CC BY
44
УДК 621.396.931
В. А. Кузюков, канд. техн. наук
А. Ю. Васильев
Р. И. Шушпанов
Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте»,
Российский университет транспорта, Москва
УПРАВЛЕНИЕ НАПОЛЬНЫМИ ОБЪЕКТАМИ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОКАНАЛА
В статье рассматривается возможность применения радиоканала для управления напольными объектами микропроцессорной централизации на железнодорожной станции с учетом обеспечения требуемых показателей надежности и безопасности ответственного технологического процесса движения поездов. На примере типовой участковой станции, с установленной микропроцессорной централизацией с децентрализованным размещением устройств сопряжения с объектами управления и контроля рассматривается организация сети радиосвязи, в которой на прикладном уровне применяется открытый протокол информационного обмена openSAFETY. В статье исследована зависимость вероятности ошибки от коэффициента расширения полосы частот канала в п раз. По результатам исследования предложено расширение полосы пропускания радиоканала с целью повышения помехоустойчивости радиосвязи в условиях сложной помехо-вой обстановки на станции. Кроме того, в работе приводятся расчетные соотношения для оценки требуемой скорости передачи информации по радиоканалу исходя из ее объема. Полученные зависимости можно использовать в качестве одного из критериев выбора радиопередающего оборудования. Представлен краткий обзор существующей в настоящее время каналообразу-ющей аппаратуры, которая может работать в разрешенном для ОАО «РЖД» диапазоне частот.
Длина (вес) посылки, количество управляемых объектов, коэффициент избыточности, вероятности появления ошибочного бита, полоса пропускания, помехоустойчивость
DOI: 10.20295/2412-9186-2020-6-2-134-148
Введение
Российские железные дороги представляют собой сложную многоотраслевую систему. Повседневную работу железнодорожного транспорта обеспечивает комплекс технологических процессов, включающий:
— 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 координацию подразделений железнодорожного транспорта
[1-3].
Большое значение в системе управления технологическими процессами имеет радиосвязь. Ею охвачены практически все основные технологические процессы, что определяется спецификой инфраструктуры железных дорог — значительной протяженностью и наличием множества мобильных объектов. Специфика решаемых задач и высокие требования к надежности и качеству связи определили необходимость создания различных по назначению и способам организации систем радиосвязи на железных дорогах России [4, 5].
Стоит отметить, что радиоканал пока широко не применяется для управления устройствами сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), поскольку в первую очередь следует обеспечить требуемую надежность и безопасность для осуществления ответственного технологического процесса движения поездов. С другой стороны, необходимо изменить нормативную базу, регламентирующую организацию движения, с целью внедрения данных технологий.
Настоящая статья рассматривает возможности использования радиоканала для управления напольными объектами железнодорожной автоматики и телемеханики. Поставлены вопросы, связанные с оценкой устойчивости функционирования радиоканала, а именно добавления коэффициента избыточности полосы пропускания для увеличения помехоустойчивости, что позволит увеличить безопасность и надежность передачи сообщений [6, 7].
Входные данные и постановка задачи
В качестве исходных данных в статье рассматривается двухпутная участковая станция. Структурная схема связи для управления напольными объектами по радиоканалу применительно к рассмотренной станции представлена на рисунке 1. В качестве протокола информационного обмена на канальном уровне предлагается открытый протокол openSAFETY, который можно использовать в системах, связанных с обеспечением функциональной безопасности. Общая схема реализации протокола представлена на рисунке 2, а длина и структура служебного сообщения, наиболее часто передающегося между устройствами, — на рисунке 3 [8, 9].
На станции находится 64 напольных объекта (30 стрелок и 34 светофора), которыми требуется управлять посредством радиоканала.
Для решения поставленной задачи рядом с постом ЭЦ нужно разместить две базовые станции — основную и резервную. На них будут располагаться радиомодемы.
1 I и /*— и и и
Для резервной базовой станции можно использовать горячий или холодный резерв.
В горячем резерве, в зависимости от требований заказчика, резервная базовая станция работает в режиме дублирования или решения вспомогательных задач и в любой момент готова взять на себя функции основной базовой станции. В холодном резерве резервная базовая станция отключена и начинает работать только при отказе основной базовой станции [10].
От поста электрической централизации протянут сигнальный кабель к каждой базовой станции. На приемной стороне располагается радиомодем, который получает сигналы от базовой станции и передает информацию о состоянии объекта управления от объектного контроллера.
Для организации связи на станции потребуется:
— 30 радиомодемов для управления стрелками;
— 34 радиомодема для управления светофорами;
— два радиомодема (основной и резервный) для передачи команд на исполнительные объекты и контрольной информации на базовые станции.
