устройство технологической радиосвязи при использовании волоконно-оптических систем передачи на железнодорожном транспорте

Формула изобретения

1. Устройство технологической радиосвязи при использовании волоконно-оптических линий передачи на железнодорожном транспорте, содержащее в едином диспетчерском центре управления в каждом направлении распорядительные станции с цифровым интерфейсом, а на каждой исполнительной станции - стационарные радиостанции с цифровым интерфейсом, причем к распорядительным станциям и стационарным радиостанциям с цифровыми интерфейсами подключены пульты оперативной радиосвязи, распорядительные станции с цифровым интерфейсом через цифровую систему передачи соединены со стационарными радиостанциями с цифровым интерфейсом с помощью выделенного кольцевого потока Е1, стационарные радиостанции с аналоговым интерфейсом подключены к аналоговому ответвлению, а на подвижных объектах установлены мобильные радиостанции, отличающееся тем, что в едином диспетчерском центре управления потоком Е1 последовательно соединены распорядительные станции с цифровым интерфейсом симплексной поездной радиосвязи, дуплексной поездной радиосвязи, ремонтно-оперативной радиосвязи, а на каждой исполнительной станции потоком Е1 последовательно соединены стационарные радиостанции с цифровым интерфейсом симплексной поездной радиосвязи, дуплексной поездной радиосвязи, ремонтно-оперативной радиосвязи и станционной радиосвязи, при этом кольцевой поток Е1 содержит общий D-канал и отдельные В-каналы для каждой системы радиосвязи, аналоговое ответвление подключено к аналоговому выходу соответствующей стационарной радиостанции с цифровым интерфейсом, а в едином диспетчерском центре управления введено устройство управления сетью, вход которого соединен с управляющим выходом одной из распорядительных станций.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая стационарная радиостанция с цифровым интерфейсом содержит последовательно соединенные плату цифрового интерфейса, коммутатор, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи и унифицированный приемопередатчик, синхронизирующий выход платы цифрового интерфейса подключен к синхронизирующему входу процессора управления, предназначенного для управления работой коммутатора, управляющие выводы которого соединены с управляющими выводами платы цифрового интерфейса и коммутатора, второй управляющий вывод которого соединен с выводом сигнального процессора, предназначенного для анализа информации в каналах и информирования процессора управления о начале управления, а плата цифрового интерфейса выполнена в виде двух контроллеров Е1, коммутатора, контроллера HDLC, анализирующего протокол сетевого уровня, второго процессора управления и блока синхронизации, причем канальные выводы контроллеров Е1 соединены с канальными входами коммутатора и контроллера HDLC, управляющие выводы которых соединены с управляющими выводами второго процессора управления, вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации, второй выход которого подключен к синхронизирующему входу коммутатора, а синхронизирующие выводы блока синхронизации соединены с синхронизирующими выводами контроллеров Е1, входы которых являются сигнальными входами платы цифрового интерфейса, синхронизирующим входом, синхронизирующим выходом и управляющим выводом которого являются соответственно вход, третий выход блока синхронизации и второй управляющий вывод второго процессора управления.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к технике электросвязи, преимущественно радиосвязи при использовании волоконно-оптических линий передачи, и может найти применение на железнодорожном транспорте при организации кругов симплексной поездной, дуплексной поездной и ремонтно-оперативной радиосвязи, а также станционной радиосвязи.

Известно средство управления кольцевым соединением для кольцевых соединений обслуживания, содержащее администратор кольцевого соединения и соединенные в кольцо сетевые элементы. Администратор кольцевого соединения для кольцевого соединения обслуживания путем замыкания и размыкания кольцевого соединения обслуживания при управлении речевыми сигналами обеспечивает работу без помех кольцевого соединения обслуживания (патент RU №2199187, H04L 12/42, 2000 г.). Однако известное средство управления кольцевым соединением для кольцевых соединений обслуживания имеет недостаток, заключающийся в том, что оно содержит одно кольцо сетевых элементов и не может управлять кольцевым соединением с разными системами железнодорожной радиосвязи.

