Проектирование оперативной технологической связи участка железной дороги

Принципы организации оперативной технологической телефонной связи (ОТТС) обусловлены принятой системой оперативного управления перевозочным процессом и работой по текущему содержанию технических средств железнодорожного транспорта.

Необходимость разработки новых принципов построения и технической реализации системы оперативно-технологической связи (ОТС), действующей на сети железных дорог России, вызвана проводимым МПС совершенствованием структуры управления работой железнодорожного транспорта, созданием современной сети цифровой связи, базирующейся на использовании волоконно-оптических линий (ВОЛС) и новейших достижений в области техники связи, а также необходимостью замены морально и технически устаревших аппаратов средств ОТС, не удовлетворяющих современным технико-эксплуатационным требованиям.

В основу организации цифровой ОТС положены сложившиеся в процессе многолетней эксплуатации принципы организации диспетчерской связи (посылки группового, циркулярного вызовов, отсутствие потерь вызовов, установление соединения с приоритетом диспетчера и т.д.).

Система ОТС должна быть организована независимо от других видов связи и представлять собой ведомственную сеть, не имеющую выходов в сеть связи общего пользования и другие сети. Она должна иметь возможность гибкой адаптации к изменяющимся ситуациям управления.

Для обеспечения живучести сеть ОТС организуется в режиме кольца, в котором для каждого диспетчера отводится один выделенный основной цифровой канал (ОЦК) 64 кбит/с, работающий в режиме автоматической конференц-связи с линейной топологией размещения групп абонентов.

Сигнальные сообщения (избирательный, групповой и циркулярный вызовы, сигналы «прямого» и «обратного» управления) передаются в общем канале сигнализации (ОКС).

Количество ОЦК, необходимых для организации всех диспетчерских связей на участке, соответствует количеству диспетчеров и каналов поездной радиосвязи, что позволяет для всех абонентов участка в большинстве случаев использовать один цифровой поток 2,048 Мбит/с. Оставшаяся часть ОЦК может быть использована для абонентов общетехнологической связи (ОбТС) и передачи данных (ПД).

1. Организация диспетчерских кругов ОТС региона железной дороги

Отделенческая ОТС формируется из разнообразных видов связи: диспетчерские связи, постанционная связь (ПС), перегонная связь (ПГС), поездная межстанционная связь (МЖС), аварийно-восстановительная связь (АВС), т. к. именно в пределах отделений осуществляется непосредственное управление движением поездов и эксплуатация всех технических устройств железнодорожного транспорта. Различают ОТТС, работающую по групповым каналам с линейным расположением абонентских пунктов вдоль железных дорог при среднем расстоянии между абонентами 5-10 км, и станционную распорядительную телефонную связь (СРТС) в пределах одной станции, с использованием станционных радиальных кабельных и воздушных сетей связи. Кроме этого через отделение дороги проходят каналы магистральных и дорожных видов связи: связи совещаний (МСС, ДСС), дорожно-распорядительной связи (МРС, ДРС) и др. Отделенческая избирательная телефонная связь подразделяется на диспетчерские и общеслужебную.

Диспетчерский круг - это совокупность включенных в один групповой канал распорядительной станции (РС) одного руководителя (диспетчера) и, находящихся в его подчинении, промежуточных пунктов исполнителей (ПП).

Сеть отделений железных дорог делится на диспетчерские участки (круги), руководство эксплуатационной работой на которых осуществляет диспетчер, пользуясь диспетчерской связью, предоставляемой ему в единоличное распоряжение. Под кругом избирательной связи понимают совокупность промежуточных пунктов (ПП) и распорядительную станцию (РС), включенных в групповой канал, обеспечивающих работу одного руководителя (диспетчера).

К диспетчерской связи предъявляются следующие требования:

а) простейший и наиболее быстрый процесс установления соединения (нажатие вызывной кнопки или голосом);

б) отсутствие потерь вызова в процессе установления соединения;

в) посылка индивидуального, группового и циркулярного вызовов и разговор;

г) вызов диспетчера со стороны промежуточных пунктов голосом;

д) односторонний способ ведения переговоров;

е) реализация принципа «говорит один -- слышат все»;

ж) абсолютный приоритет диспетчера;

з) передача сигналов контроля посылки и контроля приема вызова;

и) громкоговорящий прием у диспетчера;

к) прием на микротелефон или головку громкоговорителя у абонента промежуточного пункта;

л) невозможность взаимного вызова абонентов промежуточных пунктов и переговоров без разрешения диспетчера;

м) возможность организации радиопроводного канала для связи с машинистами локомотивов;

н) возможность соединения с диспетчером и станциями соседнего круга другого отделения; высокое качество тракта передачи и надежность системы связи.

