СИСТЕМА ЦИФРОВОЙ ОПЕРАТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
SYSTEM OF DIGITAL OPERATIVE-TECHNOLOGICAL COMMUNICATION OF RAILWAY TRANSPORT

Изобретение относится к технике электросвязи, преимущественно к цифровой связи, и может найти применение на железнодорожном транспорте для организации оперативно-технологической связи работников, организующих движение поездов.
Известна система построения многокольцевой иерархической сети на волоконно-оптических линиях связи, реализующая известный способ построения многокольцевой иерархической сети на волоконно-оптических линиях связи, содержащая центральный узел связи с центральной станцией и коммутирующие станции, соединенные в кольца нижнего уровня иерархии, охватывающие различные пространственные области, введенные коммутирующие станции, предназначенные для передачи информации между кольцами разных уровней иерархии, причем центральная станция и коммутирующие соединены между собой в кольцо верхнего уровня иерархии (RU 2127489, Н04В 10/12, H04J 14/00, 1998 г.).
Известная система обеспечивает надежность радиосвязи за счет организации переговоров по обходным ветвям колец при обрыве основных ветвей колец. Однако в штатном режиме при отсутствии аварии в основной части кольца нижнего уровня иерархии его обходная часть не используется и не может быть предоставлена для организации других связей.
Известно устройство кольцевой сети оперативно-технологической связи по волоконно-оптическим системам передачи на железнодорожном транспорте, содержащее на распорядительной станции коммутатор оперативно-технологической связи, к которому подключен пульт управления оперативной радиосвязи диспетчера, а на каждой исполнительной станции - коммутатор оперативно-технологической связи, к которому подключена стационарная радиостанция, мобильные радиостанции, причем коммутаторы оперативно технологической связи исполнительных станций соединены в кольца нижнего уровня иерархии, охватывающие круги диспетчерской радиосвязи, коммутаторы оперативно-технологической связи на главных исполнительных станциях конфигурируются в качестве мостовых и предназначены для передачи информации между кольцами нижних и верхних уровней иерархии, коммутатор оперативно-технологической связи распорядительной станции и мостовые коммутаторы соединены между собой в кольцо верхнего уровня иерархии, а каждый первичный цифровой канал кольца нижнего и верхнего уровней иерархии содержит В-каналы для передачи разговорных сигналов и D-канал для передачи сигналов управления и соответствующую аппаратуру, обеспечивающую двухсторонний обмен сообщениями между оперативно-диспетчерским и/или руководящим персоналом дороги и машинистами поездов и передачу сигналов управляющих команд оперативно-диспетчерского персонала (RU 2289208, Н04В 10/12, Н04В 7/26, 10.12.2006).
В известном техническом решении каждое направление железной дороги строится на основе колец нижнего уровня, охватывающих участки железной дороги, и кольца верхнего уровня, объединяющего кольца нижнего уровня с помощью мостовых станций и соединяющего их с распорядительной станцией соответствующего направления.
Кольцо верхнего уровня используется для ретрансляции информации между кольцами нижнего уровня и распорядительной станции в пределах направления железной дороги. В аппаратуре мостовых и распорядительных станций производится полупостоянное соединение канальных интервалов колец нижнего и верхнего уровней в соответствии со схемой диспетчерских связей каждого направления.
Система цифровой оперативно-технологической связи основывается на использовании волоконно-оптических линий связи и цифровых систем передачи.
Для построения диспетчерских связей используют закрепленные основные цифровые каналы (ОЦК), объединяющие абонентов распорядительной и исполнительной станций диспетчерского участка.
С целью обеспечения надежности работы диспетчерские связи построены по кольцевому принципу с использованием пространственных колец, основное и обходное направления которых организованы в разных волоконно-оптических системах передачи.
Кольцевая структура для организации первичной сети оперативно-технологической связи обеспечивает надежность оперативно-технологической связи, а также функционирование системы с автоматическим включением части кольца обходного направления при нарушении части кольца основного направления. Однако части колец нижнего и верхнего уровней обходного направления во время нормальной работы сети (в отсутствие аварий) не используются.
Задача, решаемая изобретением, заключается в создании технического решения, обеспечивающего возможность построения оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием меньшей канальной емкости первичной сети без ухудшения основных показателей систем оперативно-технологической связи (ОТС).
Технический результат заключается в оптимизации канальных ресурсов первичных сетей оперативно-технологической связи за счет формирования кольца нижнего уровня, функции обходного направления которого выполняет часть кольца верхнего уровня.