Известен способ диспетчерского управления на железнодорожном транспорте, включающий формирование сообщения сигнализации и его передачу по групповому кольцевому каналу связи на каждую из п станций, подключенных к упомянутому кольцевому каналу связи (патент RU №2158691, B61L 27/04, 2004 г.). Однако указанный способ диспетчерского управления на железнодорожном транспорте имеет недостаток, заключающийся в том, что для каждой системы железнодорожной радиосвязи, в том числе, симплексной поездной, дуплексной поездной и ремонтно-оперативной радиосвязи, необходимо организовывать дополнительные кольцевые каналы связи. Кроме этого, известный способ диспетчерского управления на железнодорожном транспорте не обеспечивает управление сетью радиосвязи и создание современной системы ее эксплуатации.

Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является устройство описанное в способе построения многокольцевой иерархической сети на волоконно-оптических линиях связи и базовая сеть для его осуществления, содержащее центральный узел связи (распорядительную станцию) с центральными станциями и коммутирующие станции (исполнительные станции), соединенные в кольца первого уровня иерархии, охватывающие различные пространственные области (круги диспетчерской связи), введенные коммутирующие станции предназначены для передачи информации между кольцами разных уровней иерархии, причем коммутаторы оперативно-технологической связи с пультами управления оперативной связи поездных диспетчеров распорядительной станции и мостовые коммутаторы соединены между собой в кольцо второго уровня иерархии (патент RU №2127489, HO4B 10/12, HO4J 14/00, 1998 г).

Недостатком данного устройства является то, что кольца второго уровня характеризуются меньшей скоростью передачи информации, чем кольца первого уровня, что не позволит обеспечить требуемую пропускную способность для всех систем железнодорожной радиосвязи, в том числе, симплексной поездной, дуплексной поездной и ремонтно-оперативной радиосвязи.

Сущность заявляемого устройства состоит в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым устройством технического результата.

Технический результат от использования предложенного технического решения состоит в том, что при использовании для технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте выделенного потока Е1 повышается живучесть радиосвязи. Технологическая радиосвязь должна быть круглосуточно готова к работе и обеспечивать радиосвязью широкий круг работников, занятых обеспечением движения поездов, текущим содержанием устройств, ремонтно-восстановительными работами, ликвидацией последствий аварий. При использовании предложенного технического решения обеспечивается управление сетью радиосвязи и создание современной системы ее эксплуатации.

Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию «новизна» и изобретательскому уровню, так как такое техническое решение не известно из технических источников.

Предложенное устройство является промышленно применимым, поскольку может быть реализовано существующими техническими средствами и соответствует критерию изобретательского уровня.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

На фиг.1 представлено предложенное устройство технологической радиосвязи при использовании волоконно-оптических линий передачи на железнодорожном транспорте. На фиг.2 представлено устройство стационарной радиостанции с цифровым интерфейсом.

Предложенное устройство технологической радиосвязи при использовании волоконно-оптических линий передачи на железнодорожном транспорте содержит в едином диспетчерском центре управления 1 в каждом направлении распорядительные станции с цифровым интерфейсом, а на каждой исполнительной станции 2 - стационарные радиостанции с цифровым интерфейсом, причем к каждой распорядительной станции и стационарной радиостанции с цифровыми интерфейсами подключены пульты оперативной радиосвязи, соответственно, 3 и 4, распорядительные станции с цифровым интерфейсом через цифровую систему передачи 5 соединены со стационарными радиостанциями с цифровым интерфейсом с помощью выделенного кольцевого потока Е1, стационарные радиостанции с аналоговым интерфейсом 6 подключены к аналоговому ответвлению, а на подвижных объектах установлены возимые радиостанции 7, в едином диспетчерском центре управления 1 потоком Е1 последовательно соединены распорядительные станции с цифровым интерфейсом симплексной поездной радиосвязи 8, дуплексной поездной радиосвязи 9, ремонтно-оперативной радиосвязи 10, а на каждой исполнительной станции 2 потоком Е1 последовательно соединены стационарные радиостанции с цифровым интерфейсом симплексной поездной радиосвязи 11, дуплексной поездной радиосвязи 12, ремонтно-оперативной радиосвязи 13 и станционной радиосвязи 14, при этом кольцевой поток Е1 содержит общий D-канал и отдельные В-каналы для каждой системы радиосвязи, аналоговое ответвление подключено к аналоговому выходу соответствующей стационарной радиостанции с цифровым интерфейсом, а в едином диспетчерском центре управления 1 введено устройство управления сетью 15, вход которого соединен с управляющим выходом одной из распорядительных станций.

