В рубрику "Системы связи" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
Дмитрий
Андрей
МихаилПрежде крупные железнодорожные компании могли использовать до 8 различных систем связи, которые практически не стыковались друг с другом и были дороги в эксплуатации, т.к. требовали в том числе штат обученных специалистов для каждой системы. Кроме того, они обладали недостаточной надежностью при связи с поездами, движущимися со скоростью 250 км/ч и более.
Стандарт GSM-R стал частью Европейской системы управления движением поездов (ERTMS – European Rail Traffic Management System), которая на уровнях 2 и 3 обеспечивает непрерывный обмен данными между поездом и центром радиоблокировки (RBC – Radio Block Center). Это позволяет в режиме реального времени контролировать параметры движения поезда и передавать на него управляющие воздействия и допустимые параметры движения (например, ограничения скорости на участке).
Весьма популярным в мире стандартом цифровой радиосвязи является стандарт TETRA. Этот стандарт хорошо зарекомендовал себя, часто используется экстренными службами и также широко распространен в Европе. Например, более 90% территории Швеции находятся в зоне покрытия сетей связи на базе TETRA. На транспорте, однако, он используется чаще для голосовой связи. Решения на базе TETRA часто встречаются на железных дорогах и в метрополитенах мира. Преимуществами данного стандарта являются более эффективное использование спектра частот при соизмеримом с GSM-R качестве и более низкая стоимость развертывания системы. Кроме того, он реализует некоторые возможности, недоступные GSM-R (например, приоритетный вызов), но востребованные на железной дороге.
Меньшая распространенность TETRA на железнодорожном транспорте связана с тем, что он не является частью инфраструктурных стандартов (как ERTMS). Однако в настоящее время уже ведется адаптация стандарта по цифровой радиосвязи системы ERTMS применительно к технологии коммутации пакетов, которая используется в GPRS и TETRA (см. таблицу).
ОАО "Российские железные дороги" успешно использует системы на базе стандарта TETRA на нескольких участках железных дорог, в частности, на линии Москва–Санкт-Петербург.
Несколько лет назад национальный оператор магистральной железнодорожной сети Республики Казахстан А О "НК "Каза хста н Те мір Жолы"(КТЖ) принял в качестве стандарта цифровой радиосвязи TETRA и приступил к его внедрению на вновь строящихся и модернизируемых участках. На двух вновь построенных участках цифровая радиосвязь внедрялась совместно с системой интервального регулирования движения поездов на базе радиоканала. Для этого на каждом локомотиве устанавливаются бортовая система безопасности и мобильная радиостанция.
Совместное использование радиосвязи стандарта TETRA и технологии управления движением поездов на базе радиоканала позволило "КТЖ":
Использование технологии управления движением поездов по радиоканалу совместно с сетью цифровой радиосвязи значительно увеличивает безопасность движения. Система построена таким образом, что исключает выход поезда за рамки допустимых параметров движения: невозможно превысить скорость, проследовать сигнал с запрещающим показанием. Такие действия машиниста приведут к остановке поезда служебным или экстренным торможением, после которой поезд не сможет начать движение без подтверждения от машиниста и диспетчера.
В отдельных нештатных ситуациях разрешается нарушение допустимых параметров движения с соблюдением специальных процедур. Причем процедура требует действий как диспетчера, так и машиниста, что снижает влияние человеческого фактора. И даже в этом случае будут наложены ограничения на скорость и на расстояние, которое может проехать поезд.
Алгоритмы системы разработаны таким образом, чтобы не дать опасной ситуации (остановка впереди идущего поезда, авария на переезде, отказ средств автоматики и телемеханики) привести к опасному отказу. При этом сохранена возможность использования традиционных систем управления движением поездов на случай выхода из строя системы управления на базе радиоканала и допускается возможность движения поездов, не оборудованных бортовой системой безопасности (со снижением эксплуатационных характеристик).
Также системы управления движением поездов на базе радиоканала позволяют значительно увеличить пропускную способность участков железных дорог, особенно однопутных, т.к. в них (ERTMS-уровень 3) заложен принцип "подвижных" блок-участков, при котором регулирование движения происходит не на границу блок-участка, а на "хвост" впереди идущего поезда. Это дает возможность регулировать расстояние между поездами согласно их фактической скорости и скоростям друг относительно друга. Увеличиваются скорости движения поездов, т.к. безопасные алгоритмы работы и принципы построения системы уменьшают риск того, что машинист может вовремя не отреагировать на изменение обстановки или не заметить сигнальное показание светофора. Кроме того, снижаются расходы на развертывание и обслуживание системы по сравнению с традиционными, т.к. минимизировано количество напольного оборудования.
Идея создания такой системы не нова, принципы построения системы интервального регулирования c "подвижными" блок-участками были разработаны советскими учеными еще в 60-е гг. XX в. Однако уровень технических средств в то время не позволил создать систему, удовлетворяющую требованиям безопасности движения, прежде всего из-за невозможности реализации надежного канала связи. Сейчас, с развитием систем связи, это стало возможным. Самое главное – это надежный и быстрый канал связи между поездами и стационарными объектами.
Учитывая важность цифровой радиосвязи для подобных инфраструктурных проектов, в них используется так называемое "двойное перекрытие". Расположение базовых станций и высота подвеса антенн рассчитываются таким образом, чтобы при отключении по какой-либо причине одной базовой станции абонент оставался в зоне покрытия другой.
На базе схожих технических решений реализованы полностью автоматические системы перевозки грузов на промышленных объектах, перевозки пассажиров в аэропортах и системы управления городским транспортом.
Таким образом, мы видим, что использование цифровой радиосвязи, включая связь стандарта TETRA, как совместно с современными системами управления движением, так и исключительно для передачи голосовых данных имеет очевидные преимущества по сравнению с традиционными системами связи, применяемыми на железных дорогах стран СНГ. Использование подобных систем ведет к снижению эксплуатационных расходов и ускоряет взаимодействие различных служб железной дороги. Использование цифровой радиосвязи в комплексе с современными системами железнодорожной автоматики и телемеханики позволяет значительно увеличить пропускную способность участков железных дорог, скорость перевозок и их безопасность.
Литература
Опубликовано: Журнал "Технологии и средства связи" #2, 2015
Посещений: 23325
Статьи по теме
Автор
| |||
Автор
| |||
Автор
| |||
В рубрику "Системы связи" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
