[07-2022] алс с использованием радиоканала — сцбист — железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
АЛС с использованием радиоканала
И.Г. Тильк, генеральный директор ЗАО НПЦ «Промэлектроника> канд. техн. наук
Наиболее перспективным для современных многоуровневых систем регулирования движения поездов является координатный способ с непрерывным интерфейсом между подвижными объектами и центрами управления, который реализуется при помощи цифрового радиоканала. В этом случае имеется возможность повысить среднюю скорость движения поездов за счет оптимизации скоростных режимов их ведения.
На сети магистральных железных дорог широко применяются системы интервального регулирования движения поездов, базирующиеся на использовании автоблокировки с рельсовыми цепями. Традиционная автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа AЛCH и АЛС-ЕН с использованием рельсовых цепей, которая является основным средством передачи информации о состоянии впередистоящего светофора на локомотив, обладает ограниченной надежностью.
Отказы в работе устройств АЛС обусловлены разными причинами. Одной из них являются неисправности локомотивных приборов АЛС, другой — искажения кодовых сигналов из-за помех тягового тока или несовершенства схем кодирования рельсовых цепей. Искажения кодовых сигналов зависят от уровней тягового тока, скорости движения, метеорологических условий и многих других причин. Они проявляются в том, что показания локомотивного светофора не соответствуют принимаемому кодовому сигналу. Как правило, это белый огонь при кодовой посылке зеленого или желтого. В результате снижается пропускная способность участков пути, значительно увеличиваются эксплуатационные расходы.
К недостаткам этих систем следует отнести и малую информационную емкость данных, передаваемых на локомотив, отсутствие гибкости в управлении движением поездов и большую степень дискретности определения местоположения поезда, что обусловлено значительной длиной блок-участков (до 2500 м).
Система интервального регулирования движения поездов с использованием радиоканала предназначена для обеспечения безопасности движения, увеличения участковой скорости и пропускной способности перегонов за счет снижения числа сбоев кодирования, оптимизации скоростных режимов и интервалов попутного следования. Ее развитие предполагает ведение поезда в энергооптимальном режиме. Такая система строится на основе технических решений по организации интервального регулирования посредством оборудования автоматической локомотивной сигнализации с передачей данных по радиоканалу (АЛСР) и с использованием инфраструктуры железных дорог и оборудования ЖАТ Кроме этого, ее можно органично вписывать в многофункциональные перспективные системы регулирования движения поездов.
Систему АЛСР разрабатывает НПЦ «Промэлектроника». Она передает на локомотив информацию, необходимую для оптимального режима ведения поезда и обеспечения безопасности движения. АЛСР базируется на современных технических решениях, которые учитывают специфику российских железных дорог.
Размещение компонентов АЛСР приведено на рисунке, где приняты следующие обозначения: АФУ-антенно-фидерное устройство, БЛК -бортовой локомотивный компьютер, БС ЦРК — базовая станция цифрового радиоканала, ДПС — датчик пути и скорости, МПЦ-И — микропроцессорная централизация стрелок и сигналов, ТКС-Л — точечный канал связи с локомотивом, СНС-спутниковая навигационная система, СТК — станционный концентратор, УСО — устройство сопряжения, ЦРК — цифровой радиоканал.
Система АЛСР решает две основные задачи информационного обеспечения: непрерывно отслеживает местоположение поезда и передает информацию о поездной ситуации и команды телеуправления на локомотив. Как известно, в традиционных системах СЦБ местоположение поезда определяется разбиением перегона на блок-участки и передачей информации на локомотив с помощью автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа.
Комплексная система позиционирования локомотивов, входящая в состав локомотивного компонента АЛСР, использует показания нескольких источников координатной информации: колесных датчиков пути и скорости, спутниковых систем навигации и точечного канала связи с локомотивом. ТКС-Л представляет собой пассивный путевой приемоответчик, размещенный на шпалах, и локомотивную антенну со считывателем. Последний обрабатывает данные с приемоответчика, находящегося в зоне действия антенны ТКС-Л. Информация передается от приемоответчика путем модуляции несущей частоты, излучаемой антенной. Расчетная скорость достоверного считывания приемоответчика 350 км/ч. Работа ТКС-Л проверена на скорости 90 км/ч и получена точность позиционирования около 0,5 м. Вычисление координаты с использованием данных от нескольких независимых источников позволяет системе позиционирования определить местоположение локомотива с точностью не хуже 1 м при движении со скоростью до 350 км/ч и поддерживать заданную точность даже при отсутствии видимости спутников навигационных систем (в тоннелях, выемках и др.).