Стационарная радиостанция с цифровым интерфейсом, например 11, содержит последовательно соединенные плату цифрового интерфейса 16, коммутатор 17, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи 18 и унифицированный приемопередатчик 19, синхронизирующий выход платы цифрового интерфейса 16 подключен к синхронизирующему входу процессора 20, управляющие выводы которого соединены с управляющими выводами платы цифрового интерфейса 16 и коммутатора 17, второй управляющий вывод которого соединен с выводом сигнального процессора 21, а плата цифрового интерфейса 16 выполнена в виде двух контроллеров Е1 22, коммутатора 23, контроллера HDLC 24, процессора 25 и блока синхронизации 26, причем канальные выводы контроллеров Е1 22 соединены с канальными входами коммутатора 23 и контроллера HDLC 24, управляющие выводы которых соединены с управляющими выводами процессора 25, вход которого соединен с первым выходом блока синхронизации 26, второй выход которого подключен к синхронизирующему входу коммутатора 23, а синхронизирующие выводы блока синхронизации 26 соединены с синхронизирующими выводами контроллеров Е1 22, входы которых являются сигнальными входами платы цифрового интерфейса 16, синхронизирующим входом, синхронизирующим выходом и управляющим выводом которого являются, соответственно, вход, третий выход блока синхронизации 26 и второй управляющий вывод процессора 25.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

В исходном состоянии В-каналы разомкнуты. Контроль целостности и управление разрывом В-каналов должны осуществляться на заданной распорядительной станции потока E1. Эта станция должна поочередно посылать в оба направления через заданный интервал времени сообщение «Контроль кольца». В течение установленного времени распорядительная станция ожидает появление сообщения «Контроль кольца» из противоположного канала. Если сообщения не появилось, то принимается решение что кольцо разомкнуто и В-канал смыкается. Если сообщение «Контроль кольца» появилось, то принимается решение что кольцо замкнуто и В-канал размыкается.

На участках железных дорог, не оборудованных волоконно-оптическими линиями передачи, имеются аналоговые ответвления, организованные по двухпроводным физическим линиям, к которым подключаются стационарные радиостанции с аналоговым интерфейсом 6. Аналоговые ответвления подключаются к аналоговому выходу стационарной радиостанции с цифровым интерфейсом 11. На этом выходе формируются аналоговые тональные сигналы, преобразованные из цифровых сигналов взаимодействия.

В едином диспетчерском центре управления 1 на дисплее устройства управления сетью 15 отображается линейная структура технологической радиосвязи и ее техническое состояние.

Функционирование устройства технологической радиосвязи при использовании волоконно-оптических линий передачи на железнодорожном транспорте определяется использованием D-канала как общего канала сигнализации для передачи команд управления, взаимодействия и мониторинга симплексной поездной, дуплексной поездной и ремонтно-оперативной радиосвязи, а также команд мониторинга станционной радиосвязи.

Алгоритм работы симплексной поездной радиосвязи следующий.

