Разработка системы транкинговой связи

 

ВВЕДЕНИЕ

В Послании народу Казахстана "Казахстан - 2030. Процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех Казахстанцев" Глава государства поставил задачу:

"Казахстан должен стать частью мировой транспортно-коммуникационной системы, что потребует от нас опережающего развития всей транспортной инфраструктуры страны".

Одним из важнейших факторов экономического роста страны является динамичное развитие и совершенствование транспортной инфраструктуры. Железнодорожный транспорт Казахстана развивается с учетом формирования отраслевых комплексов народного хозяйства республики (агропромышленного, топливно-энергетического, горно-металлургического, строительного и других), обеспечивая взаимосвязи отраслей экономики и регионов.

Эксплуатационная длина железных дорог Казахстана составляет 14,2 тыс. км (в том числе двухпутных линий - 4,8 тыс. км (34 %), электрифицированных линий - 4,1 тыс. км (29 %), плотность - 5,5 км на 1000 квадратных км грузонапряженность - 24,2 млн. т/км на километр. Доля железнодорожного транспорта в общем грузообороте и пассажирообороте страны составляет около 60 %.

В рамках реализации программы "Программа по развитию транспортной инфраструктуры в Республике Казахстан на 2010 - 2014 годы", утвержденной постановлением Правительства Республики Казахстан от 30 сентября 2010 года № 1006 основные инвестиционные проекты по железнодорожной отрасли которые завершены или в стадии завершения, это:

."Строительство ж/д линии "Жетыген-Коргас" - Открытие второго железнодорожного пункта перехода с КНР и сокращение расстояния в направлении Китай- Европа через порт Актау на 500 км;

."Строительство ж/д линии "Узень - государственная граница с Туркменистаном" - Реализация данного проекта повысит транзитно-транспортный потенциал Казахстана и даст возможность выхода к странам Персидского залива;

."Строительство ж/д линии "Ералиево-Курык" - Обеспечение транспортного обслуживания развития порта Курык.

Так же было предусмотрено обновление парка локомотивов, пассажирских, грузовых вагонов и капитальный ремонт существующих. Не осталась без внимания модернизация телекоммуникационной инфраструктуры и радиосвязи. На заседании Научно-технического совета Протокол за № 11/1 от 05.04.2011 г. было принято решение о «Создание системы технической радиосвязи с использованием цифрового стандарта ТЕТRА для нужд АО «НК« КТЖ».

В настоящее время на железнодорожном транспорте наряду с применением традиционных аналоговых систем связи в диапазонах частот 2 МГц и 160 МГц происходит переход на перспективные цифровые системы связи для повышения эффективности управления и безопасности. В качестве такой системы в Европе внедрена система стандарта GSM-RailWays (GSM-R). Стандарт GSM-R использует полосы 4 МГц в диапазонах 876-880 МГц / 921-925 МГц. Сеть GSM-R состоит из сот, расположенных вдоль железной дороги, она может использовать инфраструктуру существующих сетей GSM. Сеть GSM-R состоит из взаимодействующих подсистем, имеющих свою зону ответственности за безопасность, - центра управления, бортовых устройств контроля движения поездов, стационарных устройств управления и контроля стрелок, подходов к платформам и переездам.

Технология GSM-R позволяет обеспечить беспрерывную связь машиниста с диспетчером при скорости подвижного состава до 350 км/ч. Сеть GSM-R имеет режим GPRS, благодаря чему в режиме реального времени возможно получать любые телеметрические данные для автоматизации регулирования движения поездов и поездную информацию, например, об износе тормозов и температуре в рефрижераторных вагонах, о состоянии сцепления вагонов. Таким образом, применение сети радиосвязи GSM-R существенно повысит как эффективность, так и безопасность перевозок.

На сегодняшний день специалисты АО «НК «КТЖ» уверены, что система GSM - с адаптацией для нужд железнодорожного транспорта - прекрасно применима для линейной телефонной связи и передачи данных, но ситуация для Республики Казахстан ухудшается тем, что сеть GSM-R работает в полосе частот 876-880 МГц / 921-925 МГц, которая занята сотовыми операторами и военным ведомством. Изучив опыт Европейских стран и сделав сравнение между различными системами, принято решение строить по Казахстану для нужд АО «НК «КТЖ» цифровую транкинговую систему TETRA.

Одним из главных преимуществ стандарта TETRA является режим прямого вызова, когда разговор идет непосредственно между двумя абонентскими радиостанциями, минуя базовую станцию. Наличие этого режима является одним из главных требований служб безопасности.

В стандарте TETRA предусмотрены востребованные - особенно на железнодорожном транспорте - возможности группового широковещательного ("всем, кто меня слышит") и приоритетного вызова.

Применение системы радиосвязи ТЕТRА позволит реализовать все преимущества, присущие этому виду современных интеллектуальных систем:

-уменьшение требуемого количества радиоканалов, т.е. значительная экономия радиочастотного спектра;

-динамическое распределение нагрузки в сети;

-доступность любого свободного радиоканала зоны каждому абоненту;

-высокая степень готовности и защищенности от отказов;

-гибкая организация групп по функциональным или производственным признакам;

-предоставление соединений с учетом приоритетного статуса абонентов; экстренный вызов, сокращенный набор номера;

-групповой вызов;

-протоколирование всех операций системы;

-возможность контроля за проведением переговоров и их документирование;

-автоматический контроль за состоянием всех элементов системы; сопряжение с ведомственными и городскими телефонными, а также с мобильными сетями связи.

Теоретической и практической основой для написания дипломной работы послужили работы Маковеева М.М., Шинакова Ю.С. «Системы связи с подвижными объектами», Бабкова В.Ю., Вознюка М.А., Михайлова П.А. «Сети мобильной связи. Частотно - территориальное планирование». В ходе исследования, в разрезе темы, использовались технические решения и другая информация, предоставленная специалистами АО «ASK NT LTD» в ходе реализации задания на проектирование строительства цифровой технологической радиосвязи стандарта ТЕТRА по всей магистральной сети АО «НК« КТЖ».

Обозначения и сокращения

TETRA - Terrestrial Trunked Radio.- European Telecommunications Standard Institute.- Memorandum of understanding.- Switching and Management Infrastructure.AI - Trunking Mode Operation Air Interface.AI - Direct Mode Operation Air Interface.- Inter-System Interface.- Public Switched Telephone Network.- Integrated Services Digital Network.-Private Automatic Branch Exchange.- Public Data Network.

PEI - Peripheral Equipment Interface.- Line-connected Station Interface.- Man-Mashine Interface.- Network Management Interface.

BS - Base Station.- Base Station Controller.- Base Station Subsystem.- Conference of European Post and Telecommunications.

МТК РК - Министерство Транспорта и Коммуникации Республики Казахстан.

СТОП - сети телекоммуникаций общего пользования.

МС - мобильная станция.

БС - базовая станция.

1. ТЕХНИКО-ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПО КАНДЫАГАШСКОЙ ДИСТАНЦИИ СИГНАЛИЗАЦИИ СВЯЗИ

1.1 Структура Кандыагашской дистанции сигнализации и связи

Кандыагаш (ранее Октябрьск) - город, который является административным центром Мугалжарского района Актюбинской области Казахстана, располагающийся в 95 км к югу от Актюбинска.

В 1905 году в связи со строительством железной дороги Оренбург-Ташкент в верхнем течении реки Илек была построена станция Кандагач. Впоследствии станция Кандагач превратилась в крупный железнодорожный узел, где ведутся большие работы по приему и отправке поездов, находятся специальные установки для погрузки и выгрузки, сортировки вагонов, составлению поездов. В 1998 году был построен новый железнодорожный вокзал, общей площадью 4850 кв. м. Способный обслужить за час 600 пассажиров.

Никельтау - село в Хромтауском районе Актюбинской области Казахстана. Административный центр и единственный населённый пункт Никельтауского сельского округа. Находится примерно в 22 км к северо-западу от центра города Хромтау.

Общая протяженность участка Кандыагаш - Никельтау - 113,762 км. Он был сдан в эксплуатацию в 1945 году. Схема участка представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема железнодорожного участка Кандыагаш-Никельтау

Количество станций и разъездов - 8

-станция Кандыагаш (10 стрелок);

-разъезд 313 (4 стрелок);

-разъезд 312 (6 стрелок);

-станция Токмансай (6 стрелок);

-разъезд 310 (Блок пост 162);

-станция Бакай (4 стрелок);

-станция Жазык (8 стрелок);

-станция Никельтау (27 стрелок).

