DIGITAL TECHNICAL OPERATIONAL COMMUNICATION SYSTEM ON RAILWAY TRANSPORT BY USING PACKET SWITCHING NETWORKS
СИСТЕМА ЦИФРОВОЙ ОПЕРАТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СЕТЕЙ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ

Изобретение относится к электросвязи, преимущественно к цифровой связи, и может найти применение на железнодорожном транспорте для оперативно-технологической проводной и радиосвязи при организации движения поездов.
Известна система связи и управления кольцевым соединением, содержащая администратор кольцевого соединения и соединенные в кольцо сетевые элементы. Администратор кольцевого соединения, путем замыкания и размыкания кольцевого соединения при управлении передачей речевых сигналов, обеспечивает работу кольцевого соединения при обслуживании системы связи (RU 2199187, кл. H04L 12/42, 20.02.03).
Однако известная система управления кольцевым соединением для обслуживания имеет недостаток, заключающийся в использовании ручного управления кольцевым соединением.
Известна также система связи и диспетчерского управления на железнодорожном транспорте, включающая формирование сообщения сигнализации и его передачу по групповому кольцевому каналу связи на каждую из N промежуточных станций, подключенных к упомянутому кольцевому каналу связи (RU 2158691, кл. B61L 27/04, 10.11.2000).
Известная система связи и диспетчерского управления на железнодорожном транспорте имеет недостаток, заключающийся в том, что для каждого участка системы железнодорожной вязи необходимо организовывать дополнительные кольцевые каналы связи. Кроме этого, известная система связи и диспетчерского управления на железнодорожном транспорте не обеспечивает управление сетью связи и создание современной системы ее эксплуатации.
Известна система цифровой оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте, содержащая смонтированные в едином диспетчерском центре управления распорядительную станцию с цифровым интерфейсом и с пультами оперативной связи, а на каждой станции - коммутаторы с пультами оперативной связи, причем на каждом участке оперативно-технологической связи коммутаторы соединены последовательно между собой и с распорядительной станцией с помощью первичного цифрового канала по кольцевой схеме, распорядительная станция и каждый коммутатор содержат средство коммутации, контроллер общего канала сигнализации, цифровые сумматоры в групповых каналах, которые включены в основные цифровые каналы первичного цифрового канала, в канал управления которого включен контроллер общего канала сигнализации (RU 2127489, Н04В 10/12, H04J 14/00, 10.03.99).
Недостатком известной системы является неэффективное использование каналов обходных направлений колец, которые во время нормальной работы находятся в холостом режиме и подключаются только на время аварийного состояния каналов основного направления. Организация диспетчерских связей посредством полупостоянных соединений основных цифровых каналов ОЦК первичного цифрового канала ПЦК усложняет проведение изменений конфигурации системы диспетчерских связей за счет большого количества переключений.
Наиболее близкой из известных по своей технической сущности и достигаемому результату систем является выбранная в качестве прототипа система цифровой оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием сетей с коммутацией пакетов, содержащая на каждой станции участка оперативно-технологической связи первичные мультиплексоры, связанные первичным каналом синхронной цифровой иерархии (ISD) (ПЦК), причем в составе упомянутых первичных мультиплексоров имеются цифровые сумматоры, которые включены в основные цифровые групповые каналы (ОЦК) упомянутого первичного канала и распределители (контроллеры), включенные последовательно в сигнальные каналы упомянутого первичного канала. В первичном мультиплексоре одной из станций участка оперативно-технологической связи последовательно с сумматорами в групповые каналы включены управляемые ключи, а первичные мультиплексоры на станциях расположенных в начале и конце участка оперативно-технологической связи через включенные последовательно первые устройства сопряжения, первые коммутаторы и первые маршрутизаторы подключены к магистральной сети с коммутацией пакетов по протоколу IP, которая в едином диспетчерском центре управления соединена с последовательно соединенными вторым маршрутизатором, вторым коммутатором и третьим маршрутизатором. Один из выходов второго коммутатора соединен с каналом связи единой системы мониторинга и администрирования железнодорожной технологической связи ЕСМА, а выход третьего маршрутизатора подключен через локальную сеть с коммутацией пакетов по протоколу IP единого диспетчерского центра управления к серверу упомянутой локальной сети IP и к пультам диспетчерской связи. На каждой станции коммутаторы также соединены с пультами оперативной связи и каждый коммутатор содержит средство коммутации и контроллер общего канала сигнализации (RU 74256 U1, Н04В 10/12 H04J 14/00, 20.06.08).