Таким образом, всего потребуется 66 радиомодемов.
Структурная схема связи
Структурная схема связи приведена на рисунке 1. Передающее устройство (ПУ) обменивается информацией с преобразователем, который кодирует информацию в последовательный интерфейс, поддерживаемый радиомодемом. Сигнал с радиомодема идет на антенну А, вся конструкция образует базовую станцию (БС) [11, 12].
В качестве протокола для организации сети беспроводной связи управления предлагается использовать протокол openSAFETY.
Протокол openSAFETY, команды для управления объектами
Протокол openSAFETY — это открытый протокол для информационного обмена между компонентами технических систем с учетом обеспечения требований по функциональной безопасности. Стоит отметить, что openSAFETY — открытый протокол в отношении не только патентных прав и законодательства, но и реализации, т. к. он не привязан к каким-либо конкретным шинам и подходит для любых каналов, промышленных сетей стандарта Ethernet и специализированных промышленных систем передачи данных. Группа стандартизации EPSG активно способствует внедрению openSAFETY во все протоколы передачи данных, а также оказывает содействие при прохождении сертификации и проведении проверок соответствия [13, 14].
Для взаимодействия центрального поста и объекта управления в системе используют три типа сообщений: слу-Рис. 1. Структурная схема связи радиомодемов жебное сообщение, сообщение с управ-
Layer 7
Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1
w . , °Pen 1 ■■
Your Application SAFETY
Modbus EtherCAT
POWERUNK
YourFieldbus
Wireless
EtherNet/IP
Profinet Sercos
Рис. 2. Схематическое представление общей реализации протокола openSAFETY
Рис. 3. Кадр служебного сообщения
ляющей информацией (приказ) и сообщение с контрольной информацией (статус). Служебные сообщения необходимы для контроля работоспособности радиоканала и обеспечения функциональной безопасности. Они имеют уменьшенный объем по сравнению с сообщениями приказов и статусов, чтобы не нагружать канал [15].
Пример структуры кадра служебного сообщения указанного протокола представлен на рисунке 3.
Как следует из рисунка, для передачи кадра служебного сообщения требуется 11 байт.
Зависимость вероятности ошибки от коэффициента избыточности
Отдельно рассмотрим вопрос увеличения помехоустойчивости системы за счет расширения полосы пропускания. Выведем зависимость вероятности ошибки от коэффициента избыточности (коэффициент расширения полосы частот в п раз).
Из теории передачи аналоговых сигналов известно, что одним из критериев качества сигнала является S/N, что определяется как отношение средней мощности сигнала (S) к средней мощности шума (N). В цифровых системах связи чаще используется нормированная версия S/N, обозначаемая как Eb/No, где Eb — энергия бита. Ее можно описать как мощность сигнала S, умноженную на время передачи бита информации Tb, No — это спектральная плотность мощности шума. Ее можно выразить как мощность шума N, деленную на ширину полосы W. Поскольку время передачи бита и скорость передачи битов взаимно обратны, Tb можно заменить на 1/R, где R — это битовая скорость.
Перепишем выражение так, чтобы было явно видно: отношение Eb/No представляет собой отношение S/N, нормированное на ширину полосы и ско-
Eb S ( W
рость передачи битов:
No N
V R у
При расширении полосы частот, т. е. введении коэффициента избыточности, получим прямо пропорциональную зависимость энергии бита от нее: Eb ~ Ki * W. Таким образом, с увеличением полосы пропускания увеличивается энергия бита, следовательно, увеличивается отношение Eb/No. Одной из важнейших метрик качества в системах цифровой связи является график зависимости вероятности появления ошибочного бита Рв (BEP — Bit Error Probability) от Eb/No. Выражения, описывающие эту зависимость, очень громоздки, однако с небольшой погрешностью (около 0,1 дБ) они могут быть
1
упрощены и представлены в виде: Ph
v no j
= 2 •
1
4M.
■erfc
31og3M E
'2(M-1)'N
Eh/No
Рис. 4. График зависимости вероятности появления ошибочного бита Рв от Eb/No
где М — число элементов пространства сигналов при цифровой модуляции. В общем виде зависимость представлена на рисунке 4 [16-18].
Из этого графика видно, что с увеличением отношения ЕЬ^о уменьшается вероятность появления ошибочного бита. Из этого можно получить зависимость Рв от К/ и построить график этой зависимости (рис. 5).
Из графика видно, что при увеличении коэффициента избыточности вероятность появления ошибочного бита уменьшается.
Значит, один из способов повышения помехоустойчивости передачи информации по беспроводным сетям — увеличение полосы пропускания.
