656.254.16
ВАРИАНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СИСТЕМ МОБИЛЬНОЙ РАДИОСВЯЗИ

А.Е. КРАСКОВСКИЙ,
заведующий кафедрой "Радиотехника" ПГУ ПС, профессор, доктор техн. наук
Ю.Я. МЕРЕМСОН, доцент, канд. техн. наук
С.А. ДЕНИСОВ, аспирант
Комплексная система оперативно-технологической радиосвязи "Транспорт" широко начала внедряться на железнодорожном транспорте в конце восьмидесятых годов. Она разрабатывалась с целью удовлетворения потребностей в передаче информации для всех технологических звеньев железнодорожного транспорта. В ней, однако, не предусматривалась возможность организации пассажирской радиосвязи. Как показала практика, это - важный компонент повышения безопасности движения поездов и сервисного обслуживания пассажиров.

В процессе создания интегрированной системы, включающей в себя оперативно-технологическую и пассажирскую радиосвязь, целесообразно сравнить базовые варианты ее построения на основе существующей и перспективной аппаратуры.

В качестве базовых вариантов организации системы оперативно-технологической и пассажирской радиосвязи на примере участка Санкт-Петербург - Москва Октябрьской дороги приняты четыре системы. Это существующие - дуплексная диспетчерская поездная радиосвязь (ПРС-"Транспорт") и ремонтно-оперативная радиосвязь (РОРС-"Транспорт"), а также перспективные - подвижная радиотелефонная связь с "транкинговой" структурой (AEG-"МАТРАКОМ") и спутниковая ("ИНМАРСАТ-М").

В России имеется положительный опыт создания транкинговых сетей, в том числе и на железнодорожном транспорте. Одной из первых транкинговых сетей стала система "Смарт-Транк-2". Она успешно эксплуатируется на Московской дороге. Специалисты ГТСС проводили изучение технической документации и предложений ряда фирм (Nokia, Johnson, AEG и др.) с целью разработки основных проектных решений раздела связи "Комплексной реконструкции магистрали Москва - Санкт-Петербург для организации скоростного движения".

В результате предусмотрено создание транкинговой сети радиосвязи на основе использования современного цифрового оборудования. При этом транкинговая система радиосвязи должна обеспечивать: ремонтно-оперативную и станционную радиосвязь; резервирование поездной радиосвязи, организованной по системе "Транспорт"; пассажирскую радиотелефонную связь.

Одним из наиболее важных направлений использования спутниковых систем связи на железнодорожном транспорте является создание системы технологической и пассажирской связи с движущимся поездом. Она представляет собой альтернативу вариантам на базе транкинговых и сотовых систем связи. Определенный опыт в организации пассажирской радиотелефонной связи по спутниковым каналам уже накоплен специалистами службы сигнализации и связи Горьковской дороги. Совместно с "МОРСВЯЗЬСПУТНИК" они провели исследования на участках Нижний Новгород - Москва и Нижний Новгород - Киров. Здесь применялась аппаратура спутниковой системы связи "ИНМАРСАТ". В настоящее время на участке Нижний Новгород - Москва система пассажирской радиотелефонной связи уже находится в постоянной эксплуатации.

Комплексность требований к оперативно-технологической и пассажирской радиосвязи заставляет оценивать базовые варианты, во-первых, по степени решения задач, поставленных перед служебной радиосвязью, и, во-вторых, по возможности организации пассажирской радиосвязи из движущегося поезда.

Выбранные базовые варианты организации системы оперативно-технологической и пассажирской радиосвязи сравнивались по качеству радиосвязи; ее надежности при связи с подвижным объектом (ПО) и в аварийных ситуациях; по возможности организации систем ПРС, СРС, пассажирской радиотелефонной связи с ПО; радиотелефонной связи на вокзалах; по возможности оперативного руководства с ПО; обеспечению сохранности особо ценных грузов; капитальным вложениям на строительство новых или модернизацию эксплуатируемых средств связи; эксплуатационным расходам; по времени строительства и развертывания оборудования средств связи.

Показатели оценивались в условных единицах от 0 до 1 исходя из следующих данных. Надежность радиосвязи с ПО в системах спутниковой, транкинговой и дуплексной поездной радиосвязи согласно данным источников [3-5] составляет 0,9. В системе ремонтно-оперативной радиосвязи (РОРС) надежность связи определяется как произведение надежностей связи (р1.р2.р3), отражающих соответственно сезонные, суточные и интерференционные замирания радиосигнала в канале связи. Таким образом, показатель надежности связи в канале РОРС составляет 0,73.

