СПОСОБ ЦИФРОВОЙ ПОЕЗДНОЙ РАДИОСВЯЗИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
METHOD OF DIGITAL TRAIN RADIO COMMUNICATION ON RAILWAY TRANSPORT

Изобретение относится к технике электросвязи, преимущественно цифровой конвенциальной радиосвязи, и может найти применение для организации цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
Известен способ совмещенной радиосвязи и радионавигации и устройство его реализации для железнодорожного транспорта, при котором в паузах между сообщениями в диспетчерский передатчик подают запросный видеоимпульсный навигационный сигнал, которым модулируют высокочастотные колебания диспетчерского передатчика, модулированные сигналы принимают и демодулируют локомотивным приемником, полученный видеосигнал подают в локомотивный передатчик и модулируют им высокочастотные колебания локомотивного передатчика, модулированные сигналы принимают и демодулируют диспетчерским приемником, фиксируют задержку ответного видеоимпульсного навигационного сигнала относительно запросного, по полученной задержке в пропорциональном соотношении определяют дальность локомотива от диспетчерского пункта, являющуюся координатой локомотива на железнодорожной магистрали (RU №2108252, B61L 25/02, 1996 г.) Недостатком данного способа является аналоговая модуляция радиосигнала в диспетчерском передатчике и, следовательно, низкие помехоустойчивость сигнала и качество связи.
Известна система мобильной связи, в которой используются функциональные номера, зарегистрированные в зонах соответствующих базовых станций, набором которых осуществляется вызов радиоабонентов (ЕР 1860893, H04Q 7/22, 1998 г.) Недостатком данной системы является отсутствие визуальной информации о номерах поездов (локомотивов), находящихся на диспетчерском участке, и необходимость набора номера для установления соединений диспетчера с машинистом поездного локомотива.
Известен способ симплексной радиосвязи подвижных абонентов с абонентами телефонной сети, основанный на том, что в состав стационарной аппаратуры введены симплексная радиостанция и приемник управления, телефонная линия подключена к симплексной радиостанции через дифсистему, при этом радиостанция подвижного абонента работает в режиме двухчастотного симплекса (RU №2142198, Н04В 3/60, 1999 г.). Недостатком данного способа является неустойчивая работа дифсистемы и симплексной радиосвязи в целом.
Известна система связи на железнодорожном транспорте, содержащая первую и вторую системы радиосвязи, осуществляющие связь с локомотивами и работающие в первой и второй полосах частот, причем процессор, установленный на локомотиве, обеспечивает возможность избирательного реагирования на заданные сигналы управления (RU №2312783, В61L 27/02, 10.04.05). Недостаток данной системы заключается в ее неустойчивом функционировании из-за наличия на железной дороге зон, в которых радиосвязь отсутствует из-за мешающих отражений радиосигналов от объектов, находящихся вблизи железной дороги.
Наиболее близким техническим решением является способ цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте, описанный в способе диспетчерского управления на железнодорожном транспорте, включающий передачу речевых сигналов от поездного диспетчера к машинисту поездного локомотива 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 частотную модуляцию несущей (RU №2158691, В61L 27/04, 2000 г). Недостаток данного способа состоит в том, что в радиоканале между стационарной и локомотивной радиостанциями речевые сигналы поездного диспетчера передают в аналоговом виде, что не позволяет повысить качество и надежность поездной радиосвязи и создать новые железнодорожные технологии с обеспечением необходимого потребителю качества обслуживания, повысить безопасность перевозок и снизить их себестоимость.
Технический результат изобретения заключается в повышении качества и надежности поездной радиосвязи за счет цифровизации радиоканала, что позволит создать новые железнодорожные технологии с обеспечением необходимого потребителю качества обслуживания, повысить безопасность перевозок и снизить их себестоимость.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте, включающем передачу речевых сигналов от поездного диспетчера к машинисту поездного локомотива 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 частотную модуляцию несущей, согласно изобретению между распорядительной станцией и стационарными радиостанциями по дополнительному цифровому линейному каналу передают цифровые данные или речевые сигналы машинистов поездных локомотивов закрытых железнодорожных станций, в радиоканале осуществляют частотно-временное разделение каналов, причем на каждой частоте осуществляют передачу пакетов с помощью двух таймслотов с защитным интервалом между ними, при этом один таймслот используют для передачи информации основного линейного канала, а другой таймслот используют для передачи информации дополнительного линейного канала, при этом передачу информации осуществляют в пакетном виде.
Дополнительное отличие состоит в том, что в радиоканале в режиме передачи синхронизирующие сигналы формируют в середине каждого таймслота, а сигналы общего канала сигнализации формируют между таймслотами, при этом речевые сигналы кодируют с коррекцией ошибок по алгоритму кодирования речи с многополосным возбуждением.
На рис.1 представлена структурная схема системы, реализующая способ цифровой поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.
