Надежный поставщик уникального оборудования

Сетевая инфраструктура информационного обмена и оперативно-технологической связи (СИИО и ОТС) на Московской Монорельсовой дороге на базе кабеля TRC-1250FR

Сетевая инфраструктура информационного обмена и оперативно-технологической связи (СИИО и ОТС) на Московской Монорельсовой Дороге. Данный проект реализован компанией ЗАО «Альпина Текнолоджис».

Сетевая инфраструктура информационного обмена и оперативно-технологической связи (СИИО и ОТС) предназначена для построения транспортной среды передачи мультимедийной информации (данные телеуправления, телесигнализации, голос, видео), обеспечивающей между собой информационное взаимодействие как объектов управления Московской монорельсовой транспортной системы (ММТС), так и персонала.

Под объектами управления понимаются любые потребители или эмитенты цифровых данных: компьютерные рабочие станции, контроллеры, различные датчики, табло, бортовые компьютеры связи ЭПС и т.д. Под информационным взаимодействием объектов управления и персонала понимается гарантированная передача/прием цифровых данных и голосовых сообщений в реальном масштабе времени.

Объекты управления и персонал могут находиться как в статическом, так и динамическом состоянии, т.е. находиться постоянно в состоянии покоя, либо перемещаться вдоль монорельсового пути, либо попеременно менять свое состояние. Кроме этого, объекты управления и персонал могут находиться на значительном удалении друг от друга.

Разнородный характер информационного взаимодействия объектов управления и персонала, изменение их кинетических характеристик, пространственная разобщенность, позволяют рассматривать СИИО и ОТС как территориально-распределенную мультисервисную вычислительную сеть, которая должна удовлетворять следующим требованиям:

  1. Осуществлять передачу/прием данных и голосовых сообщений от стационарных и мобильных объектов управления и персонала.
  2. Обеспечивать высокую скорость передачи/приема информации из-за необходимости работы в реальном масштабе времени.
  3. Обеспечивать возможность развития сети по мере строительства новых транспортных участков (масштабируемость).
  4. Обеспечивать высокую надежность.
  5. Обеспечивать гарантированное качество обслуживания — прием/передачу данных и голосовых сообщений.
  6. Защищать информацию от несанкционированного доступа.
  7. Обеспечивать территориально-распределенный доступ.
  8. Обеспечивать передачу разнородного трафика цифровых данных.

Для выполнения указанных требований СИИО и ОТС содержит следующие подсистемы:

  • подсистему информационного обмена стационарных объектов;
  • подсистему информационного обмена мобильных объектов;
  • подсистему ОТС со стационарными абонентами;
  • подсистему ОТС с мобильными абонентами;
  • подсистему информационного обслуживания пассажиров;
  • подсистему документирования переговоров ОТС;
  • подсистему громкоговорящего оповещения;
  • подсистему аварийной связи.

Основной трудностью при создании СИИО и ОТС стало создание подсистемы беспроводного широкополосного доступа для передачи мультимедийной информации на ЭПС и обратно (подсистема информационного обмена мобильных объектов и подсистема ОТС с мобильными абонентами). Использование традиционных решений сразу наталкивалось на проблему электромагнитной совместимости (ЭМС) с мощным комплексом РЭС Останкинского телерадиовещательного центра. К тому же в столице практически отсутствуют свободные частотные ресурсы и получить широкополосный канал в свое полное распоряжение было невозможно.

Решение задачи искалось в двух направлениях: нужно было найти технологию множественного доступа, использующую слабо лицензируемые или открытые диапазоны, а также применить антенные конструкции с плохими приемо-передающими свойствами в перпендикулярных направлению движения поезда направлениях, чтобы подавить по возможности посторонние сигналы и не создавать помех другим РЭС, работающих на близких частотах.

Утвержденный в сентябре 1999 года стандарт IEEE 802.11b с модуляцией, основанной на расширении спектра методом прямой последовательности (DSSS), предусматривал скорости обмена до 11 Мбит/с и полностью удовлетворял предъявленным требованиям. Оставался не простой вопрос с выбором антенн. Проведенные совместно специалистами ЗАО ‘Альпина Текнолоджис’ и специалистами Государственного специализированного проектного института радио и телевидения (ГСПИ РТВ) исследования показали, что наилучшее решение этой задачи -использовать триаксиальный излучающий кабель TRC-1250 FR от компании Times Microwave Systems. Кабель nu tack TRC 1250 FR обеспечивал приемлемые характеристики в ближней зоне, а на расстоянии около 150 м передаваемый от кабеля TRC1250FR сигнал имел уровень сопоставимый с уровнем шумов. Таким образом, рабочие уровни сигналов территориально присутствовали практически в зоне отчуждения около монорельсовой балки, что обеспечивало хорошие условия для ЭМС со сторонними РЭС.

На рабочей частоте 2,4 ГГц примененный излучающий кабель nu tack TRC 1250 FR имеет затухание 7,1 dB/100m. Для компенсации вносимого затухания была проведена разработка специального двунаправленного всепогодного усилителя. Усилители устанавливались на монорельсовой балке в непосредственной близости от радиоизлучающего кабеля TRC-1250FR. Комплектуются блоком питания и инжектором для подачи питающего напряжения по радиоизлучающему кабелю nu track TRC 1250 FR.

Сам радиоизлучающий кабель TRC 1250 FR укладывался в специальный пластмассовый короб. Уникальные свойства примененного радиоизлучающего кабеля TRC1250FR позволили укладывать его без применения специальных кронштейнов непосредственно на проводящие поверхности вместе с кабелями другого назначения. Это позволило удешевить и упростить монтаж радиоизлучающего кабеля nu track TRC 1250 FR на балках.

Для обеспечения возможности передачи мультимедийной информации (данные телеуправления, телесигнализации, видео, голос) между системами управления ЭПС, операторами ЭПС и абонентами СИИО и ОТС в ЦДП — сервером СЦДУ и диспетчерским персоналом СЦДУ, специалистами ЗАО «Альпина Текнолоджис» была разработана Сетевая Инфраструктура Информационного Обмена и Оперативно-Технологической Связи Электроподвижного Состава (СИИО и ОТС ЭПС).

СИИО и ОТС ЭПС — это оборудование СИИО и ОТС, установленное на поезде, предназначенное для организации связи подвижного состава с остальными абонентами СИИО и ОТС, в первую очередь с ЦДП.

Основные функции, выполняемые СИИО и ОТС ЭПС:

  • организация телефонной связи оператора ЭПС с диспетчерским персоналом СЦДУ;
  • передача управляющей информации между сервером СЦДУ и системами управления ЭПС;
  • передача видео изображения с борта ЭПС на СЦДУ;
  • обеспечение аварийной связью машиниста ЭПС.

Оборудование СИИО и ОТС ЭПС функционально имеет отношение к трём подсистемам СИИО и ОТС: подсистеме информационного обмена мобильных объектов, подсистеме оперативно-технологической связи с мобильными абонентами и подсистеме аварийной связи.

СИИО и ОТС ЭПС содержит:

  • блок коммуникационный БК-01;
  • усилители высокочастотные УВЧ1, УВЧ2;
  • грозозащиты высокочастотные ГР1, ГР2;
  • антенны АНТ1, АНТ2;
  • IP телефонный аппарат ТА1;
  • устройство аварийной связи УАС1 (транкинговая радиостанция);
  • антенна аварийной связи АНТ3;
  • грозозащита аварийной связи ГР3;
  • источник питания аварийной связи ИП1; источник бесперебойного питания аварийной связи ИБП1.

В сентябре 2004 г. в процессе комплексных испытаний было проведена проверка возможности передачи видео изображения с борта движущегося ЭПС по всей трассе ММТС в условиях разной освещенности для оценки наблюдаемости трассы, пассажирских платформ, стрелочных переводов и обстановки в кабине ЭПС для контроля со стороны диспетчера условий безопасной перевозки пассажиров. Испытания проводились с использованием штатного оборудования СИИО и ОТС ЭПС.

Прием изображения осуществлялся на монитор АРМа СЦДУ. В процессе испытаний с АРМа администратора сети передавались также команды управления поворотом камеры по азимуту и углу места, что позволяло осуществлять не только обзор впереди стоящих сооружений ММТС, но и осуществлять внутренний обзор кабины машиниста.

В процессе комплексной проверки передачи мультимедийного трафика, с ЭПС передавались одновременно в реальном масштабе времени: видео изображение от цветной камеры, голосовой трафик от поездного IP-телефона, голосовой трафик от беспроводного телефона, данные телеметрии и команды управления.

Разработка СИИО и ОТС защищена патентом на изобретение Российской Федерации №2228278 от 31 июля 2003 года ‘Система управления движением электроподвижных составов монорельсовой транспортной системы по трассе и способ управления движением электроподвижных составов монорельсовой транспортной системы по трассе с использованием автоматизированной системы’.