Недостатком известной системы является использование сетей с коммутацией пакетов только на верхнем уровне, что вызывает необходимость применения на каждой железнодорожной станции, для оперативно-технологической связи, парковой связи и других отдельных коммутационных станций, что усложняет систему и затрудняет ее техническую эксплуатацию.
Технический результат предлагаемой системы цифровой оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием сетей с коммутацией пакетов, заключается в повышении эффективности использования основных цифровых каналов при сохранении высокого уровня надежности, простоты осуществления изменений конфигурации и комплексного построения всех видов станционной технологической связи.
Технический результат достигается тем, что в системе цифровой оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием сетей с коммутацией пакетов, содержащей на каждой станции участка оперативно-технологической связи первичные мультиплексоры, связанные первичным цифровым каналом синхронной цифровой иерархии, причем в составе упомянутых первичных мультиплексоров имеются цифровые сумматоры, которые включены в основные цифровые групповые каналы упомянутого первичного канала и распределители, включенные последовательно в сигнальные каналы упомянутого первичного канала, причем в первичном мультиплексоре одной из станций участка оперативно-технологической связи последовательно с сумматорами в групповых каналах включены управляемые ключи, а первичные мультиплексоры на станциях, расположенных в начале и конце участка оперативно-технологической связи, через включенные последовательно первые устройства сопряжения, первые коммутаторы и первые маршрутизаторы подключены к магистральной сети с коммутацией пакетов по протоколу IP, которая в едином диспетчерском центре управления соединена с последовательно соединенными вторым маршрутизатором, вторым коммутатором и третьим маршрутизатором, при этом один из выходов второго коммутатора соединен с каналом связи единой системы мониторинга и администрирования железнодорожной связи, а выход третьего маршрутизатора подключен через локальную сеть IP единого диспетчерского центра управления к серверу упомянутой локальной сети IP и к пультам диспетчерской связи, согласно изобретению на каждой из станций участка оперативно-технологической связи первичные мультиплексоры соединены через включенные последовательно вторые устройства сопряжения, третьи коммутаторы и четвертые маршрутизаторы со станционными локальными сетями IP, к которым подключены устройства станционной технологической связи и телесигнализации, причем каждая станционная локальная сеть IР снабжена прокси-сервером, подключенным к выходу третьего коммутатора.
На чертеже приведена структурная схема заявляемой системы.
Система цифровой оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием сетей с коммутацией пакетов содержит на каждой станции участка оперативно-технологической связи первичные мультиплексоры 1, связанные первичным цифровым каналом 2 синхронной цифровой иерархии ПЦК, причем в составе упомянутых первичных мультиплексоров 1 имеются цифровые сумматоры 3, которые включены в основные цифровые групповые каналы 4 ОЦК упомянутого первичного цифрового канала 2, и распределители 5, включенные последовательно в сигнальные каналы упомянутого первичного цифрового канала 2, причем в первичном мультиплексоре 1 одной из станций участка оперативно-технологической связи последовательно с цифровыми сумматорами 3 в групповых каналах включены управляемые ключи 6, а первичные мультиплексоры 1 на станциях, расположенных в начале и конце участка оперативно-технологической связи, через включенные последовательно первые устройства сопряжения 7, первые коммутаторы 8 и первые маршрутизаторы 9 подключены к магистральной сети 10 с коммутацией пакетов по протоколу IP, которая в едином диспетчерском центре управления соединена с последовательно соединенными вторым маршрутизатором 11, вторым коммутатором 12 и третьим маршрутизатором 13, при этом один из выходов второго коммутатора 12 соединен с каналом связи 14 единой системы мониторинга и администрирования железнодорожной технологической связи (ЕСМА), а выход третьего маршрутизатора 13 подключен через локальную сеть IP 15 единого диспетчерского центра управления к серверу 16 упомянутой локальной сети IP 15 и к пультам 17 диспетчерской связи.
На каждой из станций участка оперативно-технологической связи первичные мультиплексоры 1 соединены через включенные последовательно вторые устройства сопряжения 18, третьи коммутаторы 19 и четвертые маршрутизаторы 20 со станционными локальными сетями IP 21, к которым подключены устройства 22 станционной технологической связи и телесигнализации, причем каждая станционная локальная сеть IP 21 снабжена прокси-сервером 23, подключенным к выходу третьего коммутатора 19.
Система цифровой оперативно-технологической связи на железнодорожном транспорте с использованием сетей с коммутацией пакетов работает следующим образом.
