Повышение эффективности использования частот диапазона 160 МГц на железных дорогах России

Постановка задачи.

Согласно Регламенту радиосвязи Министерству путей сообщения России для организации каналов технологической связи в диапазоне 160 МГц были выделены участки спектра: 151,725 - 154,000 МГц (92 канала с частотным разносом 25кГц) и 155,000 - 156,000 МГц (41 канал) для организации поездной (ПРС), станционной (СРС) и ремонтно-оперативной (РОРС) радиосвязи.

Для распределения частот (каналов) между службами в 1989г. Главным управлением сигнализации, связи и вычислительной техники был разработан нормативный документ, в соответствии с которым осуществлялось оборудование радиосредствами станций и диспетчерских участков.

За истекший период произошли значительные изменения в оснащенности железнодорожного транспорта радиоаппаратурой различного назначения (включая импортную аппаратуру), расширился круг систем, использующих радиоканалы передачи информации, а некоторые системы автоматики (МАЛС, ГАЛС, КЛУБ, САУТ и др.), в состав которых входит радиоканал, подошли к стадии широкого внедрения. Были проведены испытания цифровых систем технологической радиосвязи (ЦСТР) стандартов GSM-R и TETRA, давшие положительные результаты. Это позволило приступить к проектированию и строительству на железнодорожном транспорте цифровых систем технологической радиосвязи. Однако в ближайшие десятилетия аналоговые системы радиосвязи сохранят существенную часть своих позиций.

Широкое использование радиосредств обострило проблему электромагнитной совместимости на крупных узлах. Это частично связано с нерациональным использованием частот и нарушением рекомендаций нормативных документов.

Все эти проблемы определили необходимость анализа фактического использования каналов диапазона 160 МГц, оценки эффективности использования частот и выработки рекомендаций по выделению в этом диапазоне каналов для систем автоматического управления движением и дистанционного контроля.

1. Интенсивность использования частот

Было проведено обследование железных дорог России по использованию частотного диапазона, соответствию используемых частот и рекомендованных для данных служб. По результатам анализа могут быть разработаны предложения, направленные на расширение круга пользователей каналами технологической радиосвязи, решения проблем ЭМС, повышение эффективности использования частотного ресурса.

Для принятия обоснованных решений были определены интенсивности использования частотного ресурса, как число применения частоты данного канала в различных сетях связи на различных станциях конкретных железных дорог.

В качестве примера приведены характерные диаграммы интенсивностей использования частот на дорогах при высокой (рис. 1) и типичной (рис. 2) загрузке диапазона. На этих рисунках по горизонтали отложены номера каналов, а по вертикали - число сетей радиосвязи на данной частоте по всей дороге. Соответствующей штриховкой выделено число сетей радиосвязи служб, для которых данная частота рекомендована нормативными документами, и число сетей радиосвязи на данной частоте, занимаемой «чужими» службами, а сплошной заливкой - суммарная интенсивность использования частоты данного канала.

На рис. 1 приведена интенсивность использования частот, характерная для Московской и Октябрьской железных дорог. На этих дорогах при высокой загруженности частотного спектра имеет место большая равномерность использования частот по сравнению с другими дорогами.

На рис. 2 приведена интенсивность использования частот, характерная для большинства железных дорог России.

Из общего анализа по дорогам следует, что с наибольшей интенсивностью на всех дорогах используются частоты, входящие в одну из частотных групп ПРС и две частотные группы СРС. Эти группы были рекомендованы к применению на переходный период внедрения системы радиосвязи «Транспорт», что и определило массовость их применения. С высокой интенсивностью используются частоты, выделенные для РОРС внутри фронта работ, и частоты, рекомендованные техническим работникам станции.

В целом на всех дорогах в полосе частот 152,825-154,000 МГц преимущественно используются частоты четных номеров каналов начального (до 55...60 канала) и конечного (выше 80...85 канала) участков. Частотный разнос в 50 кГц, имеющий место в старых радиостанциях типа ЖРУ, определил преимущественное использование каналов с таким частотным расстоянием. В средней части полосы (каналы с 65 по 80) возможно выделение каналов для систем автоматического управления движением и дистанционного контроля.

Частоты в полосе 155,000 - 156,000 МГц очень часто используются при организации транкинговых сетей связи (дуплексные каналы с номерами выше 120-го в паре с номерами менее 10-го из первой полосы). В этой полосе также возможно выделение каналов для систем автоматического управления движением и дистанционного контроля.

