.

В документе приведены требования к размещению на крыше подвижного объекта антенн различных диапазонов. Особое внимание уделено антенне гектометрового диапазона, так как она не поставляется заводами-изготовителями радиостанций, а изготавливается непосредственно на предприятиях, выпускающих подвижные объекты. Учитывая малую действующую высоту антенны по отношению к длине волны, сформулированы требования к отдельным элементам ее конструкции. В частности, к размещению антенно-согласующего устройства и к длине проводов для его подключения к проходному изолятору. Также определены требования к проходным и орешковым изоляторам, материалу провода антенны и ее геометрическим размерам. Это снижает потери высокочастотной энергии внутри корпуса подвижного объекта при работе радиостанции как в режиме передачи, так и приема.

На специальном самоходном подвижном составе рекомендуется использовать малогабаритную антенну типа АМК-2В, поскольку по своим габаритам она свободно размещается на крыше. К тому же для согласования этой антенны с радиостанцией не требуется антенно-согласующего устройства, которое при эксплуатации нуждается в проверке и настройке.

В приложении к стандарту приведена методика проверки эффективности работы локомотивной антенны ГМВ-диапазона с нестандартными геометрическими размерами. Такая ситуация характерна для тепловозов, где максимальная высота подвеса горизонтального провода антенны не более 350-400 мм.

В качестве антенн метрового и дециметрового диапазонов на подвижных объектах, согласно стандарту, должны использоваться низкорасположенные антенны АЛ/2 и АЛ/3 и дискоконусные АЛП/23 (цифра в названии антенны означает рабочий диапазон: 2-160 МГц, 3-330 МГц). Антенны АЛ/2 и АЛ/3 не имеют собственного противовеса и поэтому должны устанавливаться на металлической крыше. В конструкцию антенны АЛП/23 входит противовес, и ее можно крепить на диэлектрических крышах подвижных объектов. Электрический центр данной антенны находится на высоте около 70 см от основания, поэтому она мало экранируется окружающим крышевым оборудованием, за счет этого увеличивается дальность связи. Когда на крыше подвижного объекта нельзя установить антенну АЛП/23, используются антенны АЛ/2 и АЛ/3. Минимальное расстояние между антеннами разных диапазонов должно быть не менее 2 м, а одного диапазона - не менее 6 м. На поездных локомотивах приемопередатчики радиостанций технологической радиосвязи и радиостанции передачи данных МВ-диапазона работают через общую антенну с использованием дуплексного фильтра (рис. 1). На маневровых локомотивах - через отдельные антенны, установленные на расстоянии не менее 6 м друг от друга.

В стандарте рассмотрены особенности монтажа на подвижных объектах внешних электрических соединений средств радиосвязи, в том числе требования по прокладке и соединениям низкочастотных и высокочастотных кабелей.


Серьезной проблемой является обеспечение устойчивого электропитания радиостанций. Когда на подвижной объект подано напряжение из контактной сети или включены двигатели внутреннего сгорания, радиостанции питаются от преобразователей (генераторов или выпрямителей). На обесточенный подвижной состав или при выключенной силовой установке питание поступает от аккумуляторных батарей. При работе различных преобразователей и генераторов в бортовой сети возникают перенапряжения и пропадание напряжения, что может привести к выходу из строя радиостанций. Поэтому должно быть предусмотрено их электропитание от аккумуляторных батарей. Причем блоки питания радиостанций должны подключаться отдельными проводами (по двухпроводной схеме), не связанными с другими цепями подвижного состава. Кроме этого, допускается электропитание радиостанций от стабилизированных специальных источников с номинальным напряжением 50, 75 или 110 В также по двухпроводной схеме.

Электромагнитная совместимость радиосредств, установленных на подвижном объекте, - еще одна проблема радиосвязи. Это совместная работа радиосредств, а также радиостанций и локомотивных устройств безопасности, диагностики и мониторинга. Допускаемые уровни радиопомех от аппаратуры и оборудования, находящихся в непосредственной близости от приемных устройств гражданского назначения, должны соответствовать требованиям ГОСТ 30429. В свою очередь радиостанции, особенно их блоки питания, могут также создавать радиопомехи, приводящие к сбою в работе радиоэлектронной аппаратуры. Поэтому в технических условиях на радиостанции обязательно приводится требование о выполнении норм ГОСТ 30429.

Существующий стандарт на уровни радиопомех распространяется только на электроподвижной состав (электровозы и электропоезда). Однако радиостанции технологической радиосвязи устанавливаются и на других подвижных объектах, электрооборудование которых тоже создает интенсивные радиопомехи. Кроме этого, используемая в ГОСТ 29205 методика измерения уровня радиопомех не пригодна для оценки уровня радиопомех, наведенных в локомотивных антеннах.

Рекомендуемые этим стандартом контрольные частоты, на которых должно производиться измерение напряженности поля радиопомех, не совпадают с частотами, используемыми для радиосвязи на железнодорожном транспорте. Поэтому по результатам измерений нельзя сделать вывод о помеховой обстановке в рабочих диапазонах локомотивных радиостанций.

Ввиду этого возникла необходимость специального нормирования радиопомех, создаваемых в каналах радиосвязи электроподвижным составом и электрооборудованием тепловозов, рельсовых автобусов и дизель-поездов с электрической передачей. Кроме этого, в ГОСТ 29205 указано, что на частотах, выделенных для служебной радиосвязи на железнодорожном транспорте, могут быть установлены другие нормы на уровне радиопомех.

