CC BY
60
Проблематика транспортных систем
УДК 621.395.2
81
М. В. Вечерковский
ПАРАМЕТРЫ НАГРУЗКИ АБОНЕНТОВ ДИСПЕТЧЕРСКОГО ЦЕНТРА УПРАВЛЕНИЯ
Мировые тенденции в развитии телекоммуникаций складываются в пользу перехода на новую технологическую базу - мультисервисные сети с пакетной передачей информации.
Для организации оперативно-технологической связи в IP-сети исследовались данные о нагрузке, которую генерируют в настоящее время такие абоненты, как поездные, энерго- и локомотивные диспетчеры, диспетчеры служб, другие руководители и исполнители, пользующиеся существующими связями на основе групповых и коммутируемых каналов.
технологическая связь, мультисервисная сеть, ОТС-IP, нагрузка, трафик.
Введение
В настоящее время сеть связи железнодорожного транспорта обладает достаточно мощной цифровой составляющей; главным образом это касается первичной магистральной сети, коммутационных станций технологической связи, автоматических телефонных станций.
Цифровые распорядительные коммутационные станции оперативнотехнологической связи сейчас работают, как правило, с исполнительными по групповому каналу с использованием тонального избирательного вызова. Отдельные участки работают в режиме распределённой цифровой конференцсвязи по закреплённым ОЦК (основным цифровым каналам). Цифровая технологическая радиосвязь пока развита слабо. Основой общетехнологической связи, главным образом телефонной, становятся цифровые АТС. Связь новой вертикали управления перевозками (НВУП) организуется отдельной сетью с коммутируемыми вызовами с использованием общего канала сигнализации.
Внедрение цифровой техники на сети связи РЖД позволило улучшить качество связи, обеспечило достаточным количеством высококачественных каналов как телефонные системы, так и передачу данных. Такая модернизация повторяла решения и структуру старых сетей, сохраняя уже имеющиеся услуги, но не расширяя их.
Сегодня мировые тенденции складываются в пользу перехода на новую технологическую базу - мультисервисные сети с пакетной передачей информации. Такие сети облегчают и удешевляют эксплуатацию, способствуют унификации используемого на сети связи оборудования, делают работу телекоммуникационной сети предсказуемой, позволяют рациональнее использовать ресурсы сети, минимизируют ее отказы и при этом дополняют ее новейшими услугами,
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2006/2
82
Проблематика транспортных систем
позволяющими совершенствовать технологию перевозочного процесса и повышать его безопасность [1].
1 Разделение абонентов на группы приоритетности
Отличительной особенностью оперативно-технологической связи являются повышенные требования, предъявляемые к качеству обслуживания абонентов, такие как высокая скорость соединения и исключения отказов в обслуживании. Среди особых требований следует отметить постоянное включение в групповой канал поездного диспетчера всех его абонентов и возможность перебоя разговора со стороны диспетчера.
Таким образом, при определении норм на показатели качества обслуживания абонентов главным требованием к коммутационным станциям мультисервисной сети станет немедленное и безотказное установление соединений для группы абонентов, непосредственно связанных с безопасностью движения поездов; назовём её первой группой абонентов. Никакие ограничения в производительности узлов или каналов сети не должны влиять на качество обслуживания вызовов первой группы. Должны быть продуманы механизмы резервирования при отказе каких-либо элементов системы, восстановление связи при отказах для этой группы абонентов должно осуществляться в первую очередь, скорость соединения для них должна быть самая высокая. Должно быть исключено состояние недоступности к исполнительным абонентским пунктам. Первая группа абонентов должна обладать наивысшим приоритетом в обслуживании.
В то же время к системе технологической связи для управления перевозками, не предназначенной для обеспечения безопасности движения, предъявляются менее жесткие требования по оперативности установления соединений, чем к системе оперативно-технологической связи. То есть для абонентов, непосредственно не связанных с безопасностью движения поездов, требования к оперативности связи могут быть меньше. Для классификации таких абонентов введём ещё две группы, обладающие средним и низким приоритетами в качестве обслуживания. Вторая группа будет включать в себя оперативных работников, непосредственно не связанных с безопасностью движения поездов (таких как локомотивные диспетчеры, грузовые диспетчеры, маневровые диспетчеры, диспетчеры по работе с вагонопотоками, поездопотоками, по организации работы локомотивов и бригад). Третья группа будет состоять из не оперативных работников (диспетчеров, обеспечивающих готовность технических средств для выполнения перевозок, инженерного персонала). Условные группы абонентов оперативно-технологической и общетехнологической связи сведены в таблицу 1.
ТАБЛИЦА 1. Условные группы абонентов
Группа Приоритет в обслуживании Описание абонентов, входящих в группу Примеры абонентов, входящих в группу
I Высокий Оперативные работники, связанные с безопасностью дви- Поездные диспетчеры, начальники ЦУП/Д, главные диспетчеры ЦУП/Д, дежурные по станции,
2006/2
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
83
жения поездов энергодиспетчеры
II Средний Оперативные работники, непосредственно не связанные с безопасностью движения поездов Локомотивные диспетчеры, грузовые диспетчеры, маневровые диспетчеры, диспетчеры по работе с вагонопотоками, поездопотоками, по организации работы локомотивов и бригад
III Низкий Не оперативные работники Диспетчеры, обеспечивающие готовность технических средств для выполнения перевозок, инженерный персонал
Теперь, определив принадлежность абонента к одной из этих групп, мы можем предоставить ему определённые услуги с определённым качеством. Под качеством в данном случае понимается быстрота и безотказность установления соединений, а также качество разговорного сигнала.
Установление приоритетов для вызовов, которые проходят через сеть, является очень важным вопросом. Сеть оперативно-технологической связи должна быть определена в качестве приоритетного трафика. В настоящее время проводится идентификация потоков вызовов этой сети. Эта информация наряду со сведениями о передаваемом в реальном времени речевом видеотрафике и трафике данных может быть использована для изучения потребностей в общей пропускной способности и установлении приоритетов.
2 Оценка нагрузки для трёх групп абонентов
Для определения требований к элементам железнодорожной мультисервисной сети с пакетной коммутацией необходимо иметь максимально точные данные прежде всего о речевой нагрузке, которую эта сеть должна будет обслуживать. Такие данные помогут принять проектные решения, эффективные с экономической точки зрения.
Экстенсивное увеличение пропускной способности каналов связи является экономически невыгодным и в конечном счете все равно не может гарантировать требуемых характеристик передачи того или иного типа (класса) трафика [2].
Для организации оперативно-технологической связи в рамках IP-сети необходимо получить данные о нагрузке, которую генерируют в настоящее время такие абоненты, как поездные, энерго- и локомотивные диспетчеры, диспетчеры служб и другие руководители, пользующиеся существующими связями на основе групповых коммутируемых каналов.
Для оценки нагрузки абонентов I, II и III групп были произведены измерения на коммутационных станциях Единого диспетчерского центра управления (ЕДЦУ) Октябрьской железной дороги (КСМ-400 и АТС SI-2000).
Были выявлены чёткие закономерности распределения нагрузки, характерные для каждой группы абонентов.
Например, поездная диспетчерская связь в течение исследуемого интервала (сутки для каждого абонента) использовалась на порядок интенсивнее дру-
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2006/2
84 Проблематика транспортных систем
гих, в час наибольшей нагрузки (ЧНН) достигая значений в 0,7-0,9 Эрл. В зависимости от времени суток нагрузка существенно менялась, достигая своих пиков в периоды пересменки, во время проведения циркулярных приказов, перед обедом и в конце рабочего дня. Это хорошо видно на графике с накоплением суточной нагрузки для 6 абонентов I группы (рисунок 1).
E, Эрл
Рис. 1. Суточная нагрузка абонентов I группы
Числовые значения нагрузки и средняя длительность занятия канала для этих абонентов приведены в таблице 2.
ТАБЛИЦА 2. Параметры нагрузки абонентов I группы
Диспетчерский круг ЧНН Нагрузка в ЧНН, Эрл Среднесуточная нагрузка, Эрл Средняя длительность занятия, с
Санкт-Петербург- Торфяное 12:15-13:15 0,498 0,291 39
Т орфяное-Окуловка 14:30-15:30 0,513 0,255 41
Западная Двина-Шаховская 08:15-09:15 0,561 0,279 29
Оредежский 08:15-09:15 0,753 0,411 42
Валдайский 08:30-09:30 0,876 0,351 34
Кяппесельга-Ладва 08:15-09:15 0,895 0,512 41
2006/2
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
85
Связи отраслевых диспетчеров имеют другую динамику использования, регулярно применяются для проведения утренних и вечерних планёрок, используются в качестве связи совещаний второго уровня. И если в часы совещаний нагрузка достигает 1 Эрл на канал, то среднесуточные значения нагрузок для абонентов II группы, как правило, не превышают 0,1 Эрл.
Нагрузка абонентов III группы обладает наибольшей неравномерностью, она подобна нагрузкам телефонных сетей общего пользования - возрастает в рабочее время, уменьшается в конце дня и гораздо менее интенсивно используется в ночные часы.
Обладая данными о нагрузках абонентов существующей сети, для расчёта скорости передачи информации в узлах сети с пакетной коммутацией можно пользоваться следующей формулой, кбит/с:
f
B = E •
ip
1000•L
н
T
\
+ S
• k„ • N.
0
где Е - нагрузка, создаваемая абонентом, Эрл;
Ьн - длина заголовков RTP/UDP/IP, кбит;
Тв - длина речевой выборки, мс;
S - скорость потока на выходе кодера, кбит/с;
кп - коэффициент паузы 0,4.. .0,5;
N - количество абонентов.
Как показывает практика, методы расчета мультисервисных сетей (пропускной способности каналов, емкости буферов и т. д.), основанные на марковских моделях и формулах Эрланга, которые с успехом используются при проектировании телефонных сетей, дают неоправданно оптимистические решения и приводят к недооценке нагрузки. Кроме того, в сетях с пакетной коммутацией всегда присутствует некоторое количество больших выбросов при относительно небольшом среднем уровне трафика. Данное явление значительно ухудшает характеристики (увеличивает потери, задержки и джиттер пакетов) при прохождении трафика через узлы сети [3]. Это следует учитывать при проектировании.
Заключение
В настоящее время ряд компаний готов предложить решения по организации железнодорожной технологической сети связи (IP-ОТС) на базе своего оборудования. Проведённые исследования нагрузки помогают сформулировать требования к таким решениям.
Важнейшей задачей на данный момент является разработка оптимальной стратегии движения к мультисервисной сети с точки зрения распределения инвестиций, реализации функций в соответствии с требованиями создаваемой системы централизованного управления, оперативной адаптации сети к постоянно меняющимся структурным, организационным, функциональным, емкостным параметрам системы управления транспортом с минимизацией затрат на
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2006/2
86 Проблематика транспортных систем
дооборудование сети и максимальным использованием уже установленного оборудования.
Библиографический список
1. Клепач А. П., Розенберг Е. Н. Пути построения мультисервисной сети для ОАО РЖД на оборудовании Avaya. - М.:ВНИИАС. - 2004. - 3 с.
2. Quality of Service (QoS) и технологии Voice over IP (VoIP): Обзор. - М.: Digital Design. - 2003. - 5 с.
3. http://www.teletraffic.ru/public/pdf/Krishtofovich_2003.pdf (Петров В. В. Статистический анализ сетевого трафика. - 2003. - 2 с.)
УДК 656.21.02 Д. Н. Куклев
ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ОБХОДА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО УЗЛА
В условиях значительного увеличения размеров движения крупные железнодорожные узлы становятся сегодня узким местом на пути быстрого продвижения поездопотоков. Это особенно важно в условиях, когда все большее значение приобретают транзитные перевозки. Одним из наиболее эффективных способов разгрузки железнодорожных узлов является сооружение обходов. В статье приведена методика технико-экономического обоснования целесообразности сооружения обхода железнодорожного узла. железнодорожный узел, обход железнодорожного узла, технико-экономическое обоснование, транзитный поездопоток.
Введение
Обходы получили применение уже на заре формирования железнодорожных узлов в России. Одними из главных недостатков первых узлов было наличие большого числа нерациональных примыканий и дублирование однородных устройств, вследствие чего поезда были вынуждены совершать дополнительные операции при переходе с одной линии на другую. Поэтому одним из первых назначений обходов того времени было устранение этих неудобств путем укладки обходных путей для пропуска поездов без захода на отдельные станции.
Сегодня основным назначением обходов является пропуск транзитных поездов без захода в узел [1], что является одним из условий успешного развития не только железнодорожных, но и транспортных узлов в целом.
1 Общие положения по выбору вариантов для сравнения
2006/2
Proceedings of Petersburg Transport University