На всех станциях и разъездах имеются ДГА, с моральным физическим износом с кислотными стартерными аккумуляторами. На участке Кандыагаш-Никельтау используется марка магистрального кабеля - МКПАШ 7x4 х 1,2+5 х 2 х 0,9 +1 х 0,9, который был введен в эксплуатацию в 1988 году. Протяженность 2-х стволов магистрального кабеля на участке - 289,7км.

Тип связи, применяемый на участке: оперативно-технологические связи ( поездная диспетчерская связь, энерго-диспетчерская связь, поездная радиосвязь, линейно-путевая связь, служебная связь, перегонная связь, постанционная связь), три 12- канальной системы связи типа TN-12TK -ЕЗ, цифровое оборудование многоканальной связи типа СМК-30.

Используемые диапазоны: поездная - КВ диапазон, диспетчерская - УКВ (конвенциональные системы), КВ диапазон; линейные подразделения - УКВ (конвенциональные системы) .

Тип АТС на участке - ЖАТС-Э, год установки 2000, емкость АТС монтируемая -120, задействованная - 10. Цифровая аппаратура -ДХ-500 по ст.Никельтау и по ст.Кандыагаш (не укомплектована).

На участке Кандыагаш-Никельтау имеется один диспетчерский круг.

Расстояние между участками:

-пост Кандыагаш - разъезд 313 - 9,394км.;

-разъезд 313 - разъезд 312 - 19,706км.;

-разъезд 312-Токмансай - 21,18 км.;

-Токмансай-БП 162(разъезд 310) км. - 12,399 км.;

-БП 162км-Бакай - 16,991 км.;

-Бакай-Жазык - 14,745 км.;

-Жазык - Никельтау - 19,3км.

1.2 Анализ существующего состояния организации сети радиосвязи на Казахстанской железной дороге

Казахстанская железная дорога представляет собой сложную многоотраслевую систему. Повседневная работа железнодорожного транспорта обеспечивается комплексом технологических процессов, включающим: перевозку пассажиров и грузов; формирование и расформирование составов (маневры, экипировка, роспуск на сортировочных станциях); техническое обслуживание и ремонт пути, подвижного состава, устройств автоматики и связи, энергоснабжения, искусственных сооружений; обслуживание пассажиров, грузоотправителей и грузополучателей; управление и координация подразделений железнодорожного транспорта.

Важное значение в системе управления технологическими процессами имеет радиосвязь. Радиосвязью охвачены фактически все основные технологические процессы, что обеспечивается спецификой инфраструктуры железных дорог: значительной протяженностью и наличием большого количества мобильных объектов. Специфика решаемых задач и высокие требования к надёжности и качеству связи определили создание различных по назначению и причинам организации систем радиосвязи на Белорусской железной дороге.

В настоящее время на железнодорожном транспорте используются преимущественно линейные сети симплексной поездной радиосвязи гектометрового (2 МГц) диапазона и зоновые (в пределах станций и прилегающих к ним перегонов) сети симплексной поездной и станционной радиосвязи метрового (160 МГц) диапазона. Эти аналоговые радиосети предназначены главным образом для передачи речевых сообщений. Им присущи следующие недостатки:

-ограниченные функциональные возможности;

-значительное влияние радиопомех на качество связи;

-проблемы в обеспечении электромагнитной совместимости радиосредств, особенно в крупных узлах;

-сложности в эксплуатации, обусловленные низкой надежностью и широким разнообразием применяемых устройств, и др.

Системы радиосвязи, находящиеся в эксплуатации на Казахстанской железной дороге:

-поездная радиосвязь (ПРС);

-станционная радиосвязь (СРС);

-ремонтно-оперативная радиосвязь (РОРС);

-аварийно-технологическая связь.

1.3 Технические характеристики применяемой аппаратуры

Симплексная двухдиапазонная радиостанция РУ-1Б предназначена для организации связи между машинистом локомотива и диспетчером в симплексном режиме в УКВ диапазоне, а также - для организации связи между машинистом локомотива и дежурным по станции, машинистами других локомотивов, ремонтными группами и другими категориями абонентов в диапазоне УКВ.

Радиостанция разработана по предложениям железных дорог и обеспечивает связь с любой из носимых, возимых или стационарных радиостанций существующего и старого парка.

Имеет следующие функциональные возможности:

-ручная установка любой рабочей частоты;

-индикация номера канала на пульте управления (УКВ);

-подача вызова тональной частотой 700> 1000, 1400, 2100 Гц;

-прием группового вызова частотой 1000 Гц;

-ведение переговоров с помощью аварийного микрофона при выходе из строя микротелефонной трубки;

-ведение переговоров в диапазоне УКВ без выхода в эфир машиниста с помощником, находящимися в разных кабинах, что повышает безопасность движения.

Конструктивно изделия выполнены в двух вариантах: в едином шкафу или как отдельные, не связанные между собой радиостанции: КВ (РК-1Б) и УКВ(РУ-1Б), что упрощает возможность установки аппаратуры на любых типах локомотивов. В таблице 1 отражены технические характеристики.

Таблица 1 Технические характеристики

Рабочие частоты, МГц, в диапазонах:КВ2,130 и 2,150 или 2,444 и 2,464 для метроУКВ151,725-155,975Количество каналов в диапазоне УКВ171 с разносом 25 кГцМощность передатчика, Вт:КВ10-14УКВ8-15Чувствительность приемника, мкВ, не хуже:КВ5УКВ0,6Напряжение питания, В:12, 24, 220 или 50-110 с допуском:20%Габаритные размеры, мм и масса, кг, не более:пульта управления КВ, УКВ250х120х100 2,9блоков КВ, УКВ240х250х120 9,5блоков КВ, УКВ на амортизированной раме с кожухом376х330х130 14,5шкафа590х365х130 25Диапазон рабочих температур, °Сминус 40 - плюс 55

Радиостанция представляет собой изделие нового поколения. Вся аналоговая часть максимально переведена в цифровые потоки. Коммутация и обработка сигналов производятся в цифровом виде. Радиостанция имеет три основных варианта исполнения: МВ, ГМВ и совмещенный двухдиапазонный вариант МВ-ГМВ. Каждая из модификаций может иметь питание 24/~220 или 48- 60В.

Радиостанция обеспечивает:

-работу в сетях поездной радиосвязи (ПРС) и ремонтно- оперативной радиосвязи (РОРС);

-совместную работу с эксплуатируемой на сети железных дорог аппаратурой радиосвязи системы «Транспорт» и комплекса ЖРУ (возимыми радиостанциями РВ-1, РВ-1М, РВ-2, РВ-4, РВ-5 и 42РТМ-А2-ЧМ, стационарными радиостанциями РС-4, РС-6, РС- 46М и РС-46МЦ и аппаратурой СР-2, СР-34, СР-234М, УС-2/4 и УС-2/4М);

-работу в сетях ОТС-Ц по каналу Е1;

-связь с абонентами линейных радиосетей при управлении с двух пультов управления ПУС радиостанции по линиям с затуханием не более 10 дБ;

-автоматическое установление связи и передачу аналоговой и дискретной информации на подвижную радиостанцию и обратно при наличии аппаратуры ТУ-ТС;

-при контроле радиостанции со стороны распорядительной станции СР-234М идентификацию неисправных функциональных узлов;

-оперативное изменение конфигурации радиостанции;

-широкие сервисные возможности при техническом обслуживании.

В таблице 2 приведены технические характеристики радиостанции РС-46МЦВ.