В новом стандарте установлены нормы на уровни радиопомех в диапазонах работы локомотивных радиостанций (см. таблицу), разработана методика по их проверке. Уровни радиопомех измеряются непосредственно на самом подвижном объекте при подключении измерительных приборов к фидерам, идущим к локомотивным антеннам (рис. 2), а не на расстоянии от подвижного состава. Это позволяет реально оценить их уровень. Допускаемые уровни радиопомех установлены для различных видов подвижных объектов, где движение и управление осуществляются с помощью электропривода и электрической коммутационной аппаратуры. Как показала практика, установленные нормы в большинстве случаев выполняются. При их разработке пришлось идти по пути компромисса между затратами на подавление радиопомех и на обеспечение чувствительности приемника радиостанции, заданной изготовителем. Наиболее низкие нормы приняты для подвижных объектов, где используется двигатель внутреннего сгорания. В этом случае радиопомехи проникают в приемники, экранированные металлическим корпусом, в основном через антенны. Они возникают при работе электрооборудования, находящегося внутри кузова, и через провода, соединяющие радиостанцию с пультами и другими блоками, воздействуют на приемники.

Нормы на допускаемые уровни радиопомех установлены для двух случаев: на стоянке при включенных дизельной установке и вспомогательном электрооборудовании (вентиляторах, компрессорах, зарядных агрегатах и др.) и во время движения со скоростью 60-80 км/ч в режиме тяги. Подвижные объекты ССПС проверяются на допускаемые уровни радиопомех в случае жалоб на низкое качество радиосвязи вследствие работы каких-либо устройств на ССПС. При этом применяют нормы, установленные для тепловозов с электрической передачей.


Для выполнения требований ГОСТ 29205 и стандарта отрасли подвижные объекты должны оснащаться устройствами помехоподавления. Особенно это касается электроподвижного состава, поскольку создаваемые радиопомехи излучаются проводами контактной сети и переносятся на большие расстояния. Данные устройства снижают уровень радиопомех, возникающих при нарушении токосъема (контакта между полозом токоприемника и контактным проводом), и предотвращают их проникновение внутри подвижного объекта в крышевые высоковольтные шины и контактную сеть.

Устройства для подавления радиопомех от токосъема должны устанавливаться у каждого токоприемника. На ЭПС постоянного тока они представляют собой фильтр, состоящий из дросселя (индуктивности) и блокировочного конденсатора. На ЭПС переменного тока устанавливается только дроссель, так как для напряжения 27 кВ помехозащитных конденсаторов приемлемых габаритов, которые можно было бы разместить на подвижных объектах, не существует.

Защита от радиопомех, проникающих в крышевые шины, должна осуществляться на ЭПС постоянного тока шунтированием высоковольтного ввода блокировочным конденсатором. На электровозах переменного тока блокировочные конденсаторы должны подключаться к выводам вторичных обмоток тягового трансформатора. Дополнительно в цепь высоковольтного ввода включается запирающий контур, настроенный на частоту 2130 кГц, что защищает канал поездной радиосвязи от радиопомех, возникающих при работе внутреннего электрооборудования электровоза.


При использовании на ЭПС импульсного регулирования в тяговых и вспомогательных цепях необходимо принимать дополнительные меры по подавлению радиопомех, возникающих при работе статических преобразователей. Для этого преобразователи индивидуально обрабатываются помехоподавляющими фильтрами. Их схемы и конструкция определяются уровнем генерируемых радиопомех и необходимой степенью их подавления. Фильтры должны размещаться в непосредственной близости от источников радиопомех.

Отдельно в стандарте приведены параметры помехоподавляющих устройств для электровозов и электропоездов постоянного и переменного тока. Также в него включены приложения с методиками измерения уровня и напряжения радиопомех в различных условиях, а также настройки запирающих контуров для подавления радиопомех на электровозах переменного тока. Одна из методик позволяет упростить измерения уровня радиопомех, создаваемых тяговыми преобразователями ЭПС. Они проводятся не во время движения, а на стоянке при соблюдении определенных условий. Другой методикой определен расчет поправочных коэффициентов, учитывающих уровень радиопомех в зависимости от количества секций в электропоезде. Необходимость введения данных коэффициентов вызвана тем, что на сертификационные испытания по радиопомехам предоставляется одна секция электропоезда (моторный и прицепной вагоны), а не полный состав.

Кроме того, в стандарте имеются два приложения справочного характера. Одно из них предназначено для разработчиков аппаратуры, подключаемой к локомотивным радиостанциям для обмена по радиоканалу информацией, поступающей от устройств пожарной и охранной сигнализации, мониторинга и др. Другое приложение содержит сведения о параметрах дуплексного фильтра для работы радиостанций технологической радиосвязи и передачи данных на одну общую антенну.

Данный стандарт охватывает все вопросы, возникающие при оснащении подвижных объектов средствами радиосвязи, начиная с разработки проекта до ввода его в эксплуатацию. При его создании были учтены предложения заводов-изготовителей подвижного состава, проектно-конструкторских бюро, занимающихся разработкой проектов оборудования, а также дорожных служб, в ведении которых находится техническое содержание локомотивных радиостанций.

Тема перенесена
 

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Автоматика, связь, информатика".

Перенес: Admin