Технологическая радиосвязь на линиях II-IV категорий

[Admin]

Технологическая радиосвязь на линиях II-IV категорий

А.Н. СЛЮНЯЕВ, главный инженер Департамента связи и вычислительной техники ОАО «РЖД»

В журнале «Автоматика, связь, информатика», 2007 г., № 5 были рассмотрены проблемы развития технологической радиосвязи. Продолжая тему, автор предлагает вниманию читателей варианты использования средств радиосвязи на участках железнодорожных линий II—IV категорий.

На железнодорожных линиях I категории, учитывая обеспечение интероперабельности перевозок, целесообразно применять цифровые системы технологической радиосвязи стандарта GSM-R с поддержкой систем аналоговой радиосвязи (для обеспечения курсирования локомотивов, не оборудованных GSM-R). На линиях II категории - системы цифроаналоговой или аналоговой радиосвязи, III-VI и малодеятельных линиях - системы аналоговой или спутниковой радиосвязи.

При этом на всех участках, независимо от категории линий необходимо развивать беспроводные системы передачи данных для систем управления движением, безопасности, диагностики инфраструктуры, подвижного состава и др.

На участках высокоскоростного, скоростного и интенсивного движения, а также движения соединенных и тяжеловесных поездов для систем автоматики необходимы так называемые непрерывные каналы обмена данными с подвижными объектами, обеспечивающие высокую степень достоверности и надежности информации. Из множества систем и стандартов (GSM-R, TETRA, CDMA, APCO-25 и др.) наиболее полно отвечает этим требованиям стандарт GSM-R, адаптированный специально под задачи и нужды железнодорожного транспорта как в части передачи голоса, так и данных. Применяются также проводные каналы связи с организацией прокси-серверов.
Прокси купить в настоящее время можно недорого и предложений на рынке много, например ALTVPN от сервиса HideSelf.

А как оснащать линии II-IV категорий? Казалось бы ответ простой -строить систему технологической радиосвязи стандарта GSM-R. Вариант, несомненно, технически правильный, обеспечивающий необходимую функциональность, качество и надежность связи, но экономически не оптимальный.

Учитывая достаточность существующих систем интервального регулирования движения поездов для обеспечения пропускной способности участков II-IV категорий, можно принять в качестве оптимального решения организацию беспроводных каналов передачи ответственной информации и управляющих команд посредством создания зоновых беспроводных сетей передачи данных на станциях. Взаимодействие объектов инфраструктуры и подвижного состава для передачи ответственной информации и управляющих команд при этом будет осуществляться в зоне железнодорожных станций.

Таким образом, при отсутствии необходимости повышения пропускной способности, т. е. сокращения интервалов попутного следования на перегонах основной зоной регулирования движения и обеспечения безопасности движения поездов становится станция.

Какая же система радиосвязи может быть применена в этом случае для сетей передачи данных? Ограниченное количество подвижных объектов в зоне управления, сравнительно низкие скорости движения поездов и относительно малый объем управляющей информации позволяют использовать практически любую систему, в том числе работающую в радиочастотном диапазоне 160 МГц.

А как организовать передачу довольно больших объемов диагностической и другой информации некритического характера? Для этого целесообразно воспользоваться сетями и услугами сторонних операторов подвижной связи стандарта GSM; зоновыми сетями широкополосного доступа (Wi-Fi, Wi-Max и др.), совместимыми с международными стандартами IEEE 802/11, IEEE 802.16, либо сетями спутниковой связи.

Услуги сторонних операторов подвижной связи. Департаментом связи и вычислительной техники в 2006-2007 гг. на Горьковской, Московской, Приволжской дорогах проведены испытания по передаче данных с подвижного состава через сети операторов мобильной связи стандарта GSM. Испытания показали положительные результаты.

Уже разработаны и подготовлены к выпуску так называемые двух-системные (GPRS-GLONASS/GPS) и мультисистемные (GSM-GPRS-GLONASS/GPS) возимые и носимые терминалы, позволяющие определять местоположение объекта с помощью глобальных систем спутникового позиционирования GLONASS, GPS; используя режим GPRS, передавать эти координаты с заданной дискретностью в точку, определенную заказчиком, и параллельно осуществлять радиотелефонную связь.

Сейчас несколько компаний работают над созданием локомотивного мультисистемного возимого терминала (GSM-GPRS-GLONASS/ GPS) с двумя и более каналами передачи данных. Параллельно закончена разработка технических решений по организации ремонтно-оперативной связи на базе сетей подвижной связи сотовых операторов.

Известно, однако, что сетями связи стандарта GSM железные дороги «покрыты» далеко не на всем протяжении. По оценкам департамента «покрытие» составляет около 70 %. Можно отметить высокую радиодоступность дорог Северо-Западного региона через оператора ОАО «мТс», Центрального и Западно-Сибирского - через оператора ОАО «ВымпелКом». Сложнее обстоит дело с радиодоступностью железных дорог, расположенных в Зауралье. И тем не менее положение стало лучше.

ОАО «РЖД» практически нигде не имеет беспроводных сетей передачи данных, за исключением участков Москва - Санкт-Петербург и Свердловск - Камышлов, строительство которых довольно дорогостоящий и трудоемкий процесс. Задействование в технологической радиосвязи ОАО «РЖД» сети связи общего пользования стандарта GSM позволяет внедрять информационные технологии уже сегодня без инвестирования огромных средств.

Учитывая темпы и планы развития публичных сетей подвижной связи стандарта GSM, можно предполагать и реально надеяться, что «радиопокрытие» железных дорог через 3-4 года достигнет 80-85 %.

Вместе с тем следует отметить, что существующие технологии накопления информации при отсутствии транспортной среды для передачи данных и последующей передачи при ее «появлении» позволяют сгладить «провалы» в зонах отсутствия радиодоступности.

Зоновые сети широкополосного беспроводного доступа (Wi-Fi, Wi-Max и др.), совместимые с международными стандартами IEEE 802.11, IEEE 802.16.

Оборудование станций системами беспроводного широкополосного доступа дает возможность периодически передавать с подвижного состава на объекты инфраструктуры и обратно информацию о фактическом техническом состоянии подвижного состава и инфраструктуры по пути следования, о результатах измерений, проверок средств и систем диагностики (путеизмерительных вагонов, дефектоскопных тележек, вагонов-лабораторий и др.), информацию для сервисного обслуживания пассажиров и др.

В 2006-2007 гг. на ряде дорог опробована возможность применения систем широкополосного беспроводного доступа в информационных системах. Испытания прошли успешно.

Системы спутниковой связи могут использоваться для передачи информации на пассажирские поезда и обратно на участках любой категории при условии соблюдения мер информационной безопасности. Спутниковая связь может быть реализована как в составе системы обеспечения безопасности пассажирского поезда, так и сервисного обслуживания пассажиров (высокоскоростной Интернет, спутниковое телевидение, заказ и бронирование билетов на транспорт, мест в гостиницы и др.).

Еще одна область применения систем спутниковой связи - малодеятельные участки и организация связи с местом работ, где «стандартные» решения фиксированной связи и подвижной (наземной) радиосвязи технически сложны и экономически нецелесообразны.

В 2007 г. по заказу Департамента связи и вычислительной техники осуществлялась разработка соответствующей технологии и была организована опытная зона на участке Верхнекондинская - Агириш Свердловской дороги. Вариант такого использования систем спутниковой связи приведен на рис. 1.

В настоящее время крайне остро стоит вопрос автоматизации технологических процессов и обеспечения работы крупных сортировочных и пассажирских станций.

Разрабатываемые и внедряемые системы МАЛС, ГАЛС-Р, «Призма» (предотвращения наезда на тупиковые призмы), СПОМ (принудительной остановки маневровых локомотивов), видеонаблюдения требуют беспроводных каналов связи.

Однако использовать для этих целей беспроводные системы передачи данных, организуемые для поездной работы (GSM-R, 160 МГц), в условиях фактически действующих радиочастотных ограничений крайне затруднительно.

Облегчает задачу то обстоятельство, что действие этих систем, а следовательно, и систем передачи данных ограничивается зоной станции.

Сейчас для организации беспроводных каналов передачи данных в системахуправления технологическими процессами и обеспечения безопасности движения сортировочных и пассажирских станций используются одночастотные радиомодемы диапазона 160 МГц. Скорость передачи информации в них на один подвижный объект (с

учетом используемых алгоритмов циклического опроса) невелика. Проблемы с пропускной способностью возникают даже при передаче географических координат подвижного объекта. Они сильно подвержены блокирующим и мешающим влияниям других радиоэлектронных средств, работающих в этом же радиочастотном диапазоне.

Возможно альтернативное решение - использование цифровых зоновых сетей радиосвязи стандартов TETRA, Wi-Fi, Wi-Max. Проведены испытания некоторых систем. Принципиальная возможность передачи достаточных объемов информации с подвижных объектов, включая видеоизображение, подтверждена. Практически закончено создание двух опытных зон. Одна из них - на станции Солнечная Московской дороги -оборудована системой беспроводного широкополосного доступа Wi-Fi НТЦ «Натекс», другая - на станции Инская Западно-Сибирской - системой «MESH» компании «Motorola» (рис. 2).

Дело за специалистами СЦБ. Необходима разработка интерфейсов сопряжения и алгоритмов взаимодействия систем автоматики с устройствами связи.

Несколько слов о каналах передачи данных для систем управления соединенными и тяжеловесными поездами. Наиболее технически правильное решение - организация беспроводных каналов передачи данных с помощью цифровой системы технологической радиосвязи стандарта GSM-R. Но на это требуется время и инвестиции, тогда как пропускать необходимые грузопотоки нужно сейчас.

Альтернативой на период оборудования участков системами цифровой радиосвязи может быть применение так называемых автономных адаптивных радиомодемов, т. е. радиомодемов, автоматически выбирающих «лучшую» из группы заранее запрограммированных несущих радиочастот. Макетный образец такого адаптивного радиомодема разработан и находится на испытании.

В завершение хотелось бы отметить, что не война «стандартов радиосвязи», а разумная интеграция и комплексное использование систем радиосвязи в технологических процессах ОАО «РЖД» помогут решить задачи организации беспроводных каналов связи для создания и внедрения систем управления перевозочным процессом и обеспечения безопасности движения поездов.

[СЦБот]

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

Перенес: Admin