Таблица 2. Технические характеристики радиостанции РС-46МЦВ

Наименование параметровВеличина параметраДиапазон рабочих частот, МГц МВ ГМВ МВ+ГМ151,725-156,000 2,130; 2,150 151,725-156,000+2,130;2,150ПЕРЕДАТЧИК МВМощность несущей частоты на нагрузке 50 Ом: Полная мощность, Вт Пониженная мощность 1, Вт Пониженная мощность 2, Вт Пониженная мощность 3, Вт12 (+3...-4) 5 (±1,5) 2 (±0,5) 0,35 (±0,15)ПЕРЕДАТЧИК ГМВМощность несущей частоты на нагрузке 50Ом, Вт12 (±2)ПРИЕМНИК МВЧувствительность при соотношении сигнал/шум 12дБ, мкВ, не более0,5Избирательность дБ, не менее по соседнему каналу интермодуляционная по побочному каналу80 70 80ПРИЕМНИК ГМВЧувствительность при соотношении сигнал/шум 12дБ, мкВ, не более5,0Избирательность дБ, не менее по соседнему каналу интермодуляционная по побочному каналу55 50 60Напряжение электропитания: а) от сети 50 Гц, В с наличием резервного аккумулятора, В б) от источника бесперебойного питания, В220 (+60...-33) 24 (+3,6...-2,4) 48...60 (-10...+15%)Температурный диапазон, Сº- 25...+50Габаритные размеры: устройство РПО, мм, не более пульт ПУС, мм, не более360х265х115 280х250х105

Радиостанция 42РТМ-А2-ЧМ - приемопередающая, симплексная, телефонная, с частотно-фазовой модуляцией и частотно-избирательным вызовом - предназначена для организации поездной радиосвязи на железнодорожном транспорте.

Радиостанция 42РТМ-А2-ЧМ имеет три частотных канала, разнесенных на 50 кГц в диапазоне от 150 до 156 МГц, и два частотных канала на частотах 2130 и 2150 кГц или 2444 и 2464 кГц. Частоты 2444 и 2464 кГц используются для организации связи на метрополитене.

Питание радиостанции осуществляется от источника постоянного тока с номинальным напряжением 50 или 75 В с допускаемым отклонением напряжения в пределах ±20% от номинала или от источника с напряжением 24 В при допускаемом изменении напряжения питания в пределах от 23 до 31 В. Напряжение пульсаций, измеренное в точках подключения радиостанции к источнику питания на частоте 100 Гц, не должно превышать 2% от номинального напряжения питания.

Радиостанция обеспечивает:

а) работу с одного или двух пультов управления;

б) переключение в режимы дежурный прием, прием, передача;

в) посылку вызова с самоконтролем и прием вызова со световой индикацией;

г) переключение каналов;

д) ступенчатое изменение громкости;

е) световую индикацию включения питания;

ж) возможность подключения аппаратуры ТУ-ТС. Электрические параметры радиостанции указаны в таблице 3

Таблица 3. Технические характеристики радиостанции 42РТМ-А2-ЧМ

ПараметрВеличина параметраУКВКВПередатчикВыходная мощность передатчика, Вт, в пределах8-128-12Чувствительность микрофонного входа, мВ,в пределах5-125-12Коэффициент нелинейных искажений передатчика, %, не более1010Максимальная девиация частоты передатчика, кГц, не более: в диапазоне модулирующих частот 300-3400 Гц 300-3000 Гц10- 3Отклонение частотно-модуляционной характеристики передатчика от характеристики предкоррекции 6 дБ/октава, дБ, не более+2 -3Отклонение частотно-модуляционной характеристики передатчика от характеристики предкоррекции 3 дБ/октава, дБ, не более+2 -3Величина паразитной амплитудной модуляции передатчика, %, не более55Побочные излучения передатчика, мкВт, не более25250Допускаемое отклонение частоты передатчика, не более±20 10-6±200 10-6ПриемникЭффективность работы шумоподавителя приемника, дБ, не хуже-40-40Чувствительность приемника при соотношении сигнал/шум 20 дБ, мкВ, не хуже в диапазоне частот на частоте 152,900 МГц1 1,550 -Чувствительность приемника по срабатыванию шумоподавителя, мкВ, в пределах30-70Выходная мощность приемника при нагрузке: а) на телефон, мВА, не менее б) на громкоговоритель, ВА, не менее1 2,51 2,5Отклонение частотной характеристики приемника от характеристики после коррекции 6 дБ/октава, дБ, не более: а) при работе на телефон б) при работе на громкоговоритель+2 -3 +2 -5~ ~~~Неравномерность частотной характеристики приемника в диапазоне частот от 300 до 3000 Гц, дБ, не более: а) при работе на телефон б) при работе на громкоговоритель- -+2 -3 +2 -3Коэффициент нелинейных искажений приемника радиостанции, %, не более1010Двухсигнальная избирательность приемника по соседнему каналу, дБ, не менее7050Трехсигнальная избирательность приемника по соседнему каналу, дБ, не менее5030Ослабление ложных каналов приема, дБ, не менее7560Защищенность приемника от помех по цепям питания, дБ, не менее7560Половина полосы пропускания приемника на уровне 0,5 кГц, не менее144Излучение гетеродина приемника на антенном вводе радиостанции, нВт, не более2020 10-3Допускаемое отклонение частоты гетеродинов приемника, не более±3010-6±10010-6Система вызова и контроляОтклонение вызывных частот от номинала, %, не более1,51,5Половина полосы срабатывания приемника тонального вызова, Гд, в пределах30-6030-60РадиолинияКоэффициент нелинейных искажений радиолинии, %, не более1515Фон радиолинии, дБ, не более-30-30Система питанияМаксимальная потребляемая мощность, Вт, не более: а) в режиме дежурного приема б) в режиме передачи50 12050 120

1.4 Сравнительный анализ производителей оборудования TETRA

Согласно данным организации MoU TETRA, стандарт TETRA поддержан многими ведущими производителями оборудования подвижной радиосвязи. На конец 2002 г. к MoU TETRA присоединились 67 организаций из 19 стран, причем не только европейских. Наиболее известными производителями на рынке Казахстана являются Sеpura и Rohde&Schwarz. Они предоставляют весь спектр оборудования, необходимого для проектирования сети TETRA на участке Кандыагаш-Никельтау. Телекоммуникационное оборудование cоответствует заявленному качеству протокола TETRA, и обладает приемлемыми ценами, на основании вышесказанного и сравнительной таблицы производителей оборудования (таблица 4), считаю целесообразным использовать это оборудование в данной работе. Технические характеристики выбранного оборудования, а именно мобильная радиостанции- SRG 3900, портативной радиостанции SRH 3500, и базовой станции DIB-500 представлены в приложениях А,В,С. В приложении Д представлена схема организации технологической цифровой радиосвязи стандарта TETRA на участке железной дороги Кандыагаш-Никельтау, с использованием данного оборудования.

Таблица 4. Производители оборудования стандарта TETRA

ПроизводительСтранаБазовое оборудо-ваниеАбонентские радиосредстваДиспетчерские пультыТестовое оборудованиеBosch/AscomШвейцария+Cleartone+DeTeWe++EricssonШвеция++ETELM+FrequentisАвстрия+GEC-Marconi+++ICOM+Kenwood+Marconi Instruments++Marconi Communication/OTE(Selex)Великобритания/Италия+++Maxon+MotorolaСША++NokiaФинляндия+++Rohde& SchwarzГермания+++Rohill EngineeringНидерланды+SepuraВеликобритания+++TaitНовая зеландия++TeltronicИспания+Uniden AmericaСША++

2. ЦИФРОВОЙ СТАНДАРТ РАДИОСВЯЗИ TETRA

2.1 Функции и технические характеристики стандарта

Стандарт TETRA - первый и пока единственный открытый общеевропейский стандарт цифровой транкинговой радиотелефонной связи - установлен ETSI (Европейским институтом по стандартизации в области телекоммуникаций), который координирует деятельность производителей оборудования, операторов сетей, национальных администраций и пользователей. Стандарт прошел через тщательную процедуру утверждения, что гарантирует TETRA высокое качество.

Стандарт предоставляет пользователям широкий спектр функций и услуг, в частности:

-передачу речи (симплекс/дуплекс);

-передачу данных/пакетную передачу данных;

-организацию индивидуальных, групповых, циркулярных и приоритетных вызовов;

-передачу статусных и коротких сообщений;

-автоматическую регистрацию и роуминг абонентов;

-связь радиоабонентов с абонентами PSTN (PABX);

-сквозную нумерацию с абонентами PABX;

-дистанционное прослушивание окружающей обстановки;

-автоматический поиск и идентификацию абонентов;

-блокировку абонентских радиостанций при попытке несанкционированного доступа в сеть;

-автоматическую диспетчеризацию всех типов соединений в соответствии с типом и приоритетом вызова, загруженностью сети и правами абонентов;

-возможность функционирования в режиме конвенциональной связи вне зоны действия базовой станции;

-режим "двойного" наблюдения, при котором обеспечивается прием сообщений от абонентов, работающих в режиме транкинговой связи, и от абонентов, работающих в режиме конвенциональной связи;

-режим работы мобильной радиостанции в качестве ретранслятора (шлюза) для расширения зоны радиопокрытия портативных радиостанций;

-поддержка режима передачи данных о местоположении от системы GPS;

-учет использования абонентами эфирного времени и др.