Путевой приемоответчик также используют для доставки на локомотив фиксированных команд телеуправления, например, об ограничении скорости, принудительной остановке, поднятии/опускании токоприемника и др. Активный вариант приемоответчика применяют для передачи на локомотив переменных данных о показаниях сигнальных точек автоблокировки, станционных и других светофоров, информации системы САУТ.
Непрерывный обмен информацией с локомотивом при его следовании по участку обеспечивает цифровой радиоканал. Опорная сеть радиоканала реализуется рядом базовых станций, расположенных на станциях и при необходимости вдоль путей в полосе землеотвода железной дороги. Сеть транслирует информацию на протяжении всего пути следования поездов. Для этого может использоваться любой современный цифровой канал, обеспечивающий требуемую скорость передачи данных и функцию хэндовера, например, GSM (GSM-R). Кроме того, может дополнительно применяться радиоканал стандарта Wi-Fi. Благодаря такому построению радиоканала не только происходит высокоскоростной обмен данными с локомотива в районах станций, где, как правило, скопление поездов, но и можно получать диагностическую информацию с локомотива в районах локомотивных депо. При необходимости можно организовать частотное резервирование радиоканала.
Основным элементом локомотивного компонента АЛСР является бортовой локомотивный компьютер с архитектурой 2 2. Он оснащен набором интерфейсов для подключения к датчикам и локомотивным устройствам КЛУБ-У, САУТ-ЦМ и Единой комплексной системе управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе (ЕКС). Для обеспечения требований функциональной безопасности и безотказности в системе применяются дублированные и резервированные вычислительные структуры, а также алгоритм безопасных запросов, реализующий передачу ответственной информации по небезопасным каналам. Система разработана с учетом соответствия интенсивности опасных отказов нормативным документам ОАО «РЖД». Имеющиеся интерфейсы позволяют подключать к бортовому компьютеру системы диагностики работы локомотива, контроля состояния машиниста, учета потребления электроэнергии и дизельного топлива, а также передавать эти данные через оборудование радиоканала диспетчерам или дежурным по локомотивным депо.
Основным элементом станционного компонента АЛСР является станционный концентратор, который обрабатывает информацию о поездной ситуации, полученную от станционной централизации, и управляет кодированием станции и прилегающих к ней перегонов. Таким образом, локомотивное оборудование АЛСР может получать информацию о свободности 16 впередилежащих участков перегона, показаниях светофоров и маршрутах движения по станции, в том числе на не кодируемых существующей аппаратурой ЖАТ участках пути. АЛСР взаимодействует с релейными и микропроцессорными системами ЖАТ через устройства сопряжения. Экономически наиболее перспективным является применение микропроцессорной централизации стрелок и сигналов МПЦ-И разработки НПЦ «Промэлектроника», в которой уже заложена интеграция функций систем технического контроля на программном уровне.
Разработан ряд технических решений по сопряжению АЛСР с различными действующими системами СЦБ. Сравнительный экономический анализ показал, что стоимость 1 км участка, оборудованного АЛСР, составляет 1-1,5 млн. руб., а европейской системы ETCS второго уровня (функционального аналога АЛСР) — около 150 тыс. евро.
Система АЛСР проходит натурные испытания на одном из участков Свердловской дороги. Результаты испытаний показали ее эффективность.
§
АЛС с использованием радиоканала
И.Г. Тильк, генеральный директор ЗАО НПЦ «Промэлектроника> канд. техн. наук
Наиболее перспективным для современных многоуровневых систем регулирования движения поездов является координатный способ с непрерывным интерфейсом между подвижными объектами и центрами управления, который реализуется при помощи цифрового радиоканала. В этом случае имеется возможность повысить среднюю скорость движения поездов за счет оптимизации скоростных режимов их ведения.