Надежность радиосвязи в аварийных ситуациях для спутниковой и транкинговой радиотелефонной систем связи полностью определяется эксплуатационной надежностью радиосвязи. Для канала дуплексной поездной радиосвязи она снижается до уровня 0,5 вследствие необходимости дополнительной ручной коммутации, а для канала РОРС определяется существующими нормами на качество связи.

Показатели качества определяются так же, как и в случае определения надежности радиосвязи с ПО.Показатели организации технологической связи (ПРС и СРС) на базе системы спутниковой связи объясняются сложностями в оснащении подвижных единиц мобильными радиостанциями и обеспечении непрерывности канала связи. Система транкинговой связи, а также РОРС позволяют избежать различные организационные и технические трудности при обеспечении железнодорожного транспорта каналами радиосвязи. Дуплексная поездная радиосвязь предназначена для организации только каналов ПРС.

Возможность оперативного руководства объектами железнодорожного транспорта с подвижного объекта по каналам спутниковой и транкинговой радиотелефонной систем связи обусловлена существующими нормами качества каналов связи. Трудностей в организации такого вида связи нет. Каналы связи дуплексной поездной радиосвязи для этих целей не предназначены. В соответствии с назначением существующая РОРС не обеспечивает данный вид связи.

Организация пассажирской радиотелефонной связи из движущегося поезда по каналам спутниковой системы не имеет никаких ограничений. Транкинговая система обеспечивает данный вид связи только в зоне обслуживания. Системы дуплексной диспетчерской поездной радиосвязи и РОРС не предусматривают возможность автоматического выхода в междугородные и международные телефонные сети, поэтому показатели 7 и 8 (табл. 1) равны 0.

Организация пассажирской радиотелефонной связи на железнодорожных вокзалах на базе спутниковой системы не вызывает никаких технических и организационных проблем (стационарная земная станция не требует никакого дополнительного коммутационного оборудования), на базе же транкинговой системы она зависит от степени распространения данного вида связи на территории железнодорожных станций.

Показатели сохранности особо ценных грузов во время их транспортировки к месту назначения при организации системы охранной радиосигнализации посредством систем спутниковой, транкинговой радиотелефонной связи и РОРС определены качественными показателями надежности каналов связи, а с помощью каналов дуплексной поездной радиосвязи - функциональными возможностями системы.

Показатель капитальных вложений при организации оперативно-технологической и пассажирской радиосвязи на базе спутниковой системы определяется из расчета оснащения десяти фирменных поездов абонентскими мобильными станциями при условии аренды каналов существующих ССС с учетом данных, взятых из [3] и прайс-листов коммерческих предложений по аппаратуре и услугам международной системы спутниковой связи "ИНМАРСАТ" (0,4 млн. USD). На базе же транкинговой системы связи он определяется из ориентировочной стоимости ее строительства на заданной территории обслуживания согласно данным, полученным из прайс-листов коммерческих пред ложений по аппаратуре и услугам фирм НЕДА-ПЕЙДЖИНГ, North-West GSM, AEG, DELTA-TELECOM (2,3 млн. USD).
Показатель эксплуатационных расходов определялся на основе данных, приведенных в [3-5] и прайс-листах коммерческих предложений по аппаратуре и услугам международной системы спутниковой связи "ИНМАРСАТ", а также фирм НЕДА-ПЕЙДЖИНГ, North-West GSM, AEG, DELTA-TELECOM.

Показатель срока строительства и развертывания оборудования средств связи ССС определяется на основе данных, взятых из [3] и прайс-листов коммерческих предложений по аппаратуре и услугам международной системы спутниковой связи "ИНМАРСАТ" при условии аренды каналов, из расчета оборудования штабных вагонов десяти фирменных поездов (1 мес). Этот показатель для транкинговой системы связи определяется на основе данных, полученных из прайс-листов коммерческих предложений по аппаратуре и услугам фирм НЕДА-ПЕЙДЖИНГ, North-West GSM, DELTA-TELECOM (24 мес), а для систем ПРС и РОРС - согласно используемым на железнодорожном транспорте нормативам.