TETRA предоставляет пользователям ряд дополнительных услуг. По заявке Ассоциации европейской полиции (Schengen Group), сотрудничающей с техническим комитетом ETSI, в стандарт введены следующие услуги:

·вызов, санкционированный диспетчером (режим, при котором вызовы поступают только с санкции диспетчера);

·приоритетный доступ (в случае перегруженности сети доступные ресурсы присваиваются в соответствии со схемой приоритетов);

·приоритетный вызов (присвоение вызовов в соответствии со схемой приоритетов);

·избирательное прослушивание (перехват поступающего вызова без влияния на работу других абонентов);

·дистанционное прослушивание (дистанционное включение абонентской радиостанции на передачу для прослушивания обстановки у абонента);

·динамическая перегруппировка (динамическое создание, модификация и удаление групп пользователей);

·идентификация вызывающей стороны (возможность получения информации о персональном идентификаторе вызывающего абонента).

Таблица 5. Технические характеристики стандарта TETRA

Класс излученния18K0D7WДиапазоны частот, МГц380-400; 410-430; 450-470 806-825; 851-870; 871-876; 915-921Шаг разделения каналов, кГц25Максимальная мощность передатчика базовой станции, Вт25Максимальная мощность передатчика мобильной станции, Вт10Максимальная мощность передатчика портативной станции, Вт3Чувствительность, дБмВ: базовой станции мобильной радиостанции портативной радиостанции -115 -112 -112Метод доступаTDMAКоличество каналов связи на одну частотную пару несущих4Скорость передачи информации, Кбит/с7,2; 14,4; 21,6; 28,8Вид модуляцииp4 DQPSKМетод речевого кодирования и скорость речепреобразованияCELP (4,8 Кбит/с)Время установления канала связи, сmin 0,2 (при индивидуальном вызове) min 0,17 (при групповом вызове) 0,3 в системе

.2 Структура сети связи TETRA

Стандарт TETRA описывает сеть подвижной радиосвязи как совокупность составных частей, взаимодействующих между собой с помощью различных открытых интерфейсов.

Архитектура сети TETRA состоит из Инфраструктуры Коммутации и Управления (SwMI), как функционально закрытого элемента, и восьми интерфейсов, которые являются открытыми и стандартизованными. Это следующие интерфейсы:

-системный радиоинтерфейс (TMO AI)

-радиоинтерфейс прямого режима работы (DMO AI)

-интерфейс с другими системами (ISI)

-шлюз во внешние сети (PSTN, ISDN и др.)

-интерфейс с периферийным оборудованием (PEI)

-интерфейс с удаленным диспетчером (LSI)

-интерфейс управления сетью (NMI)

-интерфейс пользователя (MMI)

Рисунок 2. Структура системы стандарта TETRA

Для каждого из открытых интерфейсов в спецификации указываются физические и электрические параметры, протоколы обмена информацией, пропускная способность, правила технического обслуживания, эксплуатационные характеристики и др. Соблюдение требований, указанных в спецификациях открытых интерфейсов, должно обеспечить совместимость оборудования различных производителей.

Инфраструктура Коммутации и Управления (SwMI)

SwMI - основной функциональный блок радиосистемы TETRA. Это закрытая инфраструктура, состоящая из оборудования коммутации, серверов приложений, базовых станций, диспетчерских консолей, центра управления системой, шлюзов в другие сети и др., и соединенная с остальной частью сети открытыми интерфейсами. Она может быть любой конфигурации - как односайтовой, так и многосайтовой, как с централизованной коммутацией, так и с распределенной. Единственное требование, которое предъявляется к SwMI - поддержка системного радиоинтерфейса, обработка вызовов, предоставление требуемого количества сервисов и наличие необходимых интерфейсов для связи с другими сетями. Следовательно, большие сети могут строиться из множества SwMI различной конфигурации и различных производителей.

В TETRA не регламентированы способы взаимодействия оборудования внутри инфраструктуры SwMI и не оговорены способы реализации базовых станций, контроллеров, коммутаторов, управляющих устройств и др. Это означает, что отдельные элементы инфраструктуры различных производителей оказываются несовместимы между собой в связи с использованием проприетарных внутренних интерфейсов. Кроме того, качественный и количественный состав оборудования инфраструктуры различных производителей для реализации одних и тех же функций серьезно отличается.

Системный радиоинтерфейс (TMO AI)

Это первый и наиболее важный интерфейс радиосистем TETRA, который позволяет абонентским радиостанциям от различных производителей работать в любой радиосистеме стандарта TETRA.AI - определяет такие параметры как метод доступа, модуляция, скорость передачи данных, формат данных, полоса канала и вокодер. Дополнительно он определяет методы засекречивания каналов связи.

Системный радиоинтерфейс TETRA делится на две версии - Release 1 и Release 2. (см. таблица 6)

Таблица 6. Системный радиоинтерфейс системы TETRA

ПараметрыTETRA Release 1TETRA Release 2Метод доступаTDMATDMAШирина канала25 кГц25/50/100/150 кГцВид модуляции?/4 DQPSK?/4 DQPSK ?/8 D8PSK 4 QAM 16 QAM 64 QAMСкорость передачи информации в радиоканале36 кбит/сек15,6-538 кбит/секВокодерACELPACELP

Радиоинтерфейс прямого режима работы (DMO AI)

Абонентские радиостанции TETRA могут взаимодействовать напрямую друг с другом без поддержки инфраструктуры. В стандарте ТЕТРА возможности режима DMO <#"justify">3. ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Необходимость перехода на цифровые стандарты радиосвязи

В настоящий момент современный транспорт находится в стадии модернизации, это необходимо для повышения безопасности и эффективности перевозок. Достижение этих целей требует сбора, передачи информации и на ее основе автоматического управления ресурсами и оперативного принятия решений на соответствующем уровне. А это, в свою очередь, определяется современной оперативно-технической связью на транспорте.

Безопасность современного транспорта невозможна без применения высокоточного позиционирования с использованием спутниковых систем радионавигации (ССРН), без внедрения радиоидентификации, радиомониторинга, радиоуправления.

В настоящее время на Казахстанской железной дороге сети технологической радиосвязи являются аналоговыми. Они имеют недостатки, присущие большинству аналоговых систем передачи. При частотной модуляции передаваемых сигналов возможности их помехоустойчивости ограничены, что особенно заметно проявляется при помехах различного происхождения, характерных для условий работы железнодорожных сетей радиосвязи.

Тенденция развития систем управления объектами и процессами на транспорте также накладывает свои требования на системы связи. Наряду с учетом объема и особенностей передаваемой информации необходимо соблюдать требования электромагнитной совместимости . В этом случае цифровые системы имеют значительное преимущество перед аналоговыми благодаря более эффективному использованию частотного ресурса, методов группирования абонентов и приоритетных соединений. Кроме того, применение цифровых методов организации радиоканала с временным или кодовым разделением обеспечивает ЭМС нескольких радиосредств в ограниченном пространстве локомотива или станционного сооружения.

Применение цифровых систем в сочетании с помехоустойчивым кодированием позволяет существенно улучшить качество передачи речи и обеспечить возможность организации и сохранения канала связи при более низком, чем требуется для аналоговых систем, соотношения сигнал/шум. Кроме того, качество радиосвязи остается одинаковым во всей зоне обслуживания, тогда как в аналоговых системах радиосвязи эта характеристика ухудшается по мере продвижения подвижного объекта к границам зоны обслуживания.

Не менее важным преимуществом современных цифровых систем радиосвязи является более эффективное использование радиочастотного спектра.

Также в цифровых системах радиосвязи благодаря специальным способам цифровой обработки речи или данных можно шифровать сообщения, обеспечивая, таким образом, конфиденциальность переговоров работников.

В существующих аналоговых системах радиосвязи практически отсутствует взаимодействие с телефонными сетями. Существует множество отдельных, преимущественно зоновых, сетей радиосвязи (исключение составляют сети поездной и ремонтно-оперативной радиосвязи), принадлежащих отдельным службам железной дороги. Особенно понижает безопасность то, что абоненты одних подсистем связи не могут связаться с абонентами других подсистем в рамках одной транспортной сети. Для сети каждой службы в конкретном районе устанавливаются свои стационарные (базовые) радиостанции. В этой ситуации наиболее эффективным решением является построение единой цифровой системы технологической радиосвязи, объединяющей всех или, точнее, большинство абонентов железной дороги, не исключающей при необходимости организации локальных радиосетей.

Эти и ряд других причин определяют необходимость создания и развития цифровой системы технологической радиосвязи, реализующей комплексное решение задач повышения безопасности движения и производительности труда всех служб, а также обеспечения межведомственного взаимодействия с другими структурами, влияющими на безопасность перевозок, и предприятиями железнодорожного транспорта.

3.2 Пользователи системы радиосвязи TETRA

При проектировании и строительстве системы TETRA на участке железной дороги Кандыагаш-Никельтау необходимо учитывать всех пользователей системы TETRA с учетом категорий по работам. Необходимо планировать канальную ёмкость сетей и базовых станций по частотам, учитывая следующие требования:

-число абонентов одновременно работающих в пределах одной базовой станции на перегонах (не менее 35);

число абонентов одновременно работающих в пределах одной базовой станции на станциях и крупных узлах (не менее 300);

трафик зависящий от времени суток, поездной ситуации на перегонах и станциях.

Существуют следующие пользователи системы по типу абонентского оборудования:

штат использующий носимые терминалы;

штат использующий терминалы мобильные для работы машинистов поездов, дрезин, автомотрис и т.д.;

терминалы мобильные автомобильные;

терминалы стационарные для дежурных по станциям;

терминалы стационарные диспетчерские.

Данные пользователи в любых сочетаниях могут перемещаться на перегон, где сеть должна обрабатывать определенное количество абонентов на любом из перегонов.

Для оптимальной организации работ и, исходя из сложившейся структуры, необходимо иметь возможность формирования различных групп пользователей:

поездная работа (поездной диспетчер, машинист, дежурный по станции или парку);

-маневровая работа (маневровый диспетчер, машинист, составитель, дежурный по станции или парку и др.);

-технологическая работа (вагонники ПТО, подзарядчики, дежурный по станции или парку, оператор ПТО);

-внутрипоездная связь (машинист - машинист);

-работы по обслуживанию оборудования связи (электромеханик - диспетчер связи - поездной диспетчер);

-работы по обслуживанию энергетического хозяйства (энергодиспетчер - энергетик - поездной диспетчер);

-работы по обслуживанию пути (диспетчер пути - работник пути - машинист путевых машин - поездной диспетчер);

-организация различных видов работ для общетехнологических целей (общая технологическая связь).

Пользователи общей технологической связи должны кроме этого иметь выход на фиксированную железнодорожную сеть и с учетом прав доступа на телефоны других операторов.

3.3 Организация радиосвязи TETRA

Планирование и реализация строительства сети TETRA должны выполняться с учетом:

функциональных и сетевых требований к системе радиосвязи;

стандарта TETRA и других стандартов, определяющих интерфейсы и протоколы взаимодействия;

покрытия сети и обеспечения голосового трафика и передачи данных с доступностью не менее 99,5%;

европейских и национальных требований по сетке радиочастот;

европейских и национальных требований по общедоступному плану нумерации;

национальных и европейских обязательств по роумингу, поддержке аварийной и экстренной связи;

национальных требований по электропитанию;

общепринятых этапов и состава эскизного и технического проектов;

национальных требований по общестроительной и архитектурной части (мачтовые сооружения, внешние сети электроснабжения, контейнеры для размещения оборудования, телекоммуникационные внешние сети и др.)еть TETRA должна состоять из зон покрытия вдоль железнодорожных путей, предпочтительно с направленными антеннами по направлению пути и должны обеспечивать следующие зоны покрытия:

продольное перекрытие на станциях, маневровых зонах и перегонах в соответствии с базовыми требованиями обеспечения голосовой связи и передачи данных;

поперечное перекрытие на перегоне должно составлять не менее 3-10 км от оси пути для обеспечения работы мобильных терминалов автомашин и штата на прилегающих автомобильных дорогах;

на железнодорожных узлах необходимо обеспечить полное покрытие всей территории станции и города и не менее 8 км в сторону железнодорожных перегонов. Построение сети базовых станций в пределах узла должно обеспечивать полное перекрытие при выключении из работы одной базовой станции.

TETRA должна обеспечивать уровни сигналов в зонах покрытия достаточные чтобы выполнить следующие функции:

эксплуатационная связь;

управление и передачу сигналов для автоматического управления поездом.

Важное место занимает планирование размещения BTS, радиочастот и обеспечение требуемого покрытия. Типовой подход предусматривает обследование территории, выбор площадок строительства, проверку зоны покрытия и верификацию в национальных органах власти. Выбор площадок строительства BTS целесообразно производить в зоне станционных зданий, автомобильных переездов, постов контрольного оборудования на перегонах с максимальным использованием существующей инфраструктуры транспортной сети, мачтовых сооружений, внешнего электроснабжения и полосы землеотчуждения для железной дороги. Целесообразно размещать BTS на всех станциях, разъездах и маневровых парках.

Планирование радиочастот на каждую BTS выполняется по требованиям разноски базовых станций для исключения перекрестных помех с учетом диаграммы направленности антенн. Количество BTS выбирается исходя из обеспечения, в том числе, максимального трафика на крупных железнодорожных узлах и станциях.

Резервный ресурс системы TETRA в части коммутационного и сетевого оборудования рекомендуется принимать не менее 30% с учетом национального и международного трафиков, возможных «домашних» и «гостевых» пользователей и требуемого количества соединительных интерфейсов, в том числе, с другими системами TETRA, мобильными и фиксированными сетями.

3.4 Расчёт распределения электромагнитного поля

Условия распространения радиоволн в мобильной радиосвязи могут варьироваться от простейшей ситуации однолучевого распространения радиоволн между приёмником и передатчиком в условиях прямой видимости до многолучевого распространения при многократных отражениях от искусственных сооружений и складок местности в условиях доплеровского изменения частоты при движении объекта или препятствий.

Целью анализа распространения радиоволн является расчет дальности радиосвязи и определение реальных характеристик принимаемого сигнала. Классический подход к расчету распределения электромагнитного поля в присутствии отражающих и поглощающих объектов заключается в расчете напряженности поля в однородном изотропном пространстве на основе законов отражения, дифракции и рассеяния.

Необходимо отметить, что согласно рекомендациям ETSI TR минимальный уровень сигнала, принимаемый подвижной станцией от базовой станции не должен быть ниже следующих значений:

для передачи голосовых сообщений (- 98 дБм);

для передачи на линиях с уровнями ETCS 2/3 и скоростью движения ниже или равной 220 км/ч (- 95дБм).

Расчет зон обслуживания базовых станций будем производить с помощью специализированного программного комплекса ООО ИНФОТЕЛ

ONEPLAN RPLS-DB.RPLS-DB предназначен для планирования и оптимизации сетей подвижной и фиксированной радиосвязи, систем широкополосного радиодоступа, а также сетей аналогового и цифрового ТВ и радиовещания в диапазоне УКВ, расчета показателей качества радиорелейных интервалов и линий, планирования и оптимизации транспортных сетей на уровне потоков. Исходные данные для расчёта представлены в таблице 7.

Таблица 7. Исходные данные

Станция ПараметрКандыагашРазъезд 313Разъезд 312ТокмансайБлок пост 162БакайЖазыкНикельтауНеобходимые данные по антенному оборудованию:ПроизводительANDREWМодельDB654DG65A-CТиппанельная X-polДиапазон частот, (МГц)410 - 512 MГцПоляризация на приемВертикальнаяПоляризация на передачуВертикальнаяКоэффициент усиления антенны по приему, (dBi)151515151512,91515Коэффициент усиления антенны на передачу, (dBi)150.5 ширины главного лепестка ДН в верт.плоскости, (град.)120.5 ширины главного лепестка ДН в гориз.плоскости, (град.)65Характеристика боковых лепестковСимметричныеОтметка земли над уровнем моря, (м)293283327378408410436434Высота подвеса приемной антенны над уровнем земли, (м)4030403030304040Высота подвеса передающей антенны над уровнем земли, (м)4030403030304040Высота мачты, (м)4030403030304040Азимут максимального излучения, (град.)40-17030-24045-24025-225185-34520-17035-21030 - 205Азимут приема, (град.)40-17030-24045-24025-225185-34520-17035-21030 - 205Угол места максимального излучения, (град.)-2-1-2-2-2-2-2-2Коэффициент потерь в фидере на прием, (dB)2Коэффициент потерь в фидере на передачу, (dB)2Необходимые данные по передающему оборудованию:Производитель (пример: Kenwood)HyteraМодельDIB-500ТипБазовая станцияНазначениеВедомственная радиосвязьКласс излучения18K0D7WНоминалы частот (несущих) на передачу, (МГц)424,250424,250424,500424,000424,925424,250425,750424,500425,525425,525422,600426,750425,500425,525426,500422,600Количество каналов2Сетка частот (для сотовой сети прилагать в приложении)25 кГцCкорость передачи данных, (кБ\сек)28,8 кБ\секПолоса излучения на уровне -30 dB, (МГц)0,025Вид цифровой модуляцииp\4 DQPSKМощность передатчика, (Вт)50Необходимые данные по приемному оборудованию:ПроизводительSEPURAМодельSRG-3900, SRH -3500ТипНосимые, мобильные, стационарныеНоминалы частот (несущих) на прием, (МГц)414,250415,750414,500414,000414,925414,250415,750414,500415,525416,500412,600416,750415,500415,525416,500412,600Избирательность по соседнему каналу, (dB)65Избирательность интермодуляционная, (dB)80Чувствительность, (мкВ)0,4Вид цифровой модуляцииp\4 DQPSKПолоса приема на уровне -30 dB, (МГц)0,025Ширина полосы пропускания УВЧ, (МГц)5Дуплексное разделение, (МГц)10Шаг сетки частот, (кГц)25Планируемый радиус зоны обслуживания, (км)25

Полученная в результате расчёта величина принимаемого сигнала не превышает минимально допустимого уровня (-95дБм), что удовлетворяет требованиям. При получении значений уровня принимаемого сигнала ниже допустимого уровня возникает необходимость установки дополнительной базовой станции.

Рисунок 3. Зона покрытия участка железной дороги Кандыагаш-Никельтау

3.5 Частотное планирование

Проектирование больших зон обслуживания при ограниченном радиочастотном спектре, выделяемом мобильной системе TETRA, возможно только при повторном (неоднократном) использовании одинаковых рабочих частот. Это обуславливает появление значительных уровней взаимных помех между радиостанциями. Обеспечение связности в зоне обслуживания оказывается возможным только при правильном пространственном разносе сот с повторяющимися рабочими частотами.

Каждая из ячеек обслуживается своим передатчиком с невысокой выходной мощностью и ограниченным числом каналов связи, что позволяет без помех повторно использовать частоты каналов этого передатчика в другой, удаленной на значительное расстояние ячейке.

Базовые станции, на которых допускается повторное использование выделенного набора частот, удалены друг от друга на определённое расстояние, называемое защитным интервалом

Таблица 7. Частотный план сети TETRA железнодорожного участка Кандыагаш-Никельтау

Частоты, канал 1Частоты, канал 2№Название БСПрмПрдПрмПрд1Ст.Кандыагаш414,250424,250415,525425,5252Разъезд 313415,750425,750416,500426,5003Разъезд 312414,500424,500412,600422,6004Ст. Томкансай414.000424.000416,750426,7505Блок-пост 162414,925424,925415,500425,5006Ст.Бакай414,250424,250415,525425,5257Ст.Жазык415,750425,750416,500426,5008Ст.Никельтау414,500424,500412,600422,600

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Для мероприятий научно-технического прогресса, характеризующихся стабильностью технико-экономических показателей по годам расчетного периода, расчет затрат от внедрения цифровой системы радиосвязи выполняем по формуле 1

(1)

Где - неизменные по годам расчетного периода затраты на внедрение и обслуживание оборудования;

(2)

Где - текущие издержки на эксплуатацию системы цифровой радиосвязи;

- норматив эффективности капитальных вложений, =0,25;

- капитальные затраты на создание сети цифровой радиосвязи;

- коэффициент реновации оборудования, исчисленный с учетом фактора времени и в зависимости от срока службы, =0,0315.

4.1 Расчет капитальных вложений на создание системы радиосвязи

К капитальным вложениям на создание сети связи относится:

- стоимость оборудования;

- монтаж и пуско-наладка оборудования;

транспортные и заготовительно-складские расходы;

прочие расходы, связанные с регистрацией оборудования, получением частот, непредвиденные расходы.

Стоимость оборудования рассматриваемого стандарта приведена в таблице 8.

Таблица 8. Стоимость оборудования транкинговой системы TETRA

Наименование комплектующихЦена, тенге.Количество, шт.Суммарная стоимость комплектующихБазовая станция (БС)3 428 500827428000Узел управления маршрутизацией (коммутатор) IP-N125 0001125000Аккумуляторный шкаф102 3808819040Аккумуляторные батареи SPG34 0208272160GPS антенна12 000896000Двухполяризационная антенна135 50081084000Стационарный терминал64 000966144000Источник бесперебойного питания UPS(APS) c внешними батареями223 75081790000Носимый терминал25 700501285000Система управления сетью NMS13 740 000113740 000Персональный компьютер NMS235 2001235200Коаксиальный кабель, 50 Ом, м470880413600Аппаратный контейнер176 00081408000Монтажная арматура147 300121767600Итого56 607 600

Монтаж и установка оборудования составляет 8 % от стоимости оборудования. Транспортные расходы составляют 2,5 % от стоимости оборудования. Прочие расходы составляют 4 %, непредвиденные - 2%.

Результат расчета капитальных вложений на внедрение цифровой системы связи представлен в таблице 9.

цифровой радиосвязь железный дорога

Таблица 9. Расчет капитальных вложений на создание сети радиосвязи

Наименование затратСтоимость, тенгеОборудование56 607 600Монтаж и установка оборудования4528608Транспортные расходы1415190Прочие и непредвиденные расходы3396456Итого65947854

4.2 Расчет прямых и общих текущих издержек

К прямым расходам на содержание цифровой сети радиосвязи относятся:

-оплата труда обслуживающего персонала;

-отчисления на социальные нужды;

-расходы на электроэнергию;

- расходы на материалы;

прочие расходы.

К общим расходам относятся прочие административно-управленческие расходы.

Исходные данные для определения этих расходов:

-тарифная ставка 1 разряда, ТСТ = 8700 тенге;

-тарифный коэффициент инженера kТАР = 3,4;

-коэффициент премирования kП = 1,4;

-мощность, потребляемая базовой станцией с двумя приемопередатчиками для систем транкинга, РБС = 200 Вт?ч;

-мощность, которая потребляется оборудованием управления системой РОУ = 400 Вт?ч;

-мощность, потребляемая персональным компьютером, Рпк = 220 Вт?ч;

-стоимость 1 кВт?ч - 25 тенге.

Для обслуживания оборудования цифровой системы радиосвязи на проектируемом участке необходим обслуживающий персонал. Для обслуживания базового оборудования системы необходимы два инженера второй категории. Для обслуживания оборудования базовых станций необходимы две бригады, в состав которых входят два электромеханика и один инженер второй категории. В аппарат управления войдёт один руководитель с окладом 160000 тенге. Должностной оклад работника составляет:

(3)

Где ТСТ - тарифная ставка 1 разряда, Тст = 8700 тенге;

kТАР - тарифный коэффициент работника;

kТАР = 2,84 - для инженера;

kТАР = 2,48 - для электромеханика;

kОСОБ - за особенности организации труда, kособ = 0,15;

kОТВ - за характер ответственности выполняемых работ, kотв = 0,15;

kСПЕЦ - за работу на специальном оборудовании, kспец = 0,09;

kКОНТР - повышающий коэффициент по контракту, kконтр = 0,5.

ДОИНЖ = 8700 ? 2,84 ? (0,15 + 0,15 + 0,09 + 0,5 + 1) = 46698 тенге (для инженера)

ДОМЕХ = 8700 ? 2,48 ? (0,15 + 0,15 + 0,09 + 0,5 + 1) = 40779 (для электромеханика).

Основную заработную плату инженера определяем по формуле

(4)

Где kВЫСЛ - коэффициент за выслугу, kвысл = 0,015;

kПРЕМ - коэффициент премирования, kпрем = 0,4;

kНАДБ - коэффициент надбавки за сложность, kнадб = 0,24.

ЗПИНЖ = 46698 ? (1 + 0,015 + 0,4 + 0,24) = 77285 тенге (для инженера),

ЗПМЕХ = 40779 ? (1 + 0,015 + 0,4 + 0,24) = 67489 тенге (для электромеханика).

Тогда основная заработная плата производственного персонала за год составляет:

ЗПО = (4 ? 77285 + 4 ? 67489 + 160000) ? 12 = 8857152 тенге

Дополнительная заработная плата составляет 10% от основной

ЗПД = 8857152 ? 0,1 = 885715 тенге

Отчисления на социальные нужды составляют 34,6% от основной и дополнительной заработных плат

СО = (8857152 + 885715) ? 0,346 = 3371032 тенге

Затраты на электроэнергию определяем по формуле:

(5)

Где P - мощность, потребляемая базовой станцией, Вт?ч;

N1 - количество базовых станций;

РПК - мощность, потребляемая персональным компьютером, Вт?ч;

N2- количество персональных компьютеров;

РОУ - мощность, потребляемая оборудованием управления системой;

N3- количество оборудования управления.

Т - количество часов работы оборудования, Т=24?365=8760 ч;

Ц- стоимость 1 кВт?ч.

тенге

Затраты на материалы и запасные части включают расходы на профилактические и ремонтные работы, необходимые для четкой бесперебойной работы оборудования и сооружений связи и определяются на уровне 0,5% от стоимости оборудования.

ЗМ = ЦО ? 0,005(6)

ЗМ = 56 607 600 ? 0,005 = 283038 тенге

В прочие производственные и транспортные расходы входят общие расходы на износ спецодежды, оплата работ по ремонту оборудования, внутрипроизводственные транспортные расходы, надбавки за разъездной расход работы, командировочные расходы производственного персонала, отопление, освещение - можно принять 3% от заработной платы (основной и дополнительной) и определить по формуле (7):

ЗПР = 0,03?(ЗПО + ЗПД)(7)

ЗПР = 0,03? (8857152 + 885715) = 292286 тенге

Итого прямые текущие издержки составляют:

ИПР = ЗПО + ЗПД + СО + ЗЭН + ЗМ + ЗПР(8)

ИПР= 8857152+885715+3371032+486180+283038+292286 = 14175403 тенге

Прочие административно - управленческие расходы составляют 10 % от прямых издержек.

Расчет прямых и общих издержек для рассматриваемых стандартов связи сведен в таблицу 10.

Таблица 10. Прямые и общие издержки

ЗатратыСтоимость, тенгеПрямые издержки14175403Административно управленческие расходы1417540Общие текущие издержки15592943

Тогда суммарные затраты на сеть цифровой радиосвязи составляют:

тенге.

5. БЕЗОПАСНОСТЬ, ОХРАНА ТРУДА И ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ

5.1 Характеристика проектируемой системы радиосвязи

В данном дипломном проекте разрабатывается система транкинговой связи. Она основана на транкинговой системе связи протокола TETRA. Специфика связи такова, что соединение между абонентами осуществляется посредством электромагнитных волн. При этом основную мощность излучает базовая станция, покрывая радиополем необходимую зону обслуживания.

Диапазон электромагнитных излучений (ЭМИ), в котором организуется TETRA связь, относится к СВЧ-диапазону, т.е. обладает диапазоном частот 300 МГц - 300 ГГц и длиной волны 1 м - 1 мм. Основными источниками СВЧ-излучений на производстве являются: антенны радиопередающих устройств, отверстия и щели в фидерных линиях и фланцевых соединениях волноводов, неплотности и отверстия в экранирующих устройствах генераторов, открытые выходы генераторов.

5.2 Влияние электромагнитного излучения на организм человека

Исследования по изучению влияния уровней электромагнитных полей (ЭМП) радиочастотного диапазона на организм человека выявили определенные сдвиги со стороны нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, изменения показателей крови, обмена веществ и некоторых функций эндокринных желез. При обследовании большого контингента людей в производственных условиях установлено, что количество и частота жалоб на ухудшение самочувствия возрастает с увеличением профессионального стажа, причем при хроническом облучении более ранние и более выраженные реакции обнаруживаются со стороны нервной системы. Психоневрологические симптомы проявляются в виде постоянной головной боли, повышенной утомляемости, слабости, нарушении сна, повышенной раздражаемости, ослабления памяти и внимания. Иногда наблюдается приступообразная головная боль, побледнение кожных покровов, адинамия и обморочные состояния. При длительном воздействии СВЧ-излучений могут иметь место изменения в крови, помутнение хрусталика (катаракта), трофические заболевания (выпадение волос, похудение, ломкость ногтей), а согласно последним данным - рост числа онкологических заболеваний, утрата репродуктивной функции, иммунитета.

Таким образом, признанная биологическая значимость ЭМП в формировании электромагнитной обстановки в производственной и окружающей среде является важной предпосылкой для освоения методик гигиенической оценки и прогнозирования электромагнитных полей в рабочей зоне и жилой территории, определения санитарно-защитных зон и применения других инженерно-технических способов и средств по снижению вредного воздействия ЭМП на организм человека.

5.3 Основные способы и средства защиты от СВЧ-излучений

При выборе защиты персонала или населения от электромагнитных излучений необходимо учитывать особенности производства, условия эксплуатации оборудования, рабочий диапазон частот, характер выполняемых работ, интенсивность поля, продолжительность излучения и другие факторы.

Согласно СанПиН №14 "Гигиенические требования к установке и эксплуатации систем сотовой связи" от 01.02.2010 для снижения интенсивности поля в рабочей или жилой зоне рекомендуется применять различные инженерно-технические способы и средства, а также организационные и лечебно - профилактические мероприятия.

В качестве инженерно-технических методов и средств применяются: экранирование излучателей, помещений или рабочих мест; уменьшение напряженности и плотности потока энергии в рабочей или жилой зоне за счет уменьшения мощности источника (если позволяют технические условия) и использование ослабителей (аттенюаторов) мощности и согласованных нагрузок (например, эквивалентов антенн); применение средств индивидуальной защиты.

При экранировании используются такие явления, как поглощение электромагнитной энергии материалом экрана и ее отражение от поверхности экрана. Поглощение ЭМП обусловливается тепловыми потерями в толще материала и зависит от электромагнитных свойств материала экрана (электрической проводимости, магнитной проницаемости и др.). Отражение обусловливается несоответствием электромагнитных свойств воздуха (или другой среды, в которой распространяется электромагнитная энергия) и материала экрана.

Для изготовления экранов применяют либо тонкие металлические (сталь, алюминий, медь, сплавы) листы, либо металлические сетки, так как металлы, являясь хорошими проводниками, реализуют оба явления, используемые при экранировании.

Большая отражательная способность металлов, обусловленная значительным несоответствием электромагнитных свойств воздуха и металла, в ряде случаев может быть нежелательной, так как интенсивность поля в рабочей зоне может увеличиваться и влиять на режим работы излучателя. В подобных случаях следует применять экраны с малым коэффициентом отражения специальной конструкции - поглощающие экраны. Металлические экраны за счет отражения и поглощения практически непроницаемы для электромагнитной энергии радиочастотного диапазона.

Применение поглощающих нагрузок и аттенюаторов позволяет ослабить интенсивность излучения электромагнитной энергии в окружающее пространство на 60 дБ и более.

Для защиты от ЭМП при работе в антенном поле, проведении испытательных и регулировочных работ на объекте, устранении аварийных ситуаций и ремонте рекомендуется использование индивидуальных средств защиты. Для защиты всего тела применяют комбинезоны, халаты и капюшоны. Их изготавливают из трех слоев ткани. Внутренний и наружный слои делают из хлопчатобумажной ткани (диагональ, ситец), а средний защитный слой - из радиотехнической ткани, имеющей проводящую сетку. Для защиты глаз используются специальные радиозащитные очки из стекла, покрытого полупроводниковым оловом. Ослабление ЭМП этими очками составляет от 20 до 22 дБ.

Организационные мероприятия включают в себя: требования к персоналу (возраст, медицинское освидетельствование, обучение, инструктаж и др.), выбор рационального взаимного размещения оборудования и рабочих мест в рабочем помещении; установление рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала; ограничение работы оборудования во времени (например, за счет сокращения времени на проведение наладочных и ремонтных работ); защита расстоянием (удаление рабочего места от источника ЭМП, когда имеется возможность использования дистанционного управления оборудованием); применение средств предупреждающей сигнализации.

Лечебно-профилактические мероприятия направлены на предупреждение заболевания, которое может быть вызвано воздействием ЭМП, а также своевременное лечение работающих, при обнаружении заболевания.

Для предупреждения профессиональных заболеваний лиц, работающих в условиях ЭМП, применяются такие меры, как предварительный (для поступающих на работу) и периодический (не реже одного раза в год) медицинский контроль, а также ряд мер, способствующих повышению устойчивости организма человека к действию ЭМП. Медицинский контроль позволяет выявить людей с такими патологическими изменениями в организме, при которых работа в условиях облучения ЭМП противопоказана, и определить необходимость лечения.

К мероприятиям, способствующим повышению резистентности организма к ЭМП, могут быть отнесены регулярные физические упражнения, рационализация времени труда и отдыха, а также использование некоторых лекарственных препаратов и общеукрепляющих витаминных комплексов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разместила на ситуационном плане 8 базовых станций.

Согласно рекомендациям ETSI TR минимальный уровень сигнала, принимаемый подвижной станцией от базовой станции не должен быть ниже следующих значений:

для передачи голосовых сообщений (- 98 дБм);

для передачи на линиях с уровнями ETCS 2/3 и скоростью движения ниже или равной 220 км/ч (- 95дБм).

Расчет зон обслуживания базовых станций был произведен с помощью специализированного программного комплекса ООО ИНФОТЕЛ

ONEPLAN RPLS-DB.

Полученная в результате расчёта величина принимаемого сигнала не превышает минимально допустимого уровня (-95дБм), что удовлетворяет требованиям. При получении значений уровня принимаемого сигнала ниже допустимого уровня возникла бы необходимость установки дополнительной базовой станции.

Провела экономический расчёт капитальных вложений для создания сети радиосвязи , который составил 65947854 тенге.

Суммарные затраты на сеть цифровой радиосвязи составляют 121340192 тенге.

Провела план мероприятий по охране труда и обеспечению безопасности:

. Выявила влияние электромагнитного излучения на организм человека

. Осветила основные способы и средства защиты от СВЧ-излучений

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Маковеева М.М., Шинаков Ю.С. Системы связи с подвижными объектами, 2006 г.- 256с.;

. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно - территориальное планирование, 2008г. - 285с.;

. ETSI TR 102 300-2 Radio channels, network protocols and service performance (европейский институт телекоммуникационных стандартов).

. Родигина, Т. М. Цифровые стандарты радиосвязи в свете требований информационных технологий железнодорожного транспорта/ Т.М. Родигина// Радиоэлектроника и телекоммуникации. - 2002. - №4. - с.5-8.

. Санитарные правила и нормы «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» 2.2.4./2.1.8.9-36-2002 - Введ. 31.12.2002. - Минск, 2002 - 14 с.

6. Емельянова, И. А. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: Пособие для студентов электротехнического факультета. - Гомель: УО «БелГУТ», 2005. - 50 с.

7. Казанкина, Т.П. Радиосвязь на железнодорожном транспорте / Т.П. Казанкина - М.:Транспорт, 1982. - 187 с.

. Комин, Н.Д. Современные системы радиосвязи для железных дорог/ Н.Д. Комин, М.А. Миронова // Автоматика, телемеханика и связь. - 1998. - №6. - с.17-24.

9. Комягин, А.Л. Технологическая радиосвязь на железнодорожном транспорте / А.Л. Комягин, В.К. Фунзавя, С.А. Денисов // Электросвязь. - 2000. - №2. - с. 14-18.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица А.1. Характеристики мобильной радиостанции SRG 3900, производства SEPURA

Основные характеристикиРазмеры (ВхШхГ), мм.54x180x110 (только терминал) 58x185x33 (панель управления) 69x162x28 (HBC)Вес, г.980 (только терминал) 1170 (терминал с панелью управления)Кол-во абонентских групп - TMO и DMO9900Список кодов стран/сетей30Папки разговорных групп5000Климатические условияРабочая температура °Cот -30 до +70Температура хранения °Cот -40 до +85ВлажностьETS 300 019Пыль и водаIP54Ударо- и вибропрочностьETS 300 019-2-5Радиочастотные характеристикиДиапазон частот, МГц380...430, 407-473Шаг сетки частот, КГц25Разнос частот передачи/приёма, МГц10Мощность передатчика, Ватт10 Вт Класс 2Управление мощностью передатчикаступени по 5 дБНеравномерность уровня мощности, +/-, дБ2Класс приемникаA и BСтатическая чувствительность приемника, дБм-112 минимумДинамическая чувствительность приемника, дБм-103 минимумХарактеристики GPSРежим работыАвтономный или полуавтоматический (A-GPS*)Чувствительность-152 дБм/-182 дбВт

Приложение Б

Таблица Б.1. Характеристики портативной радиостанции SRH 3500

Основные характеристикиРазмеры без АКБ (В х Ш х Г):130 х 58 х 30 ммВес: без АКБ с тонким Li-Ion АКБ 1130 мА/ч со стандартным Li-Ion АКБ 1850 мА/ч 143 г 214 г 247 гАбонентские группы (TMO и DMO)2000Климатические условияДиапазон рабочих температур-20...+60 °СДиапазон температур хранения-40...+85 °СИсполнение (пыле- и влагозащищенность)IP54Ударо- и вибропрочностьETS 300 019Радиочастотные характеристикиДиапазон частот380...430 МГц, 440...473 МГцШаг сетки частот25 кГцШирина диапазона перестройки частот (TMO)50 МГцШирина диапазона перестройки частот (DMO)50 МГцРазнос частот передачи / приема:10 МГцМощность передатчика1 ВтУправление мощноостью передатчика3 ступени по 5 дБСтатическая чувствительность приемника:-112 дБмДинамическая чувствительность приемника:-103 дБмХарактеристики GPSЧувствительность поисковая-152 дБм (-182 дБВт)Чувствительность слежения-155 дБм (-185 дБВт)

Приложение В

Базовые станции DIB-500 отвечают за организацию радиосвязи с абонентскими радиостанциями на территории зоны своего действия. Цифровая станция DIB-500 разработана для использования в помещения. В одной стойке располагается до двух приемопередатчиков, каждый на 2 TETRA несущие, что соответствует 16 логическим каналам. Конструкция станции модульная и может расширяться до 8 TETRA несущих установкой дополнительной стойки.

Встроенная в станцию система сигнализации и управления позволяет дистанционно контролировать рабочие характеристики DIB-500 и управлять работой станции.

Базовая станция имеет два высокочастотных разъема для подключения антенных устройств. При этом реализуется функция разнесенного приема, увеличивая зону уверенного приема.

При полной потере связи с коммутатором, базовая станция автоматически переходит в аварийный режим работы, в котором поддерживает все основные типы вызовов. При устранении аварии на линии связи, базовая станция автоматически восстанавливает связь с коммутатором.

Таблица В.1. Характеристики базовой станции DIB-500 от ROHDE&SCHWARZ

Частотный диапазон380-486 МГцМощность передатчика50 ВтВыходная мощностьс повышенной мощностью max. 44 дБм (25 Вт) (2 несущие)с гибридным/резонаторным комб. макс. 37,6 - 42,4 дБм (6-18 Вт)Чувствительность статическая:< -119 дБмЧувствительность динамическая:< -113 дБм (BER 4%)Питание- 48 ВDC (опционально 220 ВAC)Потребляемая мощность1100 Вт (4 несущие)Температурный диапазон+ 5°C ÷ + 45°C

ВВЕДЕНИЕ В Послании народу Казахстана "Казахстан - 2030. Процветание, безопасность и улучшение благосостояния всех Казахстанцев" Глава государс

Больше работ по теме: