RU2206177C1

RU2206177C1 - Carry-on communication network of train

Info

Publication number: RU2206177C1
Application number: RU2001127399/09A
Authority: RU
Inventors: Д.Н. Волынский; А.В. Волынская
Original assignee: Уральский государственный университет путей сообщения
Priority date: 2001-10-08
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2003-06-10

Abstract

FIELD: controlling, warning, or similar safety devices for train communication systems. SUBSTANCE: novelty is that in order to ensure efficient control of train automated systems and personnel, to raise labor productivity of attending personnel, and to reduce maintenance charges interconnections between terminal communication devices and unified switching center, as well as between adjacent unified switching centers is effected over radio channel, frequency band and level of radio signal in channel being chosen so that terminal communication devices communicate only with unified switching center of train car wherein terminal device resides at the moment. EFFECT: enhanced reliability of communications and train driving safety. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к регулирующим, предупреждающим или подобным предохранительным устройствам, действующим между вагонами, в частности к системам внутрипоездной связи. The invention relates to regulatory, warning or similar safety devices operating between cars, in particular to train communication systems.

Известна бортовая сеть сигнализации и связи подвижного состава (Егоров В. П. Устройство и эксплуатация пассажирских вагонов (для проводников): Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: УМК МПС России, 1999, с. 193-204), включающая пульт управления, двухпроводные линии, находящиеся под напряжением, проходящие в трубах и соединяющиеся специальными штепсельными разъемами, а также сквозную магистраль радиосети поезда с межвагонными низковольтными штепсельными соединителями. Телефонная связь начальника поезда с проводниками вагонов, поездным электромехаником и машинистом локомотива ведется в одностороннем режиме. Проводные линии связи и сигнализации подвержены вредному воздействию температуры, влажности, масла, кислот, вибрации, а также умышленному повреждению. Недостатками такой организации являются низкая надежность и сложность эксплуатации (соединение либо разъединение штепсельных разъемов при формировании либо расформировании поезда), отсутствие мобильной прямой и обратной связи между вагонами, мобильного контроля за оборудованием, из за чего один из проводников должен постоянно наблюдать за пультом, что приводит к низкой надежности связи и сигнализации, отсутствию оперативности управления персоналом. Known on-board network of signaling and communications of rolling stock (V. Egorov. Design and operation of passenger cars (for conductors): Textbook. 2nd ed., Revised and additional - M .: UMK MPS of Russia, 1999, p. 193-204), including the control panel, two-wire lines that are energized, passing through the pipes and connected by special plug connectors, as well as the through radio network of the train with inter-car low voltage plug connectors. Telephone communication of the train head with the wagon conductors, train electrician and locomotive driver is carried out in a unilateral mode. Wired communication lines and alarms are exposed to the harmful effects of temperature, humidity, oil, acids, vibration, as well as intentional damage. The disadvantages of this organization are the low reliability and complexity of operation (connecting or disconnecting the plug connectors when forming or disabling the train), lack of mobile direct and feedback between the cars, mobile control of the equipment, which is why one of the conductors must constantly monitor the console, which leads to low reliability of communications and signaling, lack of efficiency of personnel management.

Известен также вариант канала внутрипоездной связи (Волков А.А. Вариант канала внутрипоездной связи.// Автоматика, связь, информатика. - 1998, 7, с. 6), в котором в качестве линии связи используются рельсы, введены рамочные многовитковые антенны под полом каждого вагона и модемы для голосовой связи. Недостатками данного технического решения являются доступность для повреждения рамочной многовитковой антенны под полом вагона, отсутствие мобильной связи внутри вагона, поскольку модем связан проводами с рамочной антенной, низкая пропускная способность канала, помехи, влияющие на сторонние системы связи, особенно на соседних путях. Also known is the variant of the inter-train communication channel (Volkov A.A. The variant of the inter-train communication channel. // Automation, Communications, Informatics. - 1998, 7, p. 6), in which the rails are used as the communication line, multi-turn loop antennas under the floor are introduced each car and modems for voice communication. The disadvantages of this technical solution are the availability for damage to the multi-turn loop antenna under the floor of the car, the lack of mobile communication inside the car, since the modem is connected by wires to the frame antenna, low channel bandwidth, interference that affects third-party communication systems, especially on adjacent tracks.