При необходимости переговоров, например с поездным диспетчером, дежурный соответствующей станции в режиме громкоговорящей связи голосом вызывает поездного диспетчера. Речевой сигнал от пульта оперативной связи дежурного, входящего в устройства 22 станционной связи и телесигнализации (на чертеже не показан) поступает в станционную локальную сеть IP 21 и далее, через второе устройство сопряжения 18 попадает на вход третьего коммутатора 19.
Устройства 22 станционной связи и телеуправления кроме пультов оперативной связи могут включать в себя любые другие устройства, снабженные интерфейсом для подключения к станционной локальной сети IP 21. Например, это могут быть радиостанции станционной связи, базовые станции радиодоступа DECT, усилители громкоговорящего оповещения, парковые переговорные устройства, устройства видеонаблюдения и другие. Таким образом, на станциях обеспечивается единая телекоммуникационная платформа и гибкая система с точки зрения возможности оперативной реорганизации связей.
Устройство сопряжения 18 осуществляет преобразование протокола связи локальной сети IP 21 в протокол связи синхронной цифровой иерархии (SDH) с интерфейсом Е1.
Прокси-сервер 23 обеспечивают установление соединений между объектами локальной сети IP 21 в соответствии предусмотренным технологическим процессом.
Через третий коммутатор 19, устройство сопряжения 18 и сумматор 3 группового канала речевая информация поступает в первичный канал 2 синхронной цифровой иерархии (ПЦК). При нормальной работе сети SDH при передаче речевой информации управляемые ключи 6 находятся в разомкнутом состоянии, для исключения самовозбуждения трактов (цепи управления ключами тривиальны и поэтому не показаны). Далее речевая информация проходит по первичному каналу 2 до станции А, расположенной в начале участка оперативно-технологической связи, где через первое устройство сопряжения 7, первый коммутатор 8 и первый маршрутизатор 9 попадает в магистральную сеть IP 10. По магистральной сети IP 10 соответствующие каналы попадают в диспетчерский центр управления ДЦУП, где через второй маршрутизатор 11, второй коммутатор 12, третий маршрутизатор 13 и сервер 16 единого диспетчерского центра управления, поступают в локальную сеть IP 15 и далее на соответствующий пульт 17 диспетчерской связи сервер 16 единого диспетчерского центра управления, наряду с функциями сервера системы мониторинга и администрирования аппаратуры связи промежуточных станций выполняет также функции прокси-сервера.
На пульте 17 индицируется вызывающий пульт промежуточной станции. Между дежурным по станции и поездным диспетчером ведутся переговоры.
При вызове от поездного диспетчера к дежурному соответствующей станции речевой сигнал проходит аналогичным рассмотренному выше образом, в обратном направлении. Вызывные сигналы и команды управления проходят аналогично рассмотренному ранее, за исключением того, что в первичных мультиплексорах 1, они проходит не через сумматоры 3, а через распределители 5.
Сопряжение каналов ОЦК с аналоговыми ответвлениями диспетчерской связи осуществляется в первичных мультиплексорах, для чего мультиплексор 1, находящийся в пункте ответвления, оборудуется соответствующими линейными комплектами.
Подключение к станционным локальным сетям линий перегонной связи ПГС осуществляется через соответствующие линейные комплекты в первичных мультиплексорах 1. Возможно подключение линий перегонной связи ПГС непосредственно к станционной локальной сети IP.
Межстанционная связь МЖС и управление работой соседних станций осуществляются по каналам ОЦК первичных мультиплексоров 1.
Для мониторинга и администрирования всей аппаратуры связи в целом, второй коммутатор 12 связан с каналом связи 14 единой системы мониторинга и администрирования железнодорожной технологической связи ЕСМА ОАО РСЖД.
Информационно-логическое взаимодействие диспетчерских пультов с устройствами 22 станционной технологической связи и телеуправления осуществляется по стандартному протоколу (SIP или другому). Контроль исправности кольца нижнего уровня осуществляется в цепи первичных мультиплексоров и магистральной сети IP.
При нарушении связи в цепи первичных мультиплексоров 1 оба разорванных участка оказываются подключенными к оборудованию диспетчеров через сеть IP. При этом замыкаются ключи 6.
По сравнению с прототипом в заявляемой системе исключены коммутационные станции и обеспечивается комплексная организация всех видов технологической связи.
Таким образом, заявляемая система обеспечивает решение технической задачи повышения эффективности использования основных цифровых каналов при сохранении высокого уровня надежности и простоты осуществления изменений конфигурации, расширении функциональных возможностей системы связи и улучшении условий технической эксплуатации.