На сети магистральных железных дорог широко применяются системы интервального регулирования движения поездов, базирующиеся на использовании автоблокировки с рельсовыми цепями. Традиционная автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа AЛCH и АЛС-ЕН с использованием рельсовых цепей, которая является основным средством передачи информации о состоянии впередистоящего светофора на локомотив, обладает ограниченной надежностью.
Отказы в работе устройств АЛС обусловлены разными причинами. Одной из них являются неисправности локомотивных приборов АЛС, другой — искажения кодовых сигналов из-за помех тягового тока или несовершенства схем кодирования рельсовых цепей. Искажения кодовых сигналов зависят от уровней тягового тока, скорости движения, метеорологических условий и многих других причин. Они проявляются в том, что показания локомотивного светофора не соответствуют принимаемому кодовому сигналу. Как правило, это белый огонь при кодовой посылке зеленого или желтого. В результате снижается пропускная способность участков пути, значительно увеличиваются эксплуатационные расходы.
К недостаткам этих систем следует отнести и малую информационную емкость данных, передаваемых на локомотив, отсутствие гибкости в управлении движением поездов и большую степень дискретности определения местоположения поезда, что обусловлено значительной длиной блок-участков (до 2500 м).
Система интервального регулирования движения поездов с использованием радиоканала предназначена для обеспечения безопасности движения, увеличения участковой скорости и пропускной способности перегонов за счет снижения числа сбоев кодирования, оптимизации скоростных режимов и интервалов попутного следования. Ее развитие предполагает ведение поезда в энергооптимальном режиме. Такая система строится на основе технических решений по организации интервального регулирования посредством оборудования автоматической локомотивной сигнализации с передачей данных по радиоканалу (АЛСР) и с использованием инфраструктуры железных дорог и оборудования ЖАТ Кроме этого, ее можно органично вписывать в многофункциональные перспективные системы регулирования движения поездов.
Систему АЛСР разрабатывает НПЦ «Промэлектроника». Она передает на локомотив информацию, необходимую для оптимального режима ведения поезда и обеспечения безопасности движения. АЛСР базируется на современных технических решениях, которые учитывают специфику российских железных дорог.
Размещение компонентов АЛСР приведено на рисунке, где приняты следующие обозначения: АФУ-антенно-фидерное устройство, БЛК -бортовой локомотивный компьютер, БС ЦРК — базовая станция цифрового радиоканала, ДПС — датчик пути и скорости, МПЦ-И — микропроцессорная централизация стрелок и сигналов, ТКС-Л — точечный канал связи с локомотивом, СНС-спутниковая навигационная система, СТК — станционный концентратор, УСО — устройство сопряжения, ЦРК — цифровой радиоканал.
Система АЛСР решает две основные задачи информационного обеспечения: непрерывно отслеживает местоположение поезда и передает информацию о поездной ситуации и команды телеуправления на локомотив. Как известно, в традиционных системах СЦБ местоположение поезда определяется разбиением перегона на блок-участки и передачей информации на локомотив с помощью автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа.
Комплексная система позиционирования локомотивов, входящая в состав локомотивного компонента АЛСР, использует показания нескольких источников координатной информации: колесных датчиков пути и скорости, спутниковых систем навигации и точечного канала связи с локомотивом. ТКС-Л представляет собой пассивный путевой приемоответчик, размещенный на шпалах, и локомотивную антенну со считывателем. Последний обрабатывает данные с приемоответчика, находящегося в зоне действия антенны ТКС-Л. Информация передается от приемоответчика путем модуляции несущей частоты, излучаемой антенной. Расчетная скорость достоверного считывания приемоответчика 350 км/ч. Работа ТКС-Л проверена на скорости 90 км/ч и получена точность позиционирования около 0,5 м. Вычисление координаты с использованием данных от нескольких независимых источников позволяет системе позиционирования определить местоположение локомотива с точностью не хуже 1 м при движении со скоростью до 350 км/ч и поддерживать заданную точность даже при отсутствии видимости спутников навигационных систем (в тоннелях, выемках и др.).
Путевой приемоответчик также используют для доставки на локомотив фиксированных команд телеуправления, например, об ограничении скорости, принудительной остановке, поднятии/опускании токоприемника и др. Активный вариант приемоответчика применяют для передачи на локомотив переменных данных о показаниях сигнальных точек автоблокировки, станционных и других светофоров, информации системы САУТ.
Непрерывный обмен информацией с локомотивом при его следовании по участку обеспечивает цифровой радиоканал. Опорная сеть радиоканала реализуется рядом базовых станций, расположенных на станциях и при необходимости вдоль путей в полосе землеотвода железной дороги. Сеть транслирует информацию на протяжении всего пути следования поездов. Для этого может использоваться любой современный цифровой канал, обеспечивающий требуемую скорость передачи данных и функцию хэндовера, например, GSM (GSM-R). Кроме того, может дополнительно применяться радиоканал стандарта Wi-Fi. Благодаря такому построению радиоканала не только происходит высокоскоростной обмен данными с локомотива в районах станций, где, как правило, скопление поездов, но и можно получать диагностическую информацию с локомотива в районах локомотивных депо. При необходимости можно организовать частотное резервирование радиоканала.
Основным элементом локомотивного компонента АЛСР является бортовой локомотивный компьютер с архитектурой 2 2. Он оснащен набором интерфейсов для подключения к датчикам и локомотивным устройствам КЛУБ-У, САУТ-ЦМ и Единой комплексной системе управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе (ЕКС). Для обеспечения требований функциональной безопасности и безотказности в системе применяются дублированные и резервированные вычислительные структуры, а также алгоритм безопасных запросов, реализующий передачу ответственной информации по небезопасным каналам. Система разработана с учетом соответствия интенсивности опасных отказов нормативным документам ОАО «РЖД». Имеющиеся интерфейсы позволяют подключать к бортовому компьютеру системы диагностики работы локомотива, контроля состояния машиниста, учета потребления электроэнергии и дизельного топлива, а также передавать эти данные через оборудование радиоканала диспетчерам или дежурным по локомотивным депо.
Основным элементом станционного компонента АЛСР является станционный концентратор, который обрабатывает информацию о поездной ситуации, полученную от станционной централизации, и управляет кодированием станции и прилегающих к ней перегонов. Таким образом, локомотивное оборудование АЛСР может получать информацию о свободности 16 впередилежащих участков перегона, показаниях светофоров и маршрутах движения по станции, в том числе на не кодируемых существующей аппаратурой ЖАТ участках пути. АЛСР взаимодействует с релейными и микропроцессорными системами ЖАТ через устройства сопряжения. Экономически наиболее перспективным является применение микропроцессорной централизации стрелок и сигналов МПЦ-И разработки НПЦ «Промэлектроника», в которой уже заложена интеграция функций систем технического контроля на программном уровне.
Разработан ряд технических решений по сопряжению АЛСР с различными действующими системами СЦБ. Сравнительный экономический анализ показал, что стоимость 1 км участка, оборудованного АЛСР, составляет 1-1,5 млн. руб., а европейской системы ETCS второго уровня (функционального аналога АЛСР) — около 150 тыс. евро.
Система АЛСР проходит натурные испытания на одном из участков Свердловской дороги. Результаты испытаний показали ее эффективность.
Отрывок, характеризующий алср
– Ничего не понимаю, – сказал Несвицкий.
– Я одно понимаю, что всё мерзко, мерзко и мерзко, – сказал князь Андрей и пошел в дом, где стоял главнокомандующий.
Пройдя мимо экипажа Кутузова, верховых замученных лошадей свиты и казаков, громко говоривших между собою, князь Андрей вошел в сени. Сам Кутузов, как сказали князю Андрею, находился в избе с князем Багратионом и Вейротером. Вейротер был австрийский генерал, заменивший убитого Шмита.
В сенях маленький Козловский сидел на корточках перед писарем. Писарь на перевернутой кадушке, заворотив обшлага мундира, поспешно писал. Лицо Козловского было измученное – он, видно, тоже не спал ночь. Он взглянул на князя Андрея и даже не кивнул ему головой.
– Вторая линия… Написал? – продолжал он, диктуя писарю, – Киевский гренадерский, Подольский…
– Не поспеешь, ваше высокоблагородие, – отвечал писарь непочтительно и сердито, оглядываясь на Козловского.
Из за двери слышен был в это время оживленно недовольный голос Кутузова, перебиваемый другим, незнакомым голосом. По звуку этих голосов, по невниманию, с которым взглянул на него Козловский, по непочтительности измученного писаря, по тому, что писарь и Козловский сидели так близко от главнокомандующего на полу около кадушки,и по тому, что казаки, державшие лошадей, смеялись громко под окном дома, – по всему этому князь Андрей чувствовал, что должно было случиться что нибудь важное и несчастливое.
Князь Андрей настоятельно обратился к Козловскому с вопросами.
– Сейчас, князь, – сказал Козловский. – Диспозиция Багратиону.
– А капитуляция?
– Никакой нет; сделаны распоряжения к сражению.
Князь Андрей направился к двери, из за которой слышны были голоса. Но в то время, как он хотел отворить дверь, голоса в комнате замолкли, дверь сама отворилась, и Кутузов, с своим орлиным носом на пухлом лице, показался на пороге.
Князь Андрей стоял прямо против Кутузова; но по выражению единственного зрячего глаза главнокомандующего видно было, что мысль и забота так сильно занимали его, что как будто застилали ему зрение. Он прямо смотрел на лицо своего адъютанта и не узнавал его.
– Ну, что, кончил? – обратился он к Козловскому.
– Сию секунду, ваше высокопревосходительство.
Багратион, невысокий, с восточным типом твердого и неподвижного лица, сухой, еще не старый человек, вышел за главнокомандующим.
– Честь имею явиться, – повторил довольно громко князь Андрей, подавая конверт.
– А, из Вены? Хорошо. После, после!
Кутузов вышел с Багратионом на крыльцо.
– Ну, князь, прощай, – сказал он Багратиону. – Христос с тобой. Благословляю тебя на великий подвиг.
Лицо Кутузова неожиданно смягчилось, и слезы показались в его глазах. Он притянул к себе левою рукой Багратиона, а правой, на которой было кольцо, видимо привычным жестом перекрестил его и подставил ему пухлую щеку, вместо которой Багратион поцеловал его в шею.
– Христос с тобой! – повторил Кутузов и подошел к коляске. – Садись со мной, – сказал он Болконскому.
– Ваше высокопревосходительство, я желал бы быть полезен здесь. Позвольте мне остаться в отряде князя Багратиона.
– Садись, – сказал Кутузов и, заметив, что Болконский медлит, – мне хорошие офицеры самому нужны, самому нужны.
Они сели в коляску и молча проехали несколько минут.
– Еще впереди много, много всего будет, – сказал он со старческим выражением проницательности, как будто поняв всё, что делалось в душе Болконского. – Ежели из отряда его придет завтра одна десятая часть, я буду Бога благодарить, – прибавил Кутузов, как бы говоря сам с собой.
Князь Андрей взглянул на Кутузова, и ему невольно бросились в глаза, в полуаршине от него, чисто промытые сборки шрама на виске Кутузова, где измаильская пуля пронизала ему голову, и его вытекший глаз. «Да, он имеет право так спокойно говорить о погибели этих людей!» подумал Болконский.
– От этого я и прошу отправить меня в этот отряд, – сказал он.
Кутузов не ответил. Он, казалось, уж забыл о том, что было сказано им, и сидел задумавшись. Через пять минут, плавно раскачиваясь на мягких рессорах коляски, Кутузов обратился к князю Андрею. На лице его не было и следа волнения. Он с тонкою насмешливостью расспрашивал князя Андрея о подробностях его свидания с императором, об отзывах, слышанных при дворе о кремском деле, и о некоторых общих знакомых женщинах.
Кутузов чрез своего лазутчика получил 1 го ноября известие, ставившее командуемую им армию почти в безвыходное положение. Лазутчик доносил, что французы в огромных силах, перейдя венский мост, направились на путь сообщения Кутузова с войсками, шедшими из России.
Ежели бы Кутузов решился оставаться в Кремсе, то полуторастатысячная армия Наполеона отрезала бы его от всех сообщений, окружила бы его сорокатысячную изнуренную армию, и он находился бы в положении Мака под Ульмом. Ежели бы Кутузов решился оставить дорогу, ведшую на сообщения с войсками из России, то он должен был вступить без дороги в неизвестные края Богемских
Ссылки
Как только страница обновилась в Википедии она обновляется в Вики 2.Обычно почти сразу, изредка в течении часа.
