Роенков Д. Н., Шматченко В. В., Плеханов П. А., Иванов В. Г. Основные требования к организации радиосвязи на высокоскоростной магистрали: текстовая версия

Обеспечение надежной радиосвязи при эксплуатационной скорости поездов до 400 км/ч − нетривиальная задача, поскольку практический опыт эксплуатации современных систем подвижной связи на столь высокой скорости, когда возможно отрицательное влияние эффекта Доплера, а также сбой передачи соединения между базовыми станциями, пока недостаточен. Для решения ряда вопросов необходимо провести испытания на э тапе опытной эксплуатации высокоскоростных магистралей.

Качественная радиосвязь − обязательное условие организации железнодорожных перевозок. Современные системы управления движением поездов используют как голосовую радиосвязь, так и каналы передачи данных для информационно-управляющих систем. Основные требования к функциональным возможностям и структуре систем радиосвязи для высокоскоростных магистралей (ВСМ), приведенные в статье, были сформулированы специалистами ПГУПС по заказу ОАО «Скоростные магистрали» в рамках специальных технических условий «Железнодорожная электросвязь участка Москва – Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Казань – Екатеринбург. Технические нормы и требования к проектированию и строительству железнодорожной радиосвязи».

Состав и функциональные возможности

Чтобы обеспечить решение всех задач, связанных с обменом информацией между наземной инфраструктурой и подвижными объектами на участке ВСМ, железнодорожная радиосвязь должна включать следующее (рис. 1):
• цифровые системы технологической радиосвязи (ЦСТР; основная – стандарта GSM-R, резервная – стандарта DMR);
• систему технологической ремонтно-оперативной радиосвязи (РОРС) на базе сетей подвижной связи коммерческих операторов (по таким радиосетям может передаваться только информация, не связанная с безопасностью движения поездов);
• цифровую беспроводную систему передачи данных (БСПД) для информационно-управляющих систем (ИУС).

Цифровая система технологической радиосвязи стандарта GSM-R (рис. 2), являясь основной ЦСТР, должна при скорости движения до 400 км/ч обеспечивать выполнение следующих основных функций:
• организацию поездной радиосвязи с использованием индивидуальных, групповых и циркулярных вызовов следующих абонентов: поездных и энергодиспетчеров, машинистов локомотивов, моторвагонных поездов, специального подвижного состава, дежурных по станциям и по депо, начальников поездов и других работников, участвующих в выполнении поездной работы;
• организацию беспроводных каналов передачи данных для информационно-управляющих систем управления движением поездов и обеспечения безопасности движения.

Выбор стандарта GSM-R в качестве основного для организации ЦСТР обусловлен тем, что он был разработан специально для нужд железнодорожного транспорта и служит основой для построения Европейской интегрированной железнодорожной радиосети с расширенными возможностями (European Integrated Railway Radio Enhanced Network, EIRENE). Это европейский проект, цель которого состоит в разработке требований железных дорог Европейского союза к сетям железнодорожной радиосвязи (рис. 3). В рамках данного проекта были выпущены два основополагающих документа, определяющих функциональные (Functional Requirements Specification, FRS) и технические (System Requirements Specification, SRS) требования к системе GSM-R [1, 2]. Стоит отметить, что в России имеется успешный опыт организации и эксплуатации сетей GSM-R. В частности, ЦСТР стандарта GSM-R была организована на железнодорожных линиях, обслуживающих зрителей Олимпиады в г. Сочи.

Цифровая система технологической радиосвязи стандарта DMR (диапазона 160 МГц) − это резервная система поездной радиосвязи, а также основная система станционной радиосвязи.

В момент разработки СТУ не был накоплен отечественный и международный практический опыт использования ЦСТР стандарта DMR на скорости до 400 км/ч, поэтому ЦСТР стандарта DMR в качестве резервной системы ПРС должны применяться со снижением скорости движения подвижных единиц до тех значений, для которых гарантировано обеспечение заданных требований к каналам поездной радиосвязи.

Система ЦСТР стандарта DMR должна обеспечивать возможность передачи данных в информационно-управляющих системах. В ЦСТР GSM-R необходимо предусмотреть предоставление:
• услуги передачи речи;
• услуги передачи данных;
• дополнительных услуг (например, управления вызовами и приоритетами);
• услуг связи, обусловленных железнодорожной спецификой (например, прямой вызов).

При этом услуги передачи речи должны включать в себя:
• индивидуальный вызов для дуплексного соединения;
• экстренный вызов (по номеру 112);
• широковещательный вызов;
• групповой вызов с возможностью предоставления одному абоненту нескольких групповых номеров (в любой момент времени говорить может только один абонент);
• вызов конференц-связи (до шести абонентов, все могут говорить и слушать одновременно).

Услуги передачи данных должны обеспечивать:
• передачу текстовых сообщений;
• передачу данных с коммутацией каналов (скорость передачи данных не менее 2,4 кбит/с);
• передачу данных с коммутацией пакетов;
• передачу ответственных данных в контуре безопасного управления движением поездов (передачу данных о состоянии бортовых систем поезда и команд управления на поезд).

Кроме услуг передачи речи и данных в ЦСТР должны быть реализованы дополнительные услуги:
• логическая изоляция групп пользователей;
• многоуровневая система пользовательских приоритетов, в том числе прав на прерывание услуг связи, уже предоставленных другим пользователям;
• дополнительные услуги по управлению вызовами (удержание, перенаправление вызова, постановка в очередь и др.)
• автоответчик;
• информирование об освобождении занятой линии;
• баланс счёта.

К услугам связи с железнодорожной спецификой, которые также должны быть реализованы в ЦСТР, относятся:
• функциональная адресация по номеру поезда, локомотива, вагона или по должностному номеру, отображение должности вызывающего абонента;
• вызов работника в зависимости от его местонахождения;
• обеспечение маневровой радиосвязи с постоянным контролем готовности линии;
• групповой вызов внутри поезда (для взаимодействия персонала);
• экстренные вызовы при управлении движением поездов;
• прямой вызов (без использования сетевой инфраструктуры);
• обеспечение бесперебойной радиосвязи на скорости до 400 км/ч.
Авторы:  Роенков Д. Н., Шматченко В. В., Плеханов П. А., Иванов В. Г.
Источник:  Транспорт РФ. 2015. № 2 (57). С. 49–52.
Ключевые слова:  железнодорожная радиосвязь, поездная радиосвязь, цифровые системы технологической радиосвязи, высокоскоростная магистраль
Контакты:  roenkov_dmitry@mail.ru