Лидерами применения на сети железных дорог России являются частоты: 151,825 МГц (5 канал - ПРС), используемая более 3000 раз, 153,000 МГц (52 канал - СРС), используемая более 900 раз, и 152,150 МГц (18 канал - служба сигнализации и связи), используемая более 500 раз. Высокая интенсивность применения частоты 151,825 МГц (5 канал) обусловлена линейной организацией канала ПРС. Для остальных частот высокая интенсивность применения усложняет ЭМС радиосредств, увеличивает уровень взаимных помех. С другой стороны, это упрощает выделение частот для систем автоматического управления движением и дистанционного контроля.

2. Выделение каналов для систем автоматики и контроля

При выделении каналов радиосвязи в диапазоне 160 МГц для систем автоматического управления движением и дистанционного контроля необходимо учитывать ряд факторов.

До внедрения ЦСТР и разработки радиостанций, обеспечивающих одновременную передачу речевых сообщений и цифровых данных, для систем автоматики необходима отдельная радиостанция с цифровым модемом и канал передачи данных. Одновременная и независимая работа двух радиостанций (передачи речевых сообщений и данных) на одну локомотивную антенну или две близкорасположенные возможна при использовании дуплексного фильтра и частотного разноса между каналами, определяемого параметрами фильтра (не менее 1,6...3 МГц).

Для исключения взаимного влияния существующие частоты ПРС, СРС и выделяемые частоты должны быть интермодуляционно совместимыми (как минимум по интермодуляции 3-го порядка). Общие рекомендации можно дать с учетом наиболее часто используемых частот, для чего всю сеть железных дорог целесообразно разделить на три частотных района.

В Европейском частотном районе (включающем 7 дорог: Горьковскую, Северную, Юго-Восточную, Куйбышевскую, Приволжскую, Северо-Кавказскую и Свердловскую) наиболее интенсивно (более, чем по 100 раз) используются частоты с номерами каналов 5, 52, 92, 48, 50, 56, 18, 54, 88, 90,10.

В частотном районе Сибири и Дальнего Востока (6 дорог: Восточно-Сибирская, Южно-Уральская, Западно-Сибирская, Забайкальская, Красноярская и Дальневосточная) более, чем по 100 раз, используются каналы с номерами 5,52,56,18,54,48,24,42,32.

Для Центрального частотного района, включающего Октябрьскую и Московскую железные дороги, характерно более полное и равномерное использование частот. Можно отметить, что и в этом районе чаще других (более 50 раз) используются каналы с номерами 5,52,7,18,20,48,39,50.

Предпочтительными для выделения системам автоматического управления являются каналы из участка 155,000 - 156,000 МГц, как наименее загруженного на большинстве дорог.

Основываясь на результатах анализа использования частот, можно дать следующие рекомендации по выделению каналов.

1. В системах интервального регулирования движением поездов и передачи ответственных команд машинисту поезда (включая систему КЛУБ и многоуровневую систему управления и обеспечения безопасности движения) для обеспечения высокой надежности передачи информации необходимо, кроме основного, иметь резервный радиоканал. В системе также необходимо обеспечить одновременную и независимую работу двух радиостанций (ПРС и системы управления) на одну локомотивную антенну. Применение дуплексного фильтра позволяет использовать участок частот 153,500-156,000 МГц.

В табл. 1 приведены частоты, интермодуляционно совместимые с наиболее употребительными частотами соответствующих частотных районов.

Для организации радиоканалов в системах интервального регулирования движения предлагается использовать частоты из табл. 1. Резервная частота интермодуляционно совместима с частотой основного канала данного района и, при необходимости, может заменить любую из них.

Частоты, рекомендуемые для систем интервального регулирования

Таблица 1

Частотный районЧастотные группы
123
основн.резервн.основн.резервн.основн.резервн.
Центральный116132120115130119
Европейский11612811011510995
Сибирь и Дальний Восток116124110106130101

Применение частотной группы на конкретной станции (диспетчерском участке) определяется с учетом совместимости с частотами, используемыми на данной станции (участке), и координационных расстояний между частотами, используемыми на соседних станциях. Частоты каналов данной системы также должны быть совместимыми в зоне совместной работы с частотами каналов других систем автоматического управления и контроля, рекомендуемыми ниже.