В исходном состоянии стационарные радиостанция 11 исполнительных станций 2 находятся в режиме дежурного приема в гектометровом диапазоне волн и отключены от линейного канала. При вызове от возимой радиостанции 7 стационарные радиостанции 11, принявшие вызов, посылают по D-каналу потока Е1 через цифровую систему передачи 5 сигналы входящего вызова. Распорядительная станция 8 в едином диспетчерском центре управления 1 посылает на стационарную радиостанцию 11, пославшую первой сигнал входящего вызова, сигнал подтверждения вызова, а на другие стационарные радиостанции 11, принявшие сигналы входящего вызова, посылает сигналы отклонения вызова. От подключившейся стационарной радиостанции 11 посылается сигнал контроля подключения и на пульте оперативной радиосвязи поездного диспетчера 3 включается вызывной сигнал. Переговоры ведутся установленным порядком. При получении сигнала «Отбой» стационарная радиостанция 11 переходит в дежурный режим.

При вызове от поездного диспетчера от распорядительной станции 8 по D-каналу потока Е1 посылается сигнал избирательного подключения той стационарной радиостанции 11, через которую должно быть установлено соединение с возимой радиостанцией 7. Стационарная радиостанция 11 подключается к линейному каналу и посылает по D-каналу потока Е1 сигнал контроля подключения. Переговоры ведутся установленным порядком. При получении сигнала «Отбой» стационарная радиостанция 11 переходит в дежурный режим.

При вызове от дежурного по станции на пульте оперативной радиосвязи 4 стационарной радиостанции 11 нажимается кнопка вызова, в результате чего посылается вызывной сигнал на возимую радиостанцию 7.

Алгоритм работы дуплексной поездной радиосвязи следующий.

В исходном состоянии стационарные радиостанции 12 исполнительных станций 2 посылают в диапазоне дециметровых волн сигнал свободности канала. При вызове от возимой радиостанции 7 стационарные радиостанции 12, принявшие вызов, посылают по D-каналу потока Е1 через цифровую систему передачи 5 оцифрованное значение уровня ВЧ сигнала на входе приемника. Посылка сигнала свободности прекращается. Распорядительная станция 9 в едином диспетчерском центре управления 1 посылает на стационарную радиостанцию 12 с наибольшим значением уровня ВЧ сигнала на входе приемника сигнал подтверждения вызова. На другие стационарные радиостанции 12, пославшие сигналы входящего вызова, посылаются сигналы отклонения вызова. От подключившейся стационарной радиостанции 12 посылается сигнал контроля подключения и на пульте оперативной радиосвязи диспетчера 3 включается вызывной сигнал. Переговоры ведутся установленным порядком. При получении сигнала «Отбой» стационарные радиостанции 12 вновь передают сигнал свободности канала.

При вызове от поездного диспетчера от распорядительной станции 9 единого диспетчерского центра управления 1 по D-каналу потока Е1 посылается сигнал исходящего вызова с номером поезда, который транслируется в эфир. Посылка сигнала свободности канала прекращается. Возимая радиостанция 7 принимает вызов и посылает сигнал контроля приема вызова. Стационарные радиостанции 12, принявшие сигнал контроля приема вызова, посылают по D-каналу потока Е1 через цифровую систему передачи 5 оцифрованное значение уровня ВЧ сигнала на входе приемника. Распорядительная станция 9 посылает подтверждение вызова на стационарную радиостанцию 12 с наибольшим оцифрованным значением уровня ВЧ сигнала на входе приемника. Стационарная радиостанция 12 подключается к линейному каналу и посылает по D-каналу потока Е1 сигнал контроля подключения. Переговоры ведутся установленным порядком. При получении сигнала «Отбой» стационарные радиостанции 12 вновь передают сигнал свободности канала.

Алгоритм работы ремонтно-оперативной радиосвязи следующий.

В исходном состоянии на стационарных радиостанциях 13 в режиме дежурного приема осуществляется сканирование на каждой из трех рабочих частот приемопередатчика метрового диапазона вызывных сигналов. При вызове от возимой радиостанции 7 стационарные радиостанции 13 исполнительных станций 2, зафиксировавших сигнал вызова, прекращают сканирование и посылают по D-каналу потока Е1 через цифровую систему передачи 5 оцифрованное значение уровня ВЧ сигнала на входе приемника. Распорядительная станция 10 единого диспетчерского центра управления 1, приняв сигналы входящего вызова с оцифрованным значением уровня ВЧ сигнала на входе приемника, посылает на стационарную станцию 13 с наибольшим уровнем сигнала подтверждение вызова. На другие стационарные радиостанции 13 посылают сигналы отклонения вызова. При получении от распорядительной станции 10 сигнала подтверждения вызова стационарная радиостанция 13 подключается к линейному каналу и в радиоканал посылает сигнал контроля приема вызова. На пульте оперативной радиосвязи 3 вызываемого дежурного ремонтной службы индицируется вызов, а на пультах оперативной радиосвязи 3 дежурных других ремонтных служб индицируется занятость. Переговоры ведутся установленным порядком. При получении сигнала «Отбой» сканирование возобновляется.

При вызове от диспетчера ремонтной службы с распорядительной станции 10 на подключаемой стационарной радиостанции 13 принимается сигнал избирательного подключения. Она посылает по D-каналу потока Е1 сигнал контроля подключения, прекращает сканирование рабочих частот и транслирует на соответствующей рабочей частоте приемопередатчика вызывной сигнал. На пульте оперативной радиосвязи 3 дежурного ремонтной службы индицируется подключение стационарной радиостанции 13. На пультах оперативной радиосвязи 3 других дежурных ремонтных служб индицируется индикация занятости стационарной радиостанции 13. Переговоры ведутся установленным порядком. При получении сигнала «Отбой» стационарная радиостанция 13 отключается от линейного канала и возобновляется сканирование.

Дистанционный контроль стационарных радиостанций 11, 12, 13 осуществляется по D-каналу потока Е1 и отображается в едином диспетчерском центре управления 1 на дисплее устройства управления сетью 15.

Радиостанции станционной радиосвязи 14 исполнительных станций 2 подключены к D-каналу потока Е1 через цифровую систему передачи 5. Это позволит обеспечить дистанционный обобщенный и поблочный контроль функционирования радиостанций станционной радиосвязи 14 и конфигурирование их основных параметров.

Стационарная радиостанция с цифровым интерфейсом 11 работает следующим образом. Из цифровых потоков Е1 обоих направлений в контроллерах 22 вводятся и выделяются В-каналы и D-каналы. В-каналы поступают на входы коммутатора 23, который коммутирует задействованные В-каналы. Работой коммутатора 23 управляет процессор 25. Блок синхронизации 26 синхронизирует работу контроллеров 22, коммутатора 23 и процессора 25. D-каналы поступают на входы контроллера HDLC 24, который анализирует протокол сетевого уровня HDLC D-канала и управляет работой процессора 25. Аналоговые тональные и речевые сигналы от унифицированного приемопередатчика 19, пультов радиостанции 4 и аналогового ответвления поступают на аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи 18 для преобразования в цифровую форму. Сигнальный процессор 21 анализирует информацию в каналах и при появлении управляющих команд информирует процессор 20, который управляет коммутатором 17 и обеспечивает соединение соответствующих каналов.

Стационарные радиостанции с цифровым интерфейсом 12, 13 и 14 выполнены аналогично стационарной радиостанции с цифровым интерфейсом 11, но их унифицированные приемопередатчики 19 настроены на другие частоты. Стационарные радиостанции с аналоговым интерфейсом 6 выполнены аналогично стационарной радиостанции с цифровым интерфейсом 11, но плата цифрового интерфейса 16 заменена на плату аналогового интерфейса.

Положительный результат от использования предложенного технического решения состоит в том, что при использовании для технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте выделенного потока Е1 повышается живучесть радиосвязи. Технологическая радиосвязь должна быть круглосуточно готова к работе и обеспечивать радиосвязью широкий круг работников, занятых обеспечением движения поездов, текущим содержанием устройств и ремонтно-восстановительными работами, что особенно важно при ликвидации последствий аварий. Кроме этого, при использовании предложенного технического решения обеспечивается управление сетью радиосвязи и создание современной системы эксплуатации технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте.