Владикавказский техникум железнодорожного транспорта филиал РГУПС 2013

Симплексные линейные радиосети ПРС-С обеспечивают: - взаимный групповой вызов и ведение переговоров между поездным (ДНЦ), локомотивным (ТНЦ) и энерго- (ЭЧЦ) диспетчерами и машинистами поездных локомотивов (ТЧМ), находящихся в любой точке диспетчерского участка; -возможность регистрации разговоров на магнитной ленте с указанием времени; - - автоматический и ручной диагностический контроль станционной и возимой аппаратуры; - возможность пользования сетью дежурными по станции (ДСП).

Дуплексные линейные радиосети ПРС-Д в пределах диспетчерского участка обеспечивают: - взаимный вызов с применением индивидуального, группового и циркулярного вызовов и ведение переговоров между ТЧМ и ДНЦ, ТНЦ, ЭЧЦ; -передачу команд машинисту и сообщений машиниста; - автоматическую передачу данных между управляющими ЭВМ диспетчерского пункта управления и локомотива; - автоматическую или ручную передачу номера локомотива; возможность регистрации разговоров на магнитной ленте дискретной информации с указанием времени и даты; - автоматический и ручной диагностический контроль станционной и возимой аппаратуры.

Основные требования Система ПРС организуется по диспетчерским участкам, протяженность которых может быть в пределах км. В системе ПРС используется различная локомотивная и стационарная радиоаппаратура В таблице 1.1 представлены данные по протяженности перегонов и общей длине диспетчерского участка, условное обозначение станций. Соответствующий диспетчерский участок студент выбирает по последней цифре номера своей зачетной книжки. Организация ПРС должна быть осуществлена в двух указанных выше диапазонах частот. Дальность радиосвязи в гектометровом диапазоне (2,13 и 2,15 МГц) должна быть осуществлена на всей протяженности перегона, например Д - Е. Это соответствует требованиям ПТЭ железных дорог. В настоящее время нормированный уровень полезного сигнала на перегоне участка не должен быть ниже 70 дБ (3160 мкВ) для возимой радиостанции, 64 дБ (1600мкВ) - для стационарной при электротяге постоянного тока, 72 дБ (4000 мкВ) для возимой и 70 дБ (3160 мкВ) - для стационарной - при электротяге переменного тока 47 дБ (230 мкВ) для возимой 39 дБ (90мкВ) - для стационарной - при автономной (тепловозной) тяге. При скоростях более 140 км/час необходимо на входе возимой радиостанции увеличивать напряжение на 3,5 дБ. (Уровень 0 дБ соответствует 1 мкВ).

При этом обеспечивается нормальное функционирование систем ПPC и отношение сигнал/помеха не менее 2. Из этих соображений и необходимо рассчитывать дальность радиосвязи на перегоне в гектометровом диапазоне. Энергия высокой частоты в диапазоне гектометровых волн может передаваться от передатчика к приемнику в системе ПРС как за счет полей излучения, так и за счет полей индукции. Второй способ нашел большее распространение, так как высокочастотная энергия передатчика концентрируется и направляется вдоль трассы движения локомотива с помощью направляющих линий, благодаря чему в условиях интенсивных индустриальных помех удается обеспечить требуемые дальность и качество связи. В качестве направляющих используются линии, провода которых выполнены из цветного металла: - специально подвешиваемые волноводные провода (одно - и двухпроводные волноводы), - цветные цепи воздушных линий связи; - могут также использоваться сталеалюминиевые провода линий продольного электроснабжения (два провода и рельсы) ДПР, ВЛ, питающий провод ПП.

Для линейных радиосетей ПРС-С для обеспечения связи со стационарными радиостанциями на удаленных участках дороги используются проводные каналы. Они могут быть организованы как групповые каналы оперативно-технологической связи. Для радиосетей ПРС-Д выделяются отдельные четырехпроводные каналы для соединения стационарных радиостанций между собой и распорядительной станцией. Линия ДПР - это трехфазная несимметричная высоковольтная линия напряжением 27 кВ, подвешиваемая на кронштейнах с напольной стороны опор контактной сети переменного тока для электроснабжения не тяговых потребителей.

Линия ВЛ - это трехфазная симметричная высоковольтная линия напряжением 10 или 35 кВ, подвешиваемая на опорах контактной сети или на отдельно стоящих опорах. Питающий провод подвешивается с напольной стороны опор контактной Сети вдоль каждого пути участка электрификации переменного тока системы 2х25 кВ. Волноводные сталемедные или сталеалюминиевые провода могут подвешиваться на опорах контактной сети или на отдельно стоящих опорах специально для ПРС. Подвеску однопроводного волновода следует предусматривать при электрической тяге постоянного тока - на всех участках со скоростью движения поездов свыше 120 км/ч (независимо от наличия ВЛ продольного электроснабжения), а также - на участках со скоростью движения до 120 км/ч, если отсутствует линия ВЛ; - при электрической тяге переменного тока 25 кВ и подвеске проводов ДПР с разных сторон путей - на всех перегонах при скорости движения поездов свыше 120 км/ч и на перегонах протяженностью свыше 12 км при скорости движения до 120 км/ч; - при автономной тяге - в случае, когда необходимая дальность связи не может быть обеспечена с помощью cтационарных антенн.

