Результат интеллектуальной деятельности: ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

Изобретение относится к технике электросвязи, в частности к системам технологической цифровой радиосвязи, и может найти применение для организации цифровой станционной радиосвязи на железнодорожном транспорте.

Известна система управления передачей сообщений по поездной радиосвязи, содержащая на центральном посту диспетчерского управления автоматизированное рабочее место поездного диспетчера, персональный компьютер которого соединен через цифровой интерфейс связи со стационарной распорядительной радиостанцией, которая посредством проводного канала диспетчерской связи соединена со стационарными радиостанциями промежуточных станций, причем каждая из стационарных радиостанций через цифровой радиоканал соединена с бортовыми радиостанциями локомотивов, находящихся в зоне устойчивой радиосвязи, а бортовая радиостанция локомотива через бортовой цифровой интерфейс связи соединена с бортовым устройством управления (RU 2432284 C1, B61L 27/04, 27.10.2011).

В известной системе на локомотиве установлены блок определения границ местонахождения поезда и блок формирования сообщений, которые через бортовой цифровой интерфейс связи соединены с бортовым устройством управления, а на центральном посту диспетчерского управления установлен сервер сообщений, который через цифровой интерфейс связи соединен с персональным компьютером автоматизированного рабочего места поездного диспетчера.

Недостатком известной системы радиосвязи является то, что в ней не решаются вопросы улучшения функциональности радиосвязи. В известном техническом решении решается задача повышения технологической дисциплины в канале поездной радиосвязи при передаче по нему команд управления с автоматизированного рабочего места поездного диспетчера.

Известна система MotoTRBO разработки фирмы Motorola с добавлением диспетчерской консоли «TRBOnet Enterprise» компании «Неоком» с радиосервером, к которому для обеспечения через радиоканал связи с мобильными абонентами подключается стационарная цифровая радиостанция Motorola MotoTRBO. При включении питания абонентская цифровая радиостанция MotoTRBO посылает радиосерверу запрос на авторизацию и регистрируется в сети TRBOnet. Для зарегистрированных абонентов в сети TRBOnet диспетчеру становятся доступными основные функции системы - индивидуальные и групповые вызовы, передача текстовых сообщений, использование встроенной телеметрии цифровых радиостанций MotoTRBO, GPS - мониторинг абонентов, запись переговоров (www.shockufa.ru/motorola/podtrbo.htr, обновление файла 14.10.2011 г.)

Система MotoTRBO разработки фирмы Motorola построена на основе стандарта DMR и используется в различных производственных процессах, в том числе и для поездной радиосвязи.

Однако она не позволяет реализовать функции, необходимые для станционной радиосвязи, а именно режимы работы «открытого» канала, возможность передачи речевых сообщений и данных одновременно на одну радиостанцию (работу локомотивной радиостанции по двум слотам), функции «упавший человек» и упрощенных пультов ДСП.

Наиболее близким техническим решением является система цифровой радиосвязи, реализующая известный способ цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте, которая содержит распорядительную станцию и стационарные радиостанции, соединенные линейным каналом, локомотивные радиостанции, автоматизированное рабочее место оператора радиосвязи, стационарное устройство приема и передачи данных, технологический сервер, локомотивное устройство приема и передачи данных, переговорные устройства (RU 2463189 C1, B61L27/00, 10.10. 2012).

В известной системе цифровой связи передача речевых сигналов от диспетчера к машинисту локомотива осуществляется по линейному каналу между распорядительной станцией и стационарной радиостанцией и далее по радиоканалу между стационарной и локомотивной радиостанциями. При этом в линейном канале речевые сигналы поездного диспетчера передают в цифровом виде, а в радиоканале осуществляют частотно-временное разделение каналов, между распорядительной станцией и стационарными радиостанциями по дополнительному цифровому линейному каналу передают цифровые данные или речевые сигналы машинистов поездных локомотивов, на каждой частоте осуществляют передачу пакетов с помощью двух тайм-слотов с защитным интервалом между ними, при этом один тайм-слот используют для передачи информации основного линейного канала, а другой тайм-слот используют для передачи информации дополнительного линейного канала, при этом передачу информации осуществляют в пакетном виде.

Однако в известной системе связи также отсутствуют функции, необходимые для организации станционной радиосвязи.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании системы цифровой станционной радиосвязи, обеспечивающей надежную и качественную связь между руководителями технологических процессов на станции, машинистами локомотивов и исполнителями технологических процессов на станции, а также возможности оперативной передачи руководителям технологических процессов информации о местонахождении и состоянии локомотивов и исполнителей технологического процесса в зоне их ответственности.

Технический результат заключается в улучшении качества голосовой связи и расширении функциональных возможностей системы.

Технический результат достигается тем, что в цифровой системе радиосвязи на железнодорожном транспорте, содержащей радиосервер, пульты руководителей технологических процессов и аппаратно-программное устройство автоматизированного рабочего места электромеханика радиосвязи, подключенные к цифровой сети, установленные на каждом локомотиве локомотивную радиостанцию с приемо-передающим устройством и переговорно-вызывным пультом, для организации станционной радиосвязи локомотивная радиостанция каждого локомотива и носимые радиостанции выполнены с возможностью работы по стандарту DMR, а в качестве цифровой сети используют сеть IP, к которой подключены установленные на станции репитеры и переговорно-вызывные пульты руководителей технологических процессов, на каждом локомотиве установлены устройства безопасности, локомотивная радиостанция дополнительно включает блок ввода/вывода информации первого и второго тайм-слотов, вход/выход первого тайм/слота которого соединен с выходом/входом переговорно-вызывного пульта машиниста локомотива, входы/выходы второго тайм/слова - с выходами/входами устройства безопасности и блока формирования диагностических данных состояния локомотива, а выход/вход - с входом/выходом приемо-передающего устройства, соединенного посредством радиоканала через соответствующий репитер с радиосервером, обеспечивающим разделение информации по зонам ответственности руководителей технологических процессов на станции, переговорно-вызывные пульты которых выполнены с терминалом в виде моноблока с функцией «Touch-Screen» и с возможностью переключения экранных форм.

В качестве устройства безопасности используют комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ (КЛУБ - У) или безопасный локомотивный комплекс БЛОК.

Носимые радиостанции исполнителей технологических процессов дополнительно включают блок функционирования режима «Man down», соединенный с входом приемопередатчика, при этом носимую радиостанцию размещают на теле исполнителя в вертикальном положении.

Пульт дежурного по депо включен в сеть IP.

Блок формирования диагностических данных дополнительно включает датчики пожарной сигнализации, расхода топлива и выхода локомотива из зоны управления.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом на фиг.1, на котором представлена структурная схема варианта выполнения цифровой системы радиосвязи на железнодорожном транспорте.

Станционная радиосвязь предназначена для организации оперативного управления технологическими процессами на станции. Она обеспечивает связь между работниками станции и включает маневровую и горочную радиосвязь, а также радиосвязь персонала, обеспечивающего технологический процесс формирования составов на железнодорожной станциях, в том числе радиосвязь на пунктах технического обслуживания и пунктах коммерческого осмотра вагонов, радиосвязь списчиков вагонов и др.

Предлагаемая цифровая система станционной радиосвязи на железнодорожном транспорте содержит радиосервер 1 и аппаратно-программное устройство 2 автоматизированного рабочего места электромеханика радиосвязи, подключенные к цифровой сети 3, установленную на каждом локомотиве 4 локомотивную радиостанцию 5 с приемо-передающим устройством 6 и переговорно-вызывным пультом 7.

При этом локомотивная радиостанция 5 каждого локомотива 4 и носимые 8 радиостанции исполнителей технологических процессов выполнены с возможностью работы по стандарту DMR, а в качестве цифровой сети 3 используют сеть IP.

К сети 3 IP подключены установленные на станции репитеры 9, обеспечивающие радиопокрытие на всей территории станции, и переговорно-вызывные пульты 10 руководителей и исполнителей технологических процессов.

На каждом локомотиве 4 установлено устройство 11 безопасности. Локомотивная радиостанция 5 дополнительно включает блок 12 ввода/вывода информации первого и второго тайм-слотов, вход/выход первого тайм/слота которого соединен с выходом/входом переговорно-вызывного пульта 7 машиниста локомотива 4, а входы/выходы второго тайм/слота блока 12 - с выходами/входами устройства 11 безопасности и блока 13 формирования диагностических данных состояния локомотива, а выход/вход - с входом/выходом приемо-передающего устройства 6.

Приемо-передающее устройство 6 локомотивной радиостанции 5 каждого локомотива 4 через соответствующий репитер 9 по запросу с радиосервера 1 передает по второму слоту необходимую информацию. На радиосервере 1 обеспечивается разделение этой информации по зонам ответственности руководителей технологических процессов на станции и передача ее на соответствующие переговорно-вызывные пульты 10.

При этом переговорно-вызывные пульты 10 руководителей технологических процессов на станции выполнены с терминалом в виде моноблока с функцией «Touch-Screen» и с возможностью переключения экранных форм.

В качестве устройства 11 безопасности используют комплексное локомотивное устройство безопасности КЛУБ (КЛУБ-У) или безопасный локомотивный комплекс БЛОК.

Носимые радиостанции 8 исполнителей технологических процессов в зависимости от модели оборудованы буквенной клавиатурой, дисплеем и GPS-приемником.

При работе на наиболее ответственных участках технологического процесса носимые радиостанции 8 исполнителей технологических процессов дополнительно включают блок 14 функционирования режима «Man down», соединенный с входом приемопередатчика 15, при этом носимую радиостанцию 8 размещают на теле исполнителя в вертикальном положении.

Блок 13 формирования диагностических данных дополнительно включает датчики пожарной сигнализации, расхода топлива и выхода локомотива из зоны управления (на фиг. не показаны).

Переговорно-вызывной пульт дежурного по депо включен в сеть 3 IP (на фиг.1 не показан).

На посту 16 электрической централизации установлены пульты 10 дежурного по горке (ДСПГ), маневрового диспетчера (10ДСЦ), станционного диспетчера (ДСЦ) или помощника начальника станции (ДСПС), дежурного по паркам приема (ДСПО) и других руководителей технологических процессов.

При этом радиосервер 1, аппаратно-программное устройство 2 автоматизированного рабочего места электромеханика радиосвязи установлены также на посту 16 электрической централизации.

На маневровом посту 17 установлен пульт 10 дежурного по парку отправления.

Как известно, особенностью стандарта DMR является использование для передачи сигналов цифровой технологии TDMA (Time Division Multiple Access - многостанционный доступ с временным разделением каналов), что позволяет на одной несущей с шириной канала 12,5 кГц на одном частотном канале организовать два логических канала.

В предлагаемой системе локомотивные радиостанции 5 и носимые радиостанции 8 прием и передачу информации тайм-слотов осуществляют одновременно на каждой частоте, при этом первый тайм-слот используется для приема/передачи голосовой связи, а второй тайм-слот - для приема/передачи данных. Передачу данных и голоса осуществляют по протоколу IP.

Приемо-передающее устройство 6 радиостанции 5 работает в дуплексном или полудуплексном режимах.

Передачу данных с выходов блока 11 безопасности и блока 13 формирования диагностических данных состояния локомотива осуществляют в режиме реального времени независимо от того, ведутся ли переговоры или нет.

Блок 11 безопасности формирует данные, включающие информацию о местоположении локомотива, его номере и другую информацию. Блок 13 формирует данные о техническом состоянии основных узлов локомотива, о пожарной ситуации на локомотиве, о количестве топлива.

Данные с выходов блоков 11 и 13 поступают в приемо-передающее устройство 6 через блок 12 ввода/вывода информации первого и второго тайм-слотов. Блок 12 осуществляет трансляцию голосовой информации на вход приемо-передающего устройства 6 для формирования первого тайм/слота, а также передачу данных через интерфейс RS 232 на соответствующий вход устройства 6 для формирования второго тайм/слота.

Приемо-передающее устройство 6 каждого локомотива включается на передачу или прием по второму тайм-слоту по запросу с радиосервера 1, который переводит в режим передачи или приема репитор 9 для обеспечения работы радиоканала с локомотивной радиостанцией 5.

Радиосервер 1 осуществляет соответствующую обработку информации, распределение ее по технологическим участкам станции и передачу ее через сеть 3 IP на соответствующие пульты 10 руководителей технологических процессов. Кроме того, радиосервер 1 осуществляет запись в своей оперативной памяти всех переговоров и событий.

В режиме реального времени в предлагаемой системе осуществляется мониторинг радиосети под контролем электромеханика радиосвязи, что позволяет обеспечить надежность и правильность соединений. Приемо-передающие устройства 6 локомотивных радиостанций 5 при понижении уровня сигнала меньше заданного формируют соответствующий сигнал, при получении которого радиосервер 1 дает команду на переключение соответствующего репитера 9 для выполнения функции «handover».

Пульты 10 руководителей технологических процессов выполнены на базе компьютера с монитором по технологии Touch-Screen с использованием для каждого вида связи отдельной экранной формы (страницы). Каждый пульт 10 снабжен переговорным устройством, содержащим микротелефонную трубку с тангентой, громкоговоритель с ручным регулятором громкости и вынесенный электретный микрофон (на фиг.1 не показан).

Каждая экранная форма отображает вид связи, предусмотренный на конкретном пульте 10. На каждой странице изображено также окно со всеми, необходимыми для данного вида связи, функциональными клавишами (посылка вызывных сигналов, постановка абонента на ожидание, отбой и др.). Включение конкретного вида связи руководитель осуществляет кратковременным прикосновением к соответствующей клавише, которая при этом меняет свой цвет, сигнализируя пользователю о включенном состоянии информационно-управляющей панели требуемого вида связи.

Посылку вызова для установления соответствующего соединения, разъединение и другие функции осуществляют путем прикосновения к соответствующим клавишам информационно-управляющего поля и служебного окна данного вида связи, а переключение на другой вид связи - прикосновением к другой клавише служебного окна видов связи. При этом на мониторе гаснет предыдущая страница и включается новая, соответствующая нажатой клавише.

При появлении вызова от абонента (объекта), расположенного на закрытой в данный момент странице, клавиша данного вида связи в окне служебной информации видов связи светится в мигающем режиме в сопровождении акустического сигнала. В этом случае для подключения к вызывающему абоненту руководитель должен нажать на данную клавишу, а затем на клавишу, отображающую вызывающего абонента. Переключение на страницу, по которой поступил вызов возможно как с нарушением соединений, установленных на предыдущей странице, так и с сохранением их, с возможностью возврата к прерванным переговорам.

В случае необходимости оперативного ознакомления с другими технологиями или техническими средствами на станции руководитель технологического процесса со своего пульта 10 имеет возможность с помощью подачи соответствующей команды путем нажатия соответствующих кнопок через сеть 3 IP запрашивать необходимые ему экранные формы у пультов 10 других руководителей для отображения их технологического процесса на мониторе своего пульта.

Экранные формы пультов 10 руководителей технологических процессов в пределах зоны своей ответственности отображают соответствующими символами наличие локомотивных радиостанций 5 и носимых радиостанций 8 системы станционной радиосвязи, а в пределах изображения подвижных объектов - его идентификационный номер. Например, для дежурного по горке на мониторе его пульта 10 ДСПГ отображают наличие локомотивных радиостанций 5 и носимых радиостанций 8 в пределах парка приема, горки и на подгорочных путях. Для дежурного по парку отправления на мониторе его пульта 10 ДСПО отображают наличие локомотивных радиостанций 5 и носимых радиостанций 8 в пределах парка отправления и т.д.

При ведения переговоров с пультов 10 может быть послан групповой или индивидуальный вызов.

Групповой вызов активизируют прикосновением пальца на экране монитора пульта 10 клавиши «ГРУППОВОЙ ВЫЗОВ», а после нажатия тангенты (педали) через микрофон передают голосовое сообщение группе машинистам локомотивов 4 и исполнителям работ, находящимся в зоне ответственности руководителя технологического процесса. При этом информация может быть передана на пульт 7 машинистов локомотивов 4 в пределах зоны действия нескольких репитеров 9.

Индивидуальный вызов (дежурных) машиниста локомотива 4 активизируют прикосновением пальца на экране монитора пульта 10 к вкладке подвижного объекта с нужным номером локомотива, при этом изменяется цвет вкладки. После нажатия тангенты своего пульта 10 руководитель технологического процесса через микрофон передает сообщение на пульт 7 вызываемого машиниста и затем осуществляет переговоры.

В системе также предусмотрен режим открытого канала, когда руководитель технологического процесса (дежурный) нажимает для обеспечения связи только тангенту и передает сообщение на пульты 7 машинистов локомотивов 4, находящихся в зоне его ответственности, и пульты носимых радиостанций 14 исполнителей (на фиг.1 не показаны). Такой режим в настоящее время используется для горочной радиосвязи. Все переговоры в предлагаемой системе станционной радиосвязи ведутся по первому тайм-слоту.

На ответственных местах работы технологического процесса система выполняет функции контроля состояния исполнителя с помощью носимой радиостанции 8 с блоком 14 функционирования режима «Man Down» - «Упавший человек». Носимую радиостанцию 8 размещают в вертикальном положении. Ее переход в горизонтальное положение означает, что владелец упал. От случайных срабатываний приемо-передатчик 15 радиостанции 8 передает формируемый при срабатывании блока 14 функционирования режима «Man Down» сигнал с временной задержкой 40 сек.

При срабатывании блока 14 сигнал о функционировании режима «Man Down» приемо-передатчик 15 одновременно передает с информацией о номере радиостанции 8 и ее местоположении на пульт 10 руководителя технологического процесса, а на пульт 7 локомотивной радиостанции 5 при работе в паре с машинистом, например машинистом-составителем, только сигнал тревоги.

При этом по радиоканалу информация о состоянии локомотива 4 и исполнителя через репитеры 9 поступает на радиосервер 1, где обрабатывается и по сети 3 IP передается на соответствующие пульты 10 руководителей технологических процессов. На экране пультов 10 каждого руководителя отображается информация о номерах находящихся в зоне его ответственности локомотивов 4, а также исполнителей работ, имеющих носимые радиостанции 8, их местоположении и состоянии.

Таким образом, использование технических средств, обеспечивающих организацию станционной радиосвязи по стандарту DMP с использованием передачи информации с локомотивной радиостанции по двум тайм-слотам, позволяет обеспечить высокое качество голосовой связи, оперативность при передаче данных о состоянии локомотива и исполнителей технологических процессов, что позволяет повысить эффективность работы станции и обеспечить безопасность осуществляемых работ.