В диспетчерском круге поездной радиосвязи система содержит распорядительную станцию 1 и стационарные радиостанции 2, соединенные линейным каналом, локомотивные радиостанции 3, автоматизированное рабочее место 4 оператора радиосвязи, стационарное устройство 5 приема и передачи данных, технологический сервер 6, локомотивное устройство 7 приема и передачи данных, переговорные устройства 8.
При групповом вызове от поездного диспетчера к машинисту поездного локомотива в основной линейный канал от распорядительной станции 1 посылается сигнал подключения соответствующей стационарной радиостанции 2. Затем в основной линейный канал от распорядительной станции 1 через подключенную стационарную радиостанцию 2 посылается сигнал вызова локомотивной радиостанции 3 и голосовой вызов машиниста поездного локомотива. Машинисты локомотивов, находящихся в зоне радиопокрытия стационарной радиостанции 2, прослушивают в громкоговорящем режиме голосовой вызов машиниста поездного локомотива. Между этим машинистом поездного локомотива и поездным диспетчером ведутся переговоры с помощью переговорных устройств 8. В основном линейном канале и радиоканале вызывные сигналы и речевые сигналы поездного диспетчера и машиниста поездного локомотива передаются в цифровом виде. По окончании переговоров распорядительная станция 1, стационарная радиостанция 2 и локомотивная радиостанция 3 приходят в исходное состояние. Мониторинг и администрирование оборудования радиосвязи осуществляется с автоматизированного рабочего места 4 поездной радиосвязи АРМ ПРС.
При индивидуальном вызове от поездного диспетчера к машинисту поездного локомотива в основной линейный канал от распорядительной станции 1 посылается сигнал индивидуального вызова машиниста поездного локомотива, который транслируется в радиоканал через все стационарные радиостанции 2. Индивидуальный вызов принимается соответствующей локомотивной радиостанцией 3 и между машинистом поездного локомотива и поездным диспетчером ведутся переговоры с помощью переговорных устройств 8. В основном линейном канале и радиоканале вызывные сигналы и речевые сигналы поездного диспетчера и машиниста поездного локомотива передаются в цифровом виде. По окончании переговоров распорядительная станция 1, стационарная радиостанция 2 и локомотивная радиостанция 3 приходят в исходное состояние.
При вызове от машиниста поездного локомотива к поездному диспетчеру от локомотивной радиостанции 4 в радиоканал посылается сигнал вызова. Ближайшая стационарная радиостанция 2, принявшая вызов, подключается к основному линейному каналу и между машинистом поездного локомотива и поездным диспетчером ведутся переговоры с помощью переговорных устройств 8. В основном линейном канале и радиоканале вызывные сигналы и речевые сигналы поездного диспетчера и машиниста поездного локомотива передаются в цифровом виде. По окончании переговоров распорядительная станция 1, стационарная радиостанция 2 и локомотивная радиостанция 3 приходят в исходное состояние.
Между локомотивным 7 и стационарным 5 устройствами передачи данных производится обмен данными. Он производится по дополнительному линейному каналу и радиоканалу. От локомотивного устройства 7 приема и передачи данных передается информация, например мониторинг локомотивного оборудования и радиооборудования локомотива. От стационарного устройства 5 приема и передачи данных передается информация, например режим движения поезда. Принятая информация стационарным устройством 5 приема и передачи данных сохраняется в технологическом сервере 6.
При наличии в диспетчерском круге закрытых железнодорожных станций организуется радиосвязь машинистов поездных локомотивов закрытых железнодорожных станций с дежурными по станции, соседних с закрытой, через стационарные радиостанции, установленные на закрытых станциях. В этом случае используется дополнительный линейный канал.
На рис.2 представлена временная диаграмма обмена цифровыми сигналами в радиоканале между стационарной и локомотивной радиостанциями. На каждой частоте осуществляют передачу пакетов с помощью двух таймслотов с защитным интервалом между ними, при этом один таймслот используют для передачи информации основного линейного канала, а другой таймслот используют для передачи информации дополнительного линейного канала. В радиоканале в режиме передачи синхронизирующие сигналы формируют в середине каждого таймслота, а сигналы общего канала сигнализации формируют между таймслотами, при этом речевые сигналы кодируют с коррекцией ошибок по алгоритму кодирования речи с многополосным возбуждением.
Размещение синхронизирующих сигналов в середине пакета обеспечивает синхронизацию передающих и приемных таймслотов, возможность переключения передающей радиостанции на обратный канал и прием информации обратного канала. Сигналы общего канала сигнализации осуществляют управление таймслотами.
Речевые сигналы кодируют с коррекцией ошибок по алгоритму кодирования речи с многополосным возбуждением. Такой алгоритм коррекции ошибок обеспечивает на приеме хорошую различимость речи машиниста поездного локомотива, на которую накладывается мешающий фон в кабине локомотива, а также обеспечивает дополнительную защиту при передаче оцифрованного голосового сигнала по радиоканалу.
Предложенное техническое решение обеспечивает повышение качества и надежности поездной радиосвязи за счет цифровизации радиоканала, что позволит создать новые железнодорожные технологии с обеспечением необходимого потребителю качества обслуживания, повысить безопасность перевозок и снизить их себестоимость.