СИСТЕМА ЦИФРОВОЙ ПОЕЗДНОЙ РАДИОСВЯЗИ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
DIGITAL RADIO TRAIN COMMUNICATION SYSTEM FOR RAILWAY TRANSPORT

Изобретение относится к технике электросвязи связи, в частности к системам оперативной цифровой радиосвязи, и может найти применение для организации цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
Известна система цифровой радиосвязи по стандарту DMR, содержащая радиосервер, один из входов/выходов которого через локальную сеть подключены к выходу/входу аппаратно-программного устройства автоматизированного рабочего места диспетчера, а другой вход/выход - по каналу радиосвязи связан с репитерами, вход/выход каждого из которых подключен к выходу/входу соответствующей цифровой абонентской радиостанции (www.shockufa.ru/motorola/podtrbo.html, 14.10.2011 г.). При включении питания цифровая абонентская радиостанция посылает радиосерверу запрос на авторизацию и регистрируется в сети. Для зарегистрированных абонентов в сети диспетчеру становятся доступными основные функции системы - индивидуальные и групповые вызовы, передача текстовых сообщений, использование встроенной телеметрии цифровых радиостанций, GPS-мониторинг абонентов, запись переговоров.
Радиосервер включает базу данных, в которой содержится информация обо всех зарегистрированных абонентских радиостанциях. Максимальное количество абонентов, работающих с одним радиосервером, ограничивается только возможностями радиоканала.
Известная система позволяет реализовать полный функционал радиосвязи, однако в ней отсутствует функция передачи сессии абонента от одного репитера к другому. При этом в случае передачи речи в зоне действия репитера, где уровень сигнала от него стал минимальным, абонентская радиостанция не может переключиться на поиск репитера с большим уровнем сигнала, в результате происходит разъединение канала связи, что недопустимо при организации поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
Наиболее близким техническим решением является система поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте, реализующая известный способ цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте (см. RU 2463189 C1, B61L 27/00, 10.10.2012). Известная система поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте содержит в диспетчерском круге поездной радиосвязи 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. В радиоканале вызывные сигналы и речевые сигналы поездного диспетчера и машиниста поездного локомотива передаются в цифровом виде в соответствии со стандартом DMR. Главной особенностью стандарта DMR является использование для передачи и приема сигналов цифровой технологии временного уплотнения TDMA, в соответствии с которой на одном частотном канале организуют два логических канала.
В известной системе за счет цифровизации радиоканала повышается качество и надежность поездной радиосвязи. Однако существует возможность потери или резкого ухудшения качества связи в моменты обмена информацией между диспетчером и машинистами локомотивов в пределах диспетчерского участка из-за невозможности переключения локомотивной радиостанции на стационарную радиостанцию с большим уровнем сигнала во время ведения разговора.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании системы цифровой поездной радиосвязи между автоматизированным рабочим местом поездного диспетчера и локомотивной радиостанцией, установленной на локомотиве поезда, обеспечивающей четкий непрерывный обмен информацией между поездным диспетчером и машинистом локомотива на всем диспетчерском участке, в том числе на скоростных трассах движения поездов.
Технический результат заключается в улучшении качества и повышении надежности связи между диспетчером и машинистами локомотивов за счет реализации непрерывной связи в пределах диспетчерского участка.
Технический результат достигается тем, что система цифровой поездной радиосвязи для железнодорожного транспорте содержит объединенные IP сетью радиосервер, установленный в центральном диспетчерском пункте управления, ретрансляторы, размещенные на станциях, и локомтивные радиостанции, установленные на локомотивах поездов, причем передача и прием речевых сигналов по радиоканалу осуществляется в соответствии со стандартом DMR, в диспетчерском пункте управления установлены соединенные между собой входами/выходами блок регистрации команды на переключение ретранслятора и блок управления, вход первого и выход последнего из которых подключены соответственно к выходу и входу радиосервера, на каждом локомотиве размещены последовательно соединенные блок фиксации минимального уровня сигнала и блок формирования команды на переключение ретранслятора, при этом выходы логических каналов локомотивной радиостанции подключены соответственно к первому и второму входам блока фиксации минимального уровня сигнала, а входы логических каналов - соответственно к первому и второму выходам блока формирования команды на переключение ретранслятора, вход/выход пульта управления поездного диспетчера соединен с выходом/входом радиосервера.
При этом пульты дежурных по станциям могут быть подключены к сети IP.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, на котором представлена структурная схема системы цифровой поездной радиосвязи для железнодорожного транспорта.
Система цифровой поездной радиосвязи для железнодорожного транспорте содержит объединенные IP сетью 1 радиосервер 2, установленный в центральном диспетчерском пункте 3 управления, ретрансляторы 4, размещенные на станциях 5, и локомотивные радиостанции 6, установленные на локомотивах 7 поездов, вовлеченных в диспетчерское управление. Передача и прием речевых сигналов по IP сети 1 осуществляется по статарным протоколам.
В центральном диспетчерском пункте 3 управления установлены блок 8 регистрации команды на переключение ретранслятора и блок 9 управления, вход/выход которого подключен к выходу/входу блока 8, а выход - к соответствующему входу радиосервера 2, соответствующим выходом соединенным с входом блока 8 регистрации команды на переключение ретранслятора.
На каждом локомотиве 7 размещены последовательно соединенные блок 10 фиксации минимального уровня сигнала и блок 11 формирования команды на переключение ретранслятора. При этом выходы первого и второго логических каналов локомотивной радиостанции 7 подключены соответственно к первому и второму входам блока 10 - фиксации минимального уровня сигнала, а входы логических каналов - соответственно к первому и второму выходам блока 11 формирования команды на переключение ретранслятора.
Вход/выход пульта 12 управления поездного диспетчера соединен с выходом/входом радиосервера 2, а пульт 13 дежурного каждой станции подключен к IP сети 1.
В качестве радиосервера 2 можно использовать, например, модуль диспетчерской системы TRBOnet Radioserver, при этом локомотивные радиостанции 6 могут быть выполнены на основе цифровых радиостанций MotoTRBO.
Пульты 12 и 13 соответственно управления поездного диспетчера и дежурного по станции реализованы на основе компьютеров и включают переговорные устройства.
Система цифровой поездной радиосвязи работает следующим образом.
При вступлении поезда на участок управления поездного диспетчера бортовая радиостанция 6 посылает радиосерверу 2 запрос на авторизацию и регистрируется в сети 1. Для зарегистрированных в сети 1 радиостанций 6 локомотивов 7 поездов поездному диспетчеру становятся доступными функции вызова машинистов поездов на участке управления и передачи/приема речевых сообщений. В базе данных радиосервера 2 содержится информация обо всех зарегистрированных радиостанциях 6. Кроме того, в радиосервере 2 заложена функция сохранения в своей базе данных всех переговоров поездного диспетчера с машинистами.
При установлении соединения между пультом 12 управления поездного диспетчера и радиостанцией 6 локомотива 7 поезда посредством радиосервера 2 по IP сети 1 через ретранслятор 4, в зоне действия которого находится поезд, по одному из логических каналов (например, первому тайм-слоту) осуществляется передача речевого сообщения поездного диспетчера машинисту.
При вступлении локомотива 7 в зону приема речевого сигнала ретранслятора 4 с минимальным уровнем радиостанция 6 формирует метки минимального уровня сигнала, которые фиксирует блок 10 и направляет их в блок 11 формирования команды на переключение ретранслятора 4. Команду на переключение ретранслятора 4 блок 11 направляет на соответствующий вход радиостанции 6 для передачи ее по второму логическому каналу (по второму тайм-слоту) в центральный диспетчерский центр 3 управления, поскольку первый логический канал занят входящим соединением.
В диспетчерском центре 3 управления подключенный к радиосерверу 2 блок 8 регистрирует наличие команды на переключение ретрансляторов 4 и направляет соответствующий сигнал в блок 9 управления для формирования команды на переключение ретрансляторов 4.
Получив команду на переключение ретрансляторов 4, радиосервер 2 осуществляет запись речевого сигнал поездного диспетчера, посылает сигнал переключения ретранслятору 4, через который был организован канал радиосвязи, и освобождает первый тайм-слот от передачи речевого сигнала поездного диспетчер на ретрансляторе 4.
При отсутствии сигнала на первом логическом канале локомотивная радиостанция 6 переходит в режим пассивного роуминга, т.е. переключается на поиск другого ретранслятора 4 с большим уровнем сигнала. Причем канал радиосвязи не прерывается и как только радиостанция 6 определила ретранслятор 4 с большим уровнем сигнала, радиосервер 2 осуществляет передачу по первому тайм-слоту записанного речевого сигнала поездного диспетчера. Таким образом, информация поездного диспетчера не теряется и передается машинисту локомотива в полном объеме.
При роуминге в канале возможны кратковременные интервалы, возникающие на время поиска другого ретранслятора 4 с большим уровнем сигнала, которые могут проявляться в виде щелчков, однако в целом качество связи улучшается, так как локомотивная радиостанция 6 переходит в зону радиопокрытия другого ретранслятора 4 с большим уровнем сигнала.
Режим работы системы аналогичным образом осуществляется в случае передачи речевого сигнала поездного диспетчера по другому логическому каналу (второму тайм-слота).
При этом исключается прерывание речевых сообщений, передаваемых машинисту со стороны поездного диспетчера.
Для случая, когда ведется передача в направлении от машиниста локомотива 7 к поездному диспетчеру, аналогичный режим работы «handover» тоже обеспечивается.
При вступлении локомотива 7 в зону приема речевого сигнала ретранслятора 4 с минимальным уровнем радиостанция 6 формирует метки минимального уровня сигнала, которые фиксирует блок 10 и направляет их в блок 11 для формирования команды на переключение ретрансляторов 4 и направляет ее на вход радиостанции 6 для передачи по второму логическому каналу (по второму тайм-слоту) в центральный диспетчерский центр 3 управления, поскольку первый логический канал занят входящим соединением.
В диспетчерском центре 3 управления подключенный к радиосерверу 2 блок 8 регистрирует наличие команды на переключение ретрансляторов 4 и направляет соответствующий сигнал в блок 9 управления, который осуществляет формирование команды на переключение ретрансляторов 4.
Получив команду на переключение ретрансляторов 4, радиосервер 2 осуществляет запись речевого сигнал поездного диспетчера, посылает сигнал переключения ретранслятору 4 и освобождает первый тайм-слот от передачи речевого сигнала поездного диспетчер на ретрансляторе 4, через который был организован канал радиосвязи.
При отсутствии сигнала на первом логическом канале локомотивная радиостанция 6 переходит в режим пассивного роуминга, т.е. переключается на поиск другого ретранслятора 4 с большим уровнем сигнала. Причем канал радиосвязи не прерывается, и голосовая связь между поездным диспетчером и машинистом локомотива сохраняется. Таким образом, исключается прерывание речевых сообщений, передаваемых поездному диспетчеру со стороны машиниста.
Режим работы системы аналогичным образом осуществляется в случае организации передачи речевых сигналов поездного диспетчера и машиниста по другому логическому каналу (второму тайм-слоту).
Кроме того, режим работы системы аналогичным образом осуществляется и в случае организации передачи речевых сигналов дежурного по станции и машиниста.
Таким образом, предлагаемая система цифровой поездной радиосвязи реализует непрерывную связь между диспетчером и машинистами локомотивов, что позволяет улучшить качество и повысить надежность связи в пределах диспетчерского участка.