По заданию на участке Свердловской железной дороги с отделением на станции Нижний Тагил требуется организовать следующие виды оперативно технологической связи: ПДС, ЭДС, БДС, ВДС, СДС-НИС, СДС-Ш, ЛПС, ПГС, МЖС, ПС. На рисунке 1.1 приведена часть карта с изображением заданного участка железной дороги.

Рисунок 1.1 - Участок Свердловской железной дороги

Для каждого вида ОТС в пределах отделения дороги могут быть организованы один или несколько диспетчерских кругов. Протяженность круга и его конфигурация (разветвленность) зависят от конфигурации участка железной дороги, его технической оснащенности, интенсивности движения поездов, объема грузовой работы и при реальном проектировании определяются соответствующими изысканиями на предварительном этапе проектирования.

Поездная диспетчерская связь (ПДС) необходима для обеспечения безопасности и выполнения графика движения поездов на участке железной дороги. Поездные диспетчеры размещаются в Единых диспетчерских центрах управления движением поездов (ЕДЦУ). Протяженность каждого круга ПДС составляет порядка 200-250 км.

Энергодиспетчерская связь (ЭДС) предназначена для оперативного руководства со стороны энергодиспетчера работой энергетического хозяйства и организуется в пределах дистанции электроснабжения. Энергодиспетчеры размещаются в отделении железной дороги. Протяженность кругов ЭДС принимается равной протяженности кругов ПДС.

Вагонная диспетчерская связь (ВДС) предназначена для контроля за движением подвижного состава и состоянием погрузочно-разгрузочных работ. Круг ВДС обычно организуют один в пределах отделения дороги. Место нахождения диспетчера-отделение дороги.

Служебная диспетчерская связь (СДС) предназначена для служебных переговоров работников дистанции сигнализации и связи с линейными электромеханиками. Протяженность кругов СДС-Ш принимается равной 100-120 км. Диспетчеры данной связи располагаются на крупных станциях, принадлежащих данному кругу СДС-Ш. Круг СДС-НИС организуют один в пределах отделения дороги. Место нахождения диспетчера-отделение дороги.

Постанционная телефонная связь (ПС) предназначена для служебных переговоров работников промежуточных станций между собой и с работниками участковых и отделенческих станций. Протяженность кругов ПС принимается равной 100-120 км.

Линейно-путевая связь (ЛПС) предназначена для переговоров работников дистанции пути (ПЧ) по вопросам содержания путевого хозяйства. Протяженность кругов ЛПС принимается равной 80-100 км. Диспетчеры данной связи располагаются на крупных станциях, принадлежащих данному кругу.

В результате получилось 3 диспетчерских кругов ПДС, ЭДС и БДС, а также 5 диспетчерских кругов СДС-Ш, ПС, ЛПС.

На рисунке 1.2 изображена схема организации диспетчерских кругов ПДС, ЭДС и БДС, на рисунке 1.3 изображена схема организации диспетчерских кругов СДС-Ш, ПС, ЛПС, а в таблице 1.1 приведены места расположения РС диспетчеров и протяженности диспетчерских кругов ОТС.

Таблица 1.1 - Организация диспетчерских кругов ОТС

Рисунок 1.2 -- Организация диспетчерских кругов ПДС, ЭДС, БДС

Рисунок 1.3 -- Организация диспетчерских кругов СДС-Ш, ЛПС, ПС

2. Абонент групповых каналов отделенческой ОТС

Для построения схемы избирательной связи для станций проектируемого участка составляем схему абонентов групповых каналов всех отделенческих связей. При составлении этой таблицы учитывались все технические подразделения, находящиеся на этих станциях (ШЧ, ПЧ, ТП, ТК, ТВК, ЭЧК, дома связи, пост ЭЦ, мастерские и технические помещения различных подразделений железнодорожного транспорта), квартиры работников станций, пути, связи и энергоснабжения.