Результаты сравнительного анализа базовых вариантов систем радиосвязи приведены в табл. 1.
Table #3

В соответствии с изложенными доводами описание любого базового варианта (стратегии) организации оперативно-технологической и пассажирской радиосвязи может быть составлено с помощью пяти укрупненных параметров. К ним относятся: Х1 - универсальность применения данной системы связи; Х2 - обеспечиваемость качества и надежности связи; Х3 - капитальные вложения; Х4 - эксплуатационные расходы; Х5 - срок строительства и резервирования данной системы связи.

Рассмотрим четыре основные стратегии организации оперативно-технологической и пассажирской радиосвязи, характеризуемые нормированными параметрами Zi (где i=1, 2, 3, 4). Нормировка выполняется по правилам:
Zi=Xi/Ximax - для параметров, возрастание численных значений которых приводит к повышению эффективности стратегии;
Zi=(Ximax-Xi)/Xi - для параметров, возрастание численных значений которых приводит к снижению эффективности стратегии.
Таким образом, 0 Для оценки стратегий Sj(p) применена программа моделирования ASPID-3, которая вычисляет функции следующего вида:
Formula #1
где Pi - весовые коэффициенты;
Formula #2
В программе предусмотрена возможность задания предпочтений между весовыми коэффициентами. Эта процедура в рассматриваемой задаче осуществляется исходя из того, что в базовых вариантах организации систем наиболее важными звеньями являются качество связи и эксплуатационные расходы. Предпочтения между весовыми коэффициентами, характеризующими важность показателей, принимаются следующими:
Formula #3
Предпочтение р5<р1 трактуется так, что с точки зрения итоговой эффективности системы связи параметр Х1 более важен, чем параметр Х5. Выражение р1=р2 означает, что параметры Х1 и Х2 равноценны.

Для краткости все промежуточные результаты вычислений интегральных и весовых коэффициентов укрупненных показателей базовых вариантов, а также и целевой функции fj(p) опущены. Базовые варианты систем оперативно-технологической и пассажирской радиотелефонной связи сравниваются с помощью матрицы предпочтений (табл. 2). В ней приведены статистические оценки весовых коэффициентов рассматриваемых систем.

Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.

Table #4

1. Транкинговые системы радиосвязи, занимающие первую позицию в матрице предпочтения базовых вариантов (см. табл. 2), могут быть использованы для организации служебной и пассажирской радиосвязи на железнодорожном транспорте при условии интеграции с системой подвижной радиосвязи автомобильного транспорта. Только в этом случае могут быть оправданы (с учетом последующей окупаемости) большие капитальные вложения в строительство базовых станций и коммутационного оборудования.

2. Спутниковые системы связи могут быть рекомендованы для организации: радиосвязи в аварийных ситуациях; пассажирской радиотелефонной связи в фирменных поездах, предназначенных для международного обмена; резерва каналов оперативно-технологической связи; в других экстренных случаях, требующих оперативного вмешательства со стороны руководства дороги. Высокие эксплуатационные расходы не позволяют использовать ССС в качестве основного средства управления движением поездов.

3. Попытки адаптации систем поездной диспетчерской и ремонтно-оперативной радиосвязи к требованиям пассажирской, а также служебной радиосвязи на перегонах в аварийных ситуациях не принесут успеха в силу их узконаправленных функциональных возможностей.

ЛИТЕРАТУРА
1.Камнев Е.Ф., Белов А.С. "Система спутниковой связи "Сириус-МПС", "Автоматика, телемеханика и связь", 1993, № 2.
2.Ерохин Ю.А., Ерохин А.Ю."Концепция спутниковой связи и спутниковой навигации для ВСМ", "Автоматика, телемеханика и связь", 1992, № 5.
3. Панов В.Н., Смычёк М.А. "Спутниковая связь из двущегося поезда."Автоматика, телемеханника и связь",1995, №3
4. Степанов Б."Смарт-Транк" - радиотелефон почти для всех", "Радио", 1994, № 1.
5. Савонин В.Н., Моисеев С.В. "Транкинговые системы связи на железных дорогах", "Автоматика, телемеханика и связь", 1996, № 4.
6. Леднев А.В."Транкинговые сети: новые возможности технологической радиосвязи", "Автоматика, телемеханика и связь", 1995, № 2.



Return to main magazine page.



© Anatoly Kulazhenkov
© Alex Klochkov by 1997
mail
E-mail
Located on Transinform WEB server
Located on "Transinform" WEB server