Известна бортовая сеть связи подвижного состава БСС ПС (Казанский П.А., Горелов Г. В. , Колбасюк С.Л., Новиков С.А. Бортовая сеть связи подвижного состава. // "Электросвязь". - 1993, 12, с.39 и 40) (прототип), включающая в каждом вагоне подвижного состава оконечные устройства связи (ОУС) (на чертеже не показаны) и унифицированный узел коммутации (УУК), один из которых назначен ведущим, причем ОУС соединены с УУК линейными интерфейсами, а смежные УУК соединены сетевыми интерфейсами с двумя (основной и резервной) транзитными волоконно-оптическими линиями связи (ВОЛС) через аварийный коммутатор-ретранслятор (АКР), межвагонные перемычки, пульт управления и диагностики (ПУД), реализованный на базе ПЭВМ (на чертеже не показан), цифровую радиолинию, связывающую бортовую сеть связи подвижного состава с внешними системами связи. Недостатками данного технического решения являются наличие ВОЛС с межвагонными соединительными перемычками, которые подвержены постоянной тряске, требуют соединения либо разъединения при формировании либо расформировании поезда, а также доступны для умышленного повреждения, большая стоимость коммутационного оборудования ВОЛС, что снижает надежность и усложняет эксплуатацию бортовой сети связи подвижного состава, снижает безопасность движения поездов, увеличивает эксплуатационные расходы, снижает производительность труда. Known on-board communication network of rolling stock BSS PS (Kazansky P.A., Gorelov G.V., Kolbasyuk S.L., Novikov S.A. On-board communication network of rolling stock. // "Telecommunication". - 1993, 12, p. .39 and 40) (prototype), which includes in each carriage of rolling stock terminal communication devices (DCS) (not shown in the drawing) and a unified switching unit (CC), one of which is assigned as the master, with the CCC connected to the CC by linear interfaces, and adjacent MCs are connected by network interfaces with two (primary and backup) transit fiber-optic communication lines and (FOL) through an emergency relay switch (AKP), inter-vehicle jumper remote control and diagnostics (OMPs) controller based on PC (not shown), a digital radio link connecting the communication board network of the rolling stock to external communication systems. The disadvantages of this technical solution are the presence of fiber optic links with inter-car jumper wires, which are subject to constant shaking, require connection or disconnection during the formation or disbanding of the train, and are also available for intentional damage, the high cost of the fiber optic switching equipment, which reduces the reliability and complicates the operation of the on-board communication network of the mobile composition, reduces the safety of train traffic, increases operating costs, reduces labor productivity.

Цель изобретения - повышение надежности, упрощение эксплуатации, снижение стоимости, повышение оперативности управления и безопасности движения поездов. The purpose of the invention is to increase reliability, simplify operation, reduce cost, increase control efficiency and train safety.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемой бортовой сети связи подвижного состава заменяют ВОЛС, АКР, межвагонные перемычки на радиоканал, пульт управления и диагностики выполнен мобильным и связан с унифицированным узлом коммутации по радиоканалу. This goal is achieved by the fact that in the proposed on-board communications network of the rolling stock replace FOCL, AKP, inter-car jumpers on the radio channel, the control and diagnostic panel is made mobile and connected to a unified switching center via a radio channel.

Сущность изобретения состоит в том, что соединения между оконечными устройствами связи и унифицированным узлом, а также между смежными унифицированными узлами коммутации осуществляют по радиоканалу, причем частотный диапазон и уровень радиосигнала в радиоканале выбирают таким образом, что оконечные устройства связи связываются только с унифицированным узлом коммуникации того вагона, в котором оконечные устройства связи находятся в данный момент, а пульт управления и диагностики выполнен мобильным и связывается по радиоканалу с унифицированным узлом коммутации того вагона, в котором он находится в данный момент. The essence of the invention lies in the fact that the connections between the communication terminal devices and the unified node, as well as between adjacent unified switching nodes, are carried out via the radio channel, and the frequency range and level of the radio signal in the radio channel are selected in such a way that the communication terminal devices communicate only with the unified communication node of a car in which the communication terminal devices are currently located, and the control and diagnostic panel is mobile and communicates via radio with a uniform the identified switching node of the car in which it is currently located.

На чертеже приведена схема бортовой сети связи подвижного состава, которая содержит в каждом вагоне 1 оконечные устройства связи 2 (в виде мобильных радиотелефонов для персонала и пассажиров, радиодатчиков и исполнительных устройств системы автоматики вагона, миниатюрных терминалов видеонаблюдения и других необходимых устройств), унифицированные узлы коммутации 3 (в виде базовых станций), пульт управления и диагностики (в виде контроллера базовых станций), причем оконечные устройства связи 2 связаны только с унифицированным узлом коммутации 3 того вагона 1, в котором они находятся в данный момент, а смежные унифицированные узлы коммутации 3 связаны между собой по радиоканалу 5, а пульт управления и диагностики 4 связан по радиоканалу 5 с внешними системами связи цифровой радиолинией 6 (например, спутниковым радиоканалом). The drawing shows a diagram of the on-board communication network of the rolling stock, which contains in each car 1 terminal devices 2 (in the form of mobile radiotelephones for personnel and passengers, radio sensors and actuators of the car automation system, miniature video surveillance terminals and other necessary devices), unified switching nodes 3 (in the form of base stations), a control and diagnostic panel (in the form of a controller of base stations), moreover, the communication terminal devices 2 are connected only with a unified switch node Station 3 of the car 1 in which they are currently located, and adjacent unified switching nodes 3 are interconnected via radio channel 5, and the control and diagnostics panel 4 is connected via radio channel 5 to external communication systems by digital radio line 6 (for example, satellite radio channel) .

Предлагаемая бортовая сеть связи подвижного состава работает следующим образом. Пульт управления и диагностики 4 - это носимый пульт управления начальника поезда, он передает и принимает радиосигнал в любой точке поезда. Радиосигнал попадает на унифицированный узел коммутации 3 того вагона 1, в котором находится пульт управления и диагностики 4. Далее по цепочке унифицированных узлов коммутации 3 радиосигнал поступает на то оконечное устройство связи 2 в любом вагоне 1 поезда, для которого он предназначен. Ответный радиосигнал от оконечное устройство связи 2 проходит тот же путь в обратном направлении. The proposed on-board communications network of the rolling stock is as follows. The control and diagnostics panel 4 is the wearable control panel of the train head; it transmits and receives a radio signal anywhere in the train. The radio signal enters the unified switching unit 3 of the car 1 in which the control and diagnostics panel 4 is located. Then, through the chain of unified switching nodes 3, the radio signal arrives at the communication terminal device 2 in any car 1 of the train for which it is intended. The response radio signal from the communication terminal device 2 goes the same way in the opposite direction.

Пример 1. Начальник поезда нажимает на кнопку вызова проводника хвостового вагона; сигнал вызова поступает на оконечное устройство связи 2 (мобильный телефон проводника), который подает ответный сигнал, после чего начальник поезда может дать задание проводнику или получить от него информацию. Example 1. The head of the train presses the call button of the tail carriage conductor; the call signal is sent to the communication terminal device 2 (mobile phone of the conductor), which gives a response signal, after which the train head can give the task to the conductor or receive information from him.

Пример 2. Пассажир 8-го вагона включает оконечное устройство связи 2 (мобильный телефон), сигнал попадает на унифицированный узел коммутации 3 восьмого вагона и по цепочке унифицированных узлов коммутации 3 попадает на цифровую радиолинию 6, находящуюся, например, в штабном вагоне. Далее радиосигнал, например, по спутниковому радиоканалу поступает к абоненту, находящемуся в зоне действия спутниковой связи. И тот по обратной цепочке отвечает пассажиру 8-го вагона. Example 2. The passenger of the 8th carriage includes a communication terminal device 2 (mobile phone), the signal goes to the unified switching unit 3 of the eighth car, and through the chain of unified switching nodes 3 it gets to the digital radio line 6, located, for example, in the head-car. Further, the radio signal, for example, via a satellite radio channel enters the subscriber located in the coverage area of satellite communications. And that one in the return chain answers the passenger of the 8th car.

Пример 3. Начальник поезда может наблюдать что происходит в коридоре, например, 2-го вагона 1. Для этого он нажатием соответствующей кнопки на пульте управления и диагностики 4 посылает по цепочке унифицированных узлов коммутации 3 сигнал включения видеокамеры, установленной в коридоре 2-го вагона 1. Видеокамера посылает изображение по радиоканалу 5 в обратном направлении на видеоэкран пульта управления и диагностики 4 начальника поезда. Example 3. The head of the train can observe what is happening in the corridor, for example, of car 2 1. To do this, he sends a signal to turn on a video camera installed in the corridor of car 2 by a chain of unified switching nodes 3 1. The camcorder sends the image via radio channel 5 in the opposite direction to the video screen of the control and diagnostics panel 4 of the train chief.

Для обеспечения высокой пропускной способности радиоканала 5 он выполнен широкополосным. При этом высокую помехоустойчивость радиоканала 5 обеспечивают использованием в нем линейно-параметрической модуляции и накоплением сигнала (Волынский Д. Н. Предпосылки использования линейно-параметрической модуляции в системах передачи информации.// Новые информационные технологии и системы: Материалы IV Международной научно-технической конференции. - Пенза, ПГУ, 2000, с. 140). To ensure high throughput of radio channel 5, it is made broadband. At the same time, high noise immunity of radio channel 5 is ensured by using linear-parametric modulation and signal accumulation in it (D. Volynsky. Prerequisites for using linear-parametric modulation in information transfer systems. // New Information Technologies and Systems: Materials of the IV International Scientific and Technical Conference. - Penza, PSU, 2000, p. 140).

Предлагаемая бортовая сеть связи подвижного состава позволит увеличить надежность связи и оперативность управления автоматическими системами поезда и персоналом, что повышает безопасность движения поездов и обслуживающего персонала, производительность труда, уровень сервиса, снижает эксплуатационные расходы. The proposed on-board communications network of rolling stock will increase the reliability of communications and the efficiency of managing automatic train systems and personnel, which improves the safety of trains and maintenance personnel, labor productivity, the level of service, and reduces operating costs.

Claims

1. On-board communication network of rolling stock, including a control and diagnostic panel, in each car of rolling stock terminal devices and a unified switching node, a digital radio link connecting the on-board communication network of rolling stock with external communication systems, characterized in that the connections between the terminal communication devices and a unified switching node, as well as between adjacent unified switching nodes, are carried out over a radio channel, and the frequency range and level of the radio signal in the radio channel are selected in such a way that the communication terminal devices communicate only with the unified switching unit of the car in which the communication terminal devices are currently located, and the control and diagnostic panel is mobile and communicates via radio channel with the unified switching unit of the car in which the control panel and Diagnostics is currently on.

2. The device according to claim 1, characterized in that the radio channel uses linear parametric modulation and signal accumulation.