На рисунке 2.1-2.7 приведена организация кругов избирательной связи построенная с помощью таблицы 2.1 для участка:

Рисунок 2.1 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для заданного участка

Рисунок 2.2 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для ПДС

Рисунок 2.3 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для ЭДС

Рисунок 2.4 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для СДС-НИС

Рисунок 2.5 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для СДСШ

Рисунок 2.6 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для ЛПС

Рисунок 2.7 - Состав абонентов групповых каналов отделенческой ОТС для ПС

Таблица 2.1 - Размещение аппаратуры ОТС на заданном участке

3. Двухуровневая модель цифровой сети ОТС

Абоненты ОТС, с которыми организована связь, аналогичны тем, которые рассматривались при аналоговой сети связи. Система ОТС должна быть организована независимо от других видов связи и представлять собой ведомственную сеть, не имеющую выходов в сеть связи общего пользования и другие сети.

Каждое кольцо НУ должно формироваться с помощью одного ПЦК (одного потока Е1), объединяющего аппаратуру ОТС каждой станции физического участка.

Для надежности сеть ОТС организуется в режиме кольца, в котором для каждого диспетчера отводится один выделенный основной цифровой канал (ОЦК) 64 кбит/с, работающий в режиме автоматической конференц-связи с линейной топологией размещения групп абонентов.

Сигнальные сообщения (избирательный, групповой и циркулярный вызовы, сигналы «прямого» и «обратного» управления) передаются в общем канале сигнализации (ОКС), который занимает шестнадцатый ОЦК кольца нижнего уровня, соединенный мостовой станцией с ОЦК кольца верхнего уровня. Поток Е1, в котором выделен общий канал сигнализации (ОКС), должен проходить через все мостовые станции и распорядительную станцию данного направления.

Количество ОЦК, необходимых для организации всех диспетчерских связей на участке, соответствует количеству диспетчеров и каналов поездной радиосвязи, что позволяет для всех абонентов участка в большинстве случаев использовать один цифровой поток 2 Мбит/с. Оставшаяся часть ОЦК может быть использована для абонентов общетехнологической связи (ОТС) и передачи данных.

Кольцо верхнего уровня обеспечивает организацию диспетчерских кругов, абоненты которых расположены в нескольких участках (кольцах нижнего уровня) и «подтягивание» диспетчерских кругов к аппаратуре распорядительных станций ЕДЦУ (круги ДНЦ). Кольцо верхнего уровня может содержать несколько потоков Е1.

Схема организации колец верхнего и нижнего уровней дистанции показана на рисунке 3.1. Двухуровневая модель цифровой сети ОТС отделения железной дороги приведена в приложении А.

Рисунок 3.1 - Двухуровневая модель цифровой сети ОТС

4. Определение количества потоков Е1 вторичной цифровой сети

Цифровые каналы предназначены для оперативно-технологической связи ОТС, передачи данных ПД и общетехнологической связи ОбТС.

Канальные интервалы (КИ) в потоке Е1 кольца НУ должны использоваться с максимальной эффективностью. Из 30 КИ потока Е1 для организации речевых трактов ОТС следует стремиться занять до 25 КИ.

Для каждого вида связи предназначается свой канальный интервал. В каждом кольце верхнего и нижнего уровней временной интервал КИ-16 предназначен для общей сигнализации.

Кольца нижнего уровня (НУ) строятся на основании следующих условий:

а) каждое кольцо НУ должно формироваться с помощью одного ПЦК (одного потока Е1), объединяющего аппаратуру ОТС каждой станции физического участка;

б) в технически обоснованных случаях допускается использование двух потоков Е1 в кольцах;

в) канальные интервалы (КИ) в потоке Е1 кольца НУ должны использоваться с максимальной эффективностью. Из 30 КИ потока Е1 для организации речевых трактов ОТС следует стремиться занять до 25 КИ;

г) границы кольца НУ следует располагать так, чтобы сократить число речевых трактов, ретранслируемых через мостовые станции в кольцо верхнего уровня (ВУ). Для этого кольцом НУ следует охватить по возможности максимальное количество диспетчерских кругов, которые могут полностью в нем разместиться.

Кольцо верхнего уровня (ВУ) организуется на основании следующих условий:

а) кольцо ВУ формируется, как правило, с помощью нескольких потоков Е1;

б) количество потоков Е1 в кольце ВУ практически не ограничивается (ограничивается количество Е1, входящих (выходящих) в мостовые станции);

в) при формировании кольца ВУ необходимо стремиться к минимизации количества потоков Е1, входящих в каждую мостовую станцию.

Мостовой станцией на заданном участке является станция Смычка.

В таблице 3 представлено распределение канальных интервалов потоков Е1 в кольцах нижнего уровня.

Таблица 3 - Распределение канальных интервалов потока Е₁ кольца нижнего уровня

5. Схема цифро-аналоговой сети ОТС (для участка железной дороги с аналоговым ответвлением от ст. А.)