Основы Ж.-Д. Радиосвязи
Радиосвязью называется процесс обмена информацией с помощью радиоволн. На железнодорожном транспорте радиосвязь используется для управления технологическими процессами, а также организации перевозок. Радиосвязь обеспечивает взаимообмен информацией как между неподвижными, так и между подвижными объектами. На ж.-д. транспорте радиосвязь осуществляется по каналам коротковолновой (КВ), ультракоротковолновой (УКВ) радиосвязи, радиорелейным линиям и спутниковым системам связи. Радиорелейные линии связи развиваются в направлении цифрового кодирования сообщений и освоения сверхвысокочастотного (десятки и сотни ГГц) радиодиапазона.
Разновидностями технологическая радиосвязи являются поездная (ПРС), станционная (СРС) и ремонтно-оперативная (РОРС).
Техническую базу систем радиосвязи составляет комплекс радиостанций, которые в зависимости от места установки делятся на три типа: стационарные, возимые и носимые. Несмотря на ряд отличий в электрических и конструктивных параметрах, они имеют общие принципы и структуру построения (рис.1).
В состав передатчика входят: УНЧ - усилитель низкой частоты, М - модулятор, УЧ - умножитель частоты, ОГ - опорный генератор, Ант - антенна,
В состав приемника входят: Ант - антенна, УРЧ - усилитель радиочастоты, ПЧ - преобразователь частоты (понижает частоту сигнала), УПЧ - усилитель промежуточных частот, ДМ - демодулятор, УНЧ - усилитель низкой частоты.
В приемопередатчиках ЖР используется частотная модуляция.
Режимы работы железнодорожных станций (ЖР):
- симплексный режим, при котором прием и передача осуществляются поочередно. Для двустороннего обмена информацией достаточно одной рабочей частоты. К недостаткам режима относится необходимость переключения ЖР с приема на передачу, что снижает оперативность связи;
- дуплексный режим, предусмотренный в радиостанциях нового поколения и исключающий вышеуказанный недостаток. Для двустороннего обмена информацией необходимы две частоты.
Симплексная радиосвязь не обеспечивает непрерывность радиосвязи при перемещении объекта. Дуплексная радиосеть позволяет обеспечить непрерывность радиосвязи при перемещении подвижного объекта и характеризуется низким уровнем помех.
В зависимости от используемого способа вызова системы радиосвязи бывают:
- с групповым вызовом;
- с индивидуальным вызовом.
В первом случае приемники радиостанций работают в режиме дежурного приема, что необходимо для прослушивания в громкоговорителе вызывного тонального сигнала и голосовой информации о номере или шифре вызываемого абонента. После радиостанцию переводят из дежурного в режим передачи. Для этого нужно снять микротелефон с рычага и вступить в переговоры.
Прослушивание вызывного тонального сигнала и информации голосом, адресованных одному абоненту, в громкоговорителях остальных абонентов сети нежелательно, поскольку отвлекает их от выполнения служебных обязанностей. Для исключения этого недостатка в новых сетях ПРС и РОРС предусматривается индивидуальный избирательный вызов. Всем абонентам сети присваиваются разные вызывные сигналы, представляющие собой кодовые последовательности импульсов тональной частоты, на которые настроены дешифраторы приемников их радиостанций. Вызывной сигнал принимается приемниками всех радиостанций, однако в режим приема перейдет только та радиостанция, для которой код вызова совпадает с настройкой дешифратора в приемнике вызова.
В некоторых сетях с высокими требованиями к оперативности обмена информацией применяется вызов голосом без посылки вызывных сигналов, и каждый абонент прослушивает все переговоры, ведущиеся в радиосети.
ПРС
Поездная радиосвязь предназначена для передачи оперативных распоряжений при управлении движением поездов; она обеспечивает переговоры поездного диспетчера и дежурных по станциям с машинистами, а также машинистов между собой и с другими работниками, связанными с поездной работой. Для организации поездной радиосвязи локомотивные радиостанции устанавливаются в кабине машиниста, а стационарные - в служебных помещениях дежурных по станциям. Связь диспетчера с машинистами локомотивов осуществляется с использованием тех же стационарных радиостанций, которые включаются в проводной канал связи поездного диспетчера и управляются им с пульта управления распорядительной станции. Поездная радиосвязь работает в симплексном режиме с групповым вызовом в наиболее распространенном гектометровом и метровом диапазонах. Уровни радиопомех в гектометровом диапазоне велики, поэтому для хорошего качества радиосвязи должен быть обеспечен высокий уровень радиосигналов на входе приемников радиостанций. Это достигается применением направляющих линий, в качестве которых используются специально подвешиваемый на опорах контактной сети биметаллический провод (волновод) или провода линии электроснабжения и воздушных линий связи, идущих вдоль ж. д. Поездная радиосвязь в метровом диапазоне позволяет машинисту обмениваться информацией с абонентами, участвующими в поездной работе.
Кроме того, диспетчерская поездная радиосвязь может работать и в дуплексном режиме с индивидуальным вызовом машинистов в диапазоне дециметровых волн.
Ж.-д. радиостанции имеют следующие шифры: стационарные - СР, возимые (локомотивные) - ВР, носимые - HP.
СР устанавливают на промежуточных станциях, ВР – у машинистов. У ДНЦ устанавливают распорядительную станцию (РС).
Поездная радиосвязь (ПРС) предназначена для обмена информацией поездного диспетчера (ДНЦ) и дежурных по станциям (ДСП) с машинистами поездных локомотивов, а также машинистов встречных и вслед идущих поездов между собой и с другими работниками, связанными с поездной работой (рис.2).
900 кГц – частота «Подтверждения приема вызова».
Связь между ДНЦ и машинистом осуществляет по радиопроводному принципу: от машиниста локомотива по ВР до стационарной радиостанции СР – по радиоканалу, от стационарной радиостанции СР до диспетчера (РС) – по проводному каналу.
Связь ДСП®машинист осуществляется по радиоканалу, образованному с помощью стационарных радиостанций, и возимых (локомотивных) радиостанций (ВР), которыми оборудованы локомотивы.
Связь машинист®машинист осуществляется по радиоканалу, образованному с помощью двух ВР, связь машинист®работники, участвующие в поездной работе, - по радиоканалу, образованному с помощью ВР машиниста, а также стационарных, возимых и носимых радиостанций, имеющихся в распоряжении указанных работников.
Связь диспетчер – машинист может быть осуществлена в телефонном режиме или путем передачи команд и сообщений.
В радиоканале используется групповой вывоз, при котором возимые (локомотивные) радиостанции вызываются частотой 1000 Гц, дежурный по станции частотой 1400 Гц, поездной диспетчер частотой 700 Гц.
Для организации симплексной ПРС используется гектаметровый (2 МГц) и метровый (150-160 МГц) диапазоны волн, а для организации дуплексной радиосвязи – дециметровый (330 МГц) диапазоны волн.
Интенсивность помех в дециметровом диапазоне (330 МГц) значительно ниже, а помехоустойчивость приема сообщений значительно выше, чем в диапазонах метровых (150 МГц) и особенно гектометровых волн (2 МГц).
В то же время для участков со сложным рельефом возникает много проблем. Поэтому при выборе того или другого диапазона для конкретных участков необходим поиск оптимальных решений. Двухдиапазонные радиостанции – одно из решений данной проблемы.
На сети ж.-д. используют аппаратуру радиосвязи системы «Транспорт» и комплекс ЖРУ:
- ВР: РВС-1, РВ-1, РВ1М, РВ1.1М, 42РТМ-А2-ЧМ, РЛСМ-10;
- СР: 43РТС-А2-ЧМ, РС-6, РС-46М, РС-46МЦ и др.;
- НР: Радий 301, Альтавия 301, Motorola
Так радиостанция РС-46МЦ предусматривает работу в гектометровом (2 МГц) и метровом (160 МГц) диапазонах.
Для более рационального использования ресурса частотных каналов, была предложена идея транкинга. Транкинговая подвижная радиосвязь (от англ. Trunking – предоставление свободных каналов, trunk- магистральная линия связи) – система двусторонней подвижной радиосвязи, использующая диапазон ультракоротких волн. Пример, стандарт ТЕТРА, который использует частотный диапазон 450 MГц. В основе этой идеи лежит выделение определенного количества каналов всем пользователям системы. Канал динамически выделяется каждому абоненту на время соединения.
Однако транкинговых систем намного меньше, чем обычных конвенциональных объясняется тем, что аналоговый транкинг во многом не соответствует требованиям: такие системы неустойчиво работают в условиях, где должны эксплуатироваться – в непосредственной близости от железной дороги, и не способны обеспечить качественную связь.
Система станционной радиосвязи
Станционная радиосвязь предназначена для организации оперативного управления технологическими процессами на станции. Она обеспечивает связь между работниками станции и включает маневровую и горочную радиосвязь, а также радиосвязь персонала, обеспечивающего технологический процесс формирования составов на ж.-д. станциях, в т. ч. радиосвязь на пунктах технического обслуживания и пунктах коммерческого осмотра вагонов, радиосвязь списчиков вагонов и др. Станционная радиосвязь организуется в симплексном режиме с групповым вызовом или без него в диапазоне метровых волн.
Станционная радиосвязь (СРС) предназначена для обмена информацией руководителей маневровой и горочной работы (маневрового диспетчера - ДСЦ, станционного диспетчера - ДСЦС, дежурных по паркам приема - ДСПП, формирования - ДСПФ, отправления - ДСПО, составителей поездов, дежурного по горке - ДСПГ) с машинистами маневровых, горочных и хозяйственных локомотивов.
Кроме сетей маневровой и горочной радиосвязи, система СРС включает в себя несколько сетей радиосвязи персонала, занятого обработкой составов на станциях.
Система станционной радиосвязи строится по радиальному принципу, и стационарные станции оборудуются широко направленной антенной.
РОРС
Ремонтная радиосвязь предназначена для оперативного управления проведением ремонтных работ и обеспечивает связь работников, занятых текущим содержанием устройств и ремонтно-восстановительными работами путевого и энергетического хозяйств, службы сигнализации и связи и др., находящихся на подвижных или временно стационарных объектах. Радиосвязь используется также для организации связи на месте работ и с сигналистами, ограждающими место производства ремонтных работ. Для вызова ремонтной бригады (от СР) используется частота 2100 Гц.
Радиостанция РЛСМ-10
РЛСМ-10 разработана на предприятии ООО «Пульсар-Телеком» и предназначена для работы в сетях ПРС, СРС, РОРС. Существуют две модификации радиостанции: локомотивная и стационарная. Локомотивная радиостанция обеспечивает:
- ведение переговоров и передачу данных в диапазонах КВ (ГМВ – 2130 или 2150 кГц), УКВ (МВ – от 151 до 154 МГц) и GSM 900/1800 МГц;
- регистрацию переговоров;
- подключение внешних устройств ТУ-ТС;
- подключение к ЛВС через Ethernet для мониторинга и конфигурирования;
- подключение к GSM по протоколу GPRS для резервной связи с машинистом и мониторинга и конфигурирования РС;
- получение навигационных данных от спутниковых систем ГЛОНАС и GPS.
Стационарная РС РЛСМ-10 в отличие от локомотивной не обеспечивает связь через GSM и систему ГЛОНАС/GPS.
РС состоит из следующих блоков:
- модульный блок радиооборудования (МРБ), в состав которого входит модуль приемопередатчика (МПП), системный модуль (СМ) и модуль питания (МП);
- 
антенно-согласующие устройства (АСУ);
- адаптер кабельный (АК) для подключения периферийных устройств и к ЛВС;
- антенны метрового диапазона (160 МГц);
- антенны для модулей GPS и GSM (только для локомотивной РС);
- пульт управления (ПУ);
- пульт дополнительный (ПД);
- микротелефонная трубка (МТТ);
- громкоговоритель (ГР)
Приемопередатчик РС может работать в режимах переговоров и передачи данных.
Подсистема ГЛОНАС/GPS позволяет определять координаты локомотива, точное время скорость движения локомотива. Данная информация необходима для мониторинга местонахождения, для регистрации аварийных ситуаций, а также для автоматического изменения параметров РС (рабочие частоты, мощность передатчика и др.) в зависимости от местонахождения.
Мониторинг локомотивной РС (навигационные данные, контроль исправности блоков РС и др.) осуществляется по радиоканалам КВ и УКВ, а также через сотовую сеть GSM.