Подвеску двухпроводного волновода следует предусматривать: - в тоннелях длиной свыше 300 м и на перегонах, содержащих несколько тоннелей; - в местах высокочастотных обходов тяговых подстанций постоянного и переменного тока; - при наличии кабельных вставок на ВЛ; - в качестве фидеров на станциях, где запитываемые высоковольтные провода - находятся на расстоянии более 300 м от стационарной радиостанции; - на участках со сложным рельефом местности, где предусматривается вождение соединенных поездов, а также на перегонах, где требуемая дальность связи может быть обеспечена при использовании других типов направляющих линий. Провода ДПР, ПП (питающий провод) и ВЛ могут использоваться: - в качестве направляющих линии поездной радиосвязи на однопутных участках постоянного и переменного тока; - на двухпутных участках переменного тока, электрифицированных по - системе 2х25 кВ, и участках, электрифицированных по системе однофазного переменного тока напряжением 25 кВ в случае подвески обоих проводов ДПР на перегоне с одной стороны путей; - на двухпутных участках постоянного тока при скорости движения до 120 км/ч; - на двухпутных участках переменного тока напряжением 25 кВ при длине перегонов не более 12 км, скорости движения до 120 км/ч и подвеске проводов ДПР с разных сторон путей.

На малонапряжённых участках, на равнинной и слабопересеченной местности, на тех участках, где нет направляющих линий или имеются каблированные участки воздушной линии связи (ВЛС), используются стационарные Г-образные антенны. В таблицах 1.2 и 1.3 представлены данные для расчета дальности действия радиосвязи в гектометровом диапазоне.

Таблица 1.1 Протяженность перегонов на диспетчерском участке Участки и станции Вариант (последняя цифра номера зачетной книжки) А -Б Б-В В - Г Г-Д Д-Е Е -Ж Ж И' I И - К К -Л Л -М Общая протяженно сть диспетчерс кого участка '

Таблица 1.2. Данные для расчета дальности гектометровой и УКВ поездной радиосвязи ПоказателиВарианты (предпоследняя цифра номера зачетной книжки] Род тягиЭПТЭПР Т ATЭПТ'ЭПРТАТЭП Т ЭПРТАТЭПТ УчастокДП ОП ДПОПДП ОП Станция, где УКВ радиосвязь Л ДЗДКЛГИВА Высота подвески Г- образной антенны 15м20м15м17м20м22м25м15м20м30м МестностьРХПСПГРХП Г Характеристика почвы ОССБПСРСПР ОСППСПР Показатели КПД локомотивной антенны 1,5%2%2,5%3% 4%4,5%5%3%1,5% Мощность передатчика 5Вт12Вт8Вт10Вт7Вт10Вт13Вт10Вт10ВТ5Вт Длина фидера передатчик\ приемник 25\526\427\528\429\530\427\428\530\525\4

ЭПТ - электротяга постоянного тока; ЭПРТ - электротяга переменного тока; AT - автономная (тепловозная) тяга; Р - равнинная местность; Х - холмистая местность; П - пересеченная местность; СП - сильнопересеченная местность; Г - горная местность; ДП - двух путный участок железной дороги; ОП - однопутный участок железной дороги; ОС - очень сухая и слабо проводящая песчаная почва; относительная диэлектрическая проницаемость = 2,5; проводимость = 0,00001 См/м; СБП - слабо проводящая почва - =4; = 0,001 См/м; СР - почва, средней проводимости =10; = 0,01 См/м; СПР - сильно проводящая почва - = 20; = 0,1 См/м; ПП - почва с очень высокой проводимостью - = 4; = 1 См/м.

Таблица 1.3. Данные для расчета дальности гектометровой поездной радиосвязи ПараметрыПредпоследняя цифра номера зачетной книжки Количество тяговых подстанций на перегоне Количество разъединителей Количество трансформаторов: однофазных, трёхфазных Количество переходов: воздушных кабельных Длина фидера, направляющая линия - радиостанция, м Расстояние от направляющей линии до трансформатора, м

Проектирование поездной радиосвязи При разработке проектов ПРС следует руководствоваться положением Правил организации и расчета сетей ПРС, типовыми проектными решениями и указаниями МПС. В эксплуатационном и техническом отношениях ПРС должна строиться в виде самостоятельных участков, совмещенных с диспетчерскими кругами (участками). В качестве линейного канала ПРС используется специально выделенный проводной канал, соединяющий распорядительную станцию со всеми стационарными радиостанциями участка. Допускается совместное использование канала диспетчерской поездной связи. Применяемые технические решения и аппаратура должны обеспечивать взаимный вызов и ведение переговоров: -между диспетчером и машинистом любого поездного локомотива, находящегося в пределах диспетчерского участка; между дежурным по станции и машинистами локомотивов, находящихся на прилегающих к станции перегонах; между машинистами встречных и вслед идущих поездов на расстоянии не менее 3 км; -между сигналистами, дежурными по переездам и работниками ремонтных и других подразделений, рассредоточенными вдоль пути следования, и машинистами поездных локомотивов. Выбор диапазона волн (ГМВ, MB, ДМВ) для ПРС определяется в первую очередь интенсивностью движения, способом управления перевозочным процессом на диспетчерском участке, степенью оснащенности линейных работников средствами радиосвязи,

возможностью выделения проводных линейных каналов и другими конкретными факторами, например, характером местности (равнинная, холмистая, горная). Дальность уверенной радиосвязи между локомотивными и стационарными радиостанциями должна обеспечиваться на расстоянии не менее 10 км на участках со скоростным движением и не менее 6 км на остальных участках.

где r1 + r2 - дальности уверенной связи между локомотивом и ближайшими стационарными радиостанциями, находящимися с противоположных сторон от локомотива, км; lп - расстояние между соседними стационарными радиостанциями, км. При этом под дальностью уверенной радиосвязи понимается максимальное расстояние, на котором обеспечивается качество связи не ниже удовлетворительного. На перегонах большой протяженности, когда не удается выполнить условие (2) при установке стационарных радиостанций на промежуточных пунктах, следует устанавливать дополнительную радиостанцию, подключив ее к линейному проводному каналу поездного диспетчера, либо обеспечив дистанционное управление его со стороны ДСП соседних станций. Для обеспечения работы проводного канала связи радиосети ПРС-С используются: - распорядительная станция СР-34, устройство сопряжения УС-2/4; - блоки управления постоянным током БУП, устройства обхода дуплексных усилителей ОУ-ДУ; -стационарные радиостанции РС-6; - вводно-защитные устройства ВЗУ. Кроме этого, должно выполняться условие r 1 + r 2 l п + 3км (1)

Избирательное подключение к каналам связи РС и вызов СР осуществляется с помощью двух частотных кодовых сигналов, обеспечивающих индивидуальный вызов до 28 абонентов. В целях резервирования проводного канала поездной диспетчерской связи следует обеспечивать уверенную радиосвязь между соседними cтационарными радиостанциями. Тот или иной способ передачи высокочастотной энергии должен выбираться на основе технико-экономического сравнения вариантов с учетом конкретных условий: - вида тяги, - длины перегонов, - наличия скоростного движения поездов и т.д.

Расчет дальности связи в гектометровом диапазоне при использовании антенн При использовании гектометрового диапазона волн передачу информации можно обеспечить излучением и приемом электромагнитных волн при помощи антенн. В этом случае рассчитать напряженность поля в точке приема по формулам Шулейкина – Ван-дер-Поля (мВ/м); (1) Здесь: Р А –мощность, подводимая к антенне в Вт; η А - к.п.д. антенны; для стационарных Г-образных антенн η А =0,25 для высоты подвеса 15 м; для стационарных Г-образных антенн η А =0,38 для высоты подвеса 20 м; для стационарных Г-образных антенн η А =0,49 для высоты подвеса 30 м; D=1,5 – коэффициент направленного действия антенны; l - расстояние в км до точки приёма; W- множитель ослабления, зависящий от расстояния и параметров почвы;

Здесь: - длина волны, м ( = 140,7 м для 2,13 МГц, = 139,4 м для 2,15 МГц); - проводимость почвы в См/м; - относительная диэлектрическая проницаемость почвы.

Для случая, когда токи проводимости много больше токов смещения, т.е. 60 >>, то (Последнее выражение для расстояния l в км). (последнее выражение для расстояния l в км). Для другого крайнего случая, когда токи смещения больше токов проводимости в почве 60

Подводимая мощность зависит от длины фидера l ф и затухания в устройстве согласования су : Где: Р - выходная мощность радиостанции, заданная в таблице; ф - погонное затухание в фидере на 1 м его длины, равно (0,7-0,8) дБ/м, су = 1,5 дБ.

При проектировании ПРС для расчёта напряженности поля в середине участка достаточно взять: - дальность l в км, - длину волны в м, - проводимость - диэлектрическую проницаемость и по формулам с учётом соотношений между токами проводимости и смещения рассчитать напряженность поля волны. Для обеспечения уверенной связи необходимо, чтобы уровень напряженности поля для соответствующего участка железнодорожной линии был не меньше величин, приведенных на слайде 4. При этом обеспечивается нормальное функционирование систем ПPC и отношение сигнал/помеха не менее 2. Из этих соображений и необходимо рассчитывать дальность радиосвязи на перегоне в гектометровом диапазоне.