Технический результат изобретения достигается тем, что система цифровой оперативно-технологической связи железнодорожного транспорта включает двухуровневую кольцевую архитектуру сети на базе колец нижнего и верхнего уровней, в основное направление кольца верхнего уровня включена распорядительная станция с пультами управления, на каждом участке оперативно-технологической связи в одном из пунктов кольца нижнего уровня установлена мостовая станция с пультами управления, а в других пунктах - исполнительные станции с пультами управления, исполнительные и мостовая станции включены последовательно в основное направление кольца нижнего уровня, при этом мостовые станции каждого участка оперативно-технологической связи включены в основное направление кольца верхнего уровня, для формирования обходного направления которого станции, установленные на концах его основного направления, через соответствующие шлюзы подключены к сети с коммутацией пакетов.
Сущность изобретения поясняется чертежом фиг.1, на котором изображена структурная схема одного из варианта выполнения системы цифровой оперативно-технологической связи.
Система цифровой оперативно-технологической связи включают двухуровневую кольцевую архитектуру сети на базе колец нижнего и верхнего уровней.
В основное направление кольца 1 верхнего уровня включена распорядительная станция 2 с пультами 3 и 4 управления первого и второго поездных диспетчеров ДНЦ, установленная в едином диспетчерском центре управления.
На каждом участке оперативно-технологической связи в одном из пунктов установлена мостовая станции 5 с пультами 6 и 7 управления соответственно диспетчера инфраструктуры и дежурного по станции, а во втором пункте - исполнительная станция 8 с пультами 9 управления дежурного по станции, в третьем пункте - исполнительная станция 10 с пультами 11 управления дежурного по станции, причем мостовая и исполнительные станции 5, 8 и 10 включены последовательно в кольцо 12 нижнего уровня.
Мостовые станции 5 каждого участка оперативно-технологической связи включены в основное направление кольца 1 верхнего уровня, для формирования обходного направления которого станции 2 и 5, установленные на концах его основного направления, через соответствующие шлюзы 13 и 14 подключены к сети 15 с коммутацией пакетов.
Кольца 12 нижнего уровня охватывают участки железной дороги одного направления. Кольца 1 верхнего уровня объединяют кольца 12 нижнего уровня.
Кольцо 1 верхнего уровня используется для ретрансляции информации между кольцами 12 нижнего уровня и распорядительной станции 2 в пределах участка железной дороги.
Кольцо 1 верхнего уровня обеспечивает организацию диспетчерских кругов, абоненты которых расположены в нескольких участках, и подтягивание диспетчерских кругов к аппаратуре распорядительной станции 2 диспетчерского центра управления. В аппаратуре мостовых и распорядительной 5 и 2 станций производится полупостоянное соединение канальных интервалов колец 1 и 12 нижнего и верхнего уровней в соответствии со схемой диспетчерских связей каждого направления.
Каждое кольцо 12 нижнего уровня образовано на базе «пучка» первичных цифровых каналов (ПЦК) с величиной информационного потока Е1 2048 Кбит/с в каждом. Количество ПЦК в «пучке» зависит от суммарного информационного потока в кольце нижнего уровня. Каждый канал ПЦК содержит 32 канала ОЦК.
Кольцо 1 верхнего уровня образовано на базе «пучка» первичных цифровых каналов. Количество ПЦК в «пучке» зависит от суммарного информационного потока в каналах ретрансляции.
Кольцевая структура организации первичной сети оперативно-технологической связи принята для повышения надежности и обеспечивает функционирование системы с автоматическим включением обходного направления при нарушении основного направления.
Цифровая сеть ОТС обеспечивает передачу информации следующих видов: речь абонентов оперативно-технологической связи (ОТС); сообщения, речь абонентов общетехнологической связи (ОбТС).
Речь абонентов оперативно-технологической связи в сети ОТС передают в В-каналах ПЦК.
Для передачи речи абонентов ОТС одного диспетчерского круга используется групповой канал ОЦК с технической возможностью для каждого абонента круга свободного прослушивания канала и ввода речи в него.
Для управления передачей речи в групповом канале используются сигнальные сообщения, передаваемые в D-канале ПЦК сети ОТС.
Коммутация группового канала для каждого диспетчерского круга выполняется на принципах полупостоянного соединения, создаваемого при инсталляции системы. При этом осуществляется распределение групповых каналов (равным количеству диспетчерских кругов) по В-каналам ПЦК с закреплением за ними соответствующих номеров.
В пределах одного кольца 1 или 12 (верхнего или нижнего уровня) для группового канала во всех звеньях ПЦК используют В-каналы с одним и тем же номером. Номера В-каналов, выделенных для организации одного и того же группового канала в разных кольцах, могут не совпадать.
Передача сообщений в сети ОТС осуществляется в общем канале сигнализации (ОКС), организованном в D-канале колец 1 и 12 ПЦК верхнего и нижнего уровней. Техническая скорость передачи информации в ОКС составляет 64 кбит/с. ОКС предназначен для передачи сигнальных сообщений для управления передачей речи в групповых каналах абонентов ОТС, а также служебных сообщений для обеспечения доступа технического персонала к сети ОТС, дистанционного контроля и управления ресурсами системы.
Передача речи абонентов ОбТС в сети ОТС осуществляется по выделенным В-каналам колец ПЦК верхнего и нижнего уровней из числа не использованных для групповых каналов абонентов ОТС.
В исполнительных станциях 8 и 10 подключение речевого тракта абонента к В-каналу группового канала в сети ОТС осуществляется с помощью сумматоров. Речь абонента вводиться в В-канал звена ПЦК и передается в двух направлениях с доведением во все станции кольца.
В каждом кольце 1 и 12 ПЦК для предотвращения циркуляции речи в В-каналах используется точка логического разрыва. Эта точка устанавливается на главной станции.
Точка логического разрыва на главной станции кольца существует всегда при условии исправности всех элементов кольца. Для контроля работоспособности и целостности кольца главная станция осуществляет периодическую передачу по ОКС кольца служебного сообщения «Контроль кольца». Факт возврата данного сообщения (по кольцу) в главную станцию в течение определенного времени от момента его отправки в канал трактуется как нормальная работа кольца, а факт невозврата - как нарушение его целостности и возникновение в кольце физического разрыва.
В случае возврата сообщения «Контроль кольца» точку логического разрыва В-каналов на главной станции кольца устраняют и разрешают беспрепятственную передачу речевой информации. При этом передачу служебного сообщения «Контроль кольца» в ОКС кольца ПЦК продолжают, и в случае возврата этого сообщения в главную станцию кольца в ней вновь восстанавливается точка логического разрыва.
Сообщения, вводимые станциями в D-канал кольца 1 и 12 ПЦК верхнего или нижнего уровня, передаются одновременно в двух направлениях - по обеим дугам кольца, с обязательным доведением сообщений до всех станций кольца.
Для предотвращения циркуляции сообщений в кольце применяется процедура «гашения» сообщений. Сообщение «Контроль кольца» гасится в главной станции кольца, совершив при этом полный оборот по всем станциям кольца.
Обходным направлением кольца 1 верхнего уровня является сеть 15 с коммутацией пакетов. Точка логического разрыва в В-каналах кольца 1 верхнего уровня организуется на любой из станций 5 или 2, принятой за главную. Шлюзы 13 и 14 преобразуют поток Е1 в пакеты IP), которые передаются по сети 15 с коммутацией пакетов, и обратно, из пакетов IP - в поток Е1.
SDH
Контроль целостности кольца 1 осуществляется посылкой соответствующего служебного сообщения по D-каналу циркулирующего в обоих направлениях по сети  через станции 5 и 2 и через шлюзы 13 и 14 по сети 15 с коммутацией пакетов. При нарушении целостности кольца 1, что обнаруживается отсутствием приема служебного сообщения контроля кольца, логический разрыв в В-каналах снимается. В этом случае сигналы в В-каналы станций 2 или 5 поступают как по линии между мостовыми станциями 5 участков (до места повреждения), так и по сети 15 с коммутацией пакетов. При устранении повреждения и возобновлении приема служебного сообщения контроля кольца 1, логический разрыв в В-каналах восстанавливается.
При использовании для организации обходного направления колец 1 верхнего уровня сети 15 с коммутацией пакетов принимают соответствующие меры по обеспечению заданного времени доставки сообщений и передачи сигналов управления.
При этом освобождающаяся часть канальной емкости первичной сети (каналов ПЦК) может быть использована для организации общетехнологической телефонной связи, передачи данных, информации ОПС и видеонаблюдения.
Контроль целостности кольца 12 осуществляется посылкой соответствующего служебного сообщения по D-каналу, циркулирующего в обоих направлениях через станции 5, 8 и 9. При нарушении целостности кольца 12, что обнаруживается отсутствием приема служебного сообщения контроля кольца, логический разрыв в В-каналах снимается. В этом случае сигналы в В-каналы станций 8 и 10 поступают по линии обходного направления кольца 12 (до места повреждения). При устранении повреждения и возобновлении приема служебного сообщения контроля кольца 12 логический разрыв в В-каналах восстанавливается.
Таким образом, предлагаемая цифровая система оперативно-технологической связи обеспечивает возможность построения оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием меньшей канальной емкости первичной сети без ухудшения основных показателей систем оперативно-технологической связи.