 

Высокая интенсивность использования частот на дороге

Рисунок 1. Высокая интенсивность использования частот на дороге

 

2. Для систем МАЛС и ГАЛС требуются локальные сети передачи данных, работающие в пределах станции. Максимальное значение интенсивно используемой частоты каналов СРС равно 154,000 МГц. Следовательно, для систем МАЛС и ГАЛС частоты каналов необходимо выбирать в верхней части участка 155,000 - 156,000 МГц. Конкретные значения час тот для каждой станции выбираются из табл. 2 с учетом совместимости с частотами ПРС, СРС и других служб, используемыми на данной станции.

3. Для систем управления соединенными поездами и контроля тормозной магистрали необходима локальная сеть связи в пределах поезда. Однако выбор несущих частот каналов для таких систем должен производиться с учетом перемещения поезда по сети дорог и сближения поездов на станциях и перегонах (встречные поезда). В этой связи целесообразно разделить частоты по направлениям Север - Юг, Запад - Восток и четное - нечетное направления.

Частоты, рекомендуемые для систем МАЛС и ГАЛС

Таблица 2

Частотный районЧастотные группы
1234
Центральный118124128172
Европейский118120124126
Сибирь и Дальний Восток120122126127

Частоты каналов также должны быть интермодуляционно совместимыми с наиболее употребительными частотами районов. Рекомендуемые частоты для систем управления соединенными поездами и контроля тормозной магистрали приведены в табл. 3. Резервная частота используется при невозможности применения основной или при движении двух соединенных поездов в одном направлении.

Частоты, рекомендуемые для систем управления соединенными поездами

Направление движениячетноенечетное
основнаярезервнаяосновнаярезервная
Север - Юг967710483
Запад - Восток988111487

4. Сеть радиосвязи для системы оповещения ремонтных бригад функционирует при сближении локомотива и зоны производства работ. При этом желательно иметь один общий канал радиосвязи для всей сети дорог. За исключением Центрального района, на остальной части железных дорог для системы оповещения ремонтных бригад может быть выделена частота 155,375 МГц (108 канал). В Центральном районе возможно использование частоты 155,125 МГц (98 канал).

 

Типичная интенсивность использования частот на дороге

Рисунок 2. Типичная интенсивность использования частот на дороге

 

5. В системах дистанционного контроля тяговых подстанций и других объектов энергоснабжения предполагается использовать радиоканал передачи данных, обслуживающий определенный диспетчерский участок ЭЧЦ с удалением тяговых подстанций на расстояние до 15 км. Частоты радиоканалов, рекомендуемых для систем дистанционного контроля тяговых подстанций и других объектов энергоснабжения, приведены в табл. 4. Применение частотной группы на конкретной станции определяется с учетом координационных расстояний между используемыми частотами на соседних станциях.

6. Для систем контроля оборудования технологической радиосвязи СТОР необходимо выделить канал, на частоте которого осуществляется проверка работоспособности и измерение параметров радиооборудования локомотивов.

Частоты, рекомендуемые для систем дистанционного контроля

Таблица 4

Частотный районЧастотные группы
123
Центральный627191
Европейский616369
Сибирь и Дальний Восток656975

Для района Сибири и Дальнего Востока и Европейского района может быть выделен свободный 112 канал с частотой 155,475 МГц. В Центральном районе возможно использование частоты 155,750 МГц (123 канал).

Заключение

Проведенный анализ использования на железнодорожном транспорте частотного ресурса диапазона 160 М Гц показал, что назрела необходимость пересмотра существующих и разработки новых нормативных документов, регламентирующих выделение и порядок использования частот различными службами. Применение радиоканалов (радиочастот) в любых системах на железнодорожном транспорте на этапах разработки (проектирования), испытаний или ввода в эксплуатацию возможно только после согласования с Департаментом связи и вычислительной техники и ОАО РЖД. Это позволит обеспечить электромагнитную совместимость вводимых и существующих сетей радиосвязи и повысить эффективность использования частотного ресурса.










Системы передачи данных

 


Комплексные проектные решения

 


Управление распределенными системами

 


Автоматизированные рабочие места

 


Системы и средства обеспечения безопасности движения

 


Цифровые сети технологической связи

 


Информационные системы управления движением

 


Автоматизированное управление разработками проектов

 




Купить детскую одежду оптом. У нас продается такая детская одежда из Польши оптом, так что вы сможете порадовать мальчиков и девочек хорошей обувью, качественными летними и зимними вещами. Продажа детской одежды оптом ведется по исключительно выгодным ценам.

 


Motorola

 



Copyright (c) 2008, Infotest, Inc.