B
0
1x10-
1x10-5
1x10 1x10-7
Pb 1x10-
1x10-
1x10-10
1x10-11 1x10-12
K
Рис. 5. График зависимости Рв от K,
Расчет требуемой скорости передачи
Для расчета требуемой скорости передачи с целью организации сети управления введем следующие обозначения: г — время доставки сообщения, с; а — длина (вес) посылки, бит; N — количество управляемых объектов; К,- — коэффициент избыточности.
При расчете полосы пропускания, требуемой на один объект, с учетом коэффициента избыточности формула будет выглядеть так:
V = Ki • , бит/с.
(1)
Тогда получаем общую скорость на все объекты:
V = V• N, бит/с. (2)
Необходимое число радиоканалов для передачи данных на все объекты может быть определено по формуле:
V
к-
X'
(3)
где 1 — скорость передачи радиоустройства на одной длине волны, кбит/с:
* = . (4)
г-х
При большем количестве управляемых объектов и увеличении длины посылки будет возрастать и требуемое количество радиоканалов.
На количество каналов влияют также время доставки сообщения, длина (вес) посылки и количество управляемых объектов, рассчитанных по формуле (1). Формулу (4) удобно использовать как критерий выбора радиомодема.
Покажем применение формулы (4) для выбора приемопередающей аппаратуры. В качестве примера рассмотрим существующие радиомодем Guardian 100 и радиостанцию «МОСТ», работающие в разрешенной для ОАО «РЖД» полосе частот 136-174 МГц [19].
Радиомодем Guardian
Модем Guardian 100 (рис. 6) — промышленный радиомодем, обеспечивающий высокоскоростную передачу данных. Он применяется для широкого спектра приложений, требующих высокой надежности и отказоустойчивости, и удаленной диагностики. Асинхронный модем Guardian спроектирован для высокоскоростного и эффективного обмена данными по радиоканалу со скоростью до 19,2 кбит/с в полосе частот 25 кГц.
Guardian разработан как для развертывания новых, так и для расширения существующих сетей сбора данных, в которых используются радиомодемы T-96SR. Данные передаются в радиоканал в той последовательности, в которой были приняты радиомодемом от контроллера, терминала или компьютера, без искажений и дополнительной обработки. Имеет встроенную функцию удаленной диагностики, позволяющую в реальном масштабе времени контролировать состояние устройства (наличие питания, температуру, напряжение, мощность сигнала, наличие соединения с антенно-фидерными устройствами) [20].
Рис. 6. Внешний вид радиомодема Guardian 100
Радиостанция «МОСТ»
Радиостанция «МОСТ» (радиомодем) предназначена для обмена цифровой информацией по радиоканалу в симплексном и (или) полудуплексном режиме; представлена на рисунке 7.
К внешним устройствам радиостанция подключается через стандартный последовательный порт RS-232. Кабели питания и антенны подключаются к разъемам на задней панели радиомодема. Металлический корпус обеспечивает высокий уровень защиты от внешних помех.
Радиостанция (радиомодем) обладает широким набором сервисных функций, повышающих ее эксплуатационные характеристики: есть возможность измерения и выдачи информации об уровне входного сигнала, КСВн антен-но-фидерного устройства, напряжении питания, температуре внутри корпуса приемопередатчика и др. [21].
Рассчитаем количество каналов при использовании этих радиомодемов.
Рис. 7. Внешний вид радиостанции «МОСТ»
Определение времени цикла передачи сообщения
Согласно п. 4.5.3.2 ГОСТ 33894 [22], одним из ключевых требований к системам МПЦ является обновление данных о состоянии контролируемых путевых объектов, которое должно происходить в реальном времени с задержкой не более 2 с относительно эксплуатационного события. Данное время складывается из:
— времени обработки сообщения объектным контроллером (ОК), включающим в себя два собственных цикла для приема сообщения и передачи ответа;
— времени передачи сообщения от ОК к управляющему вычислительному комплексу (УВК);
— времени цикла УВК, включающего в себя три цикла (прием, обработка, передача);
— времени передачи сообщения от УВК к автоматизированному рабочему месту (АРМ) оператора;
— времени обработки сообщения АРМ, как и времени цикла ОК, включающего в себя два цикла (прием и передача).
Поскольку ОК находятся в непосредственной близости от напольных устройств, а передача данных с них осуществляется по радиоканалу, необходимо определить время передачи ОК—УВК при заданном общем времени реакции системы в 2 с.
Оценим это время с учетом того, что для существующих систем МПЦ можно принять цикл ОК и АРМ равным 100 мс, а цикл УВК — 300 мс.
Таким образом, исходя из требований ГОСТ:
2^ок + ^ОК-УВК + 3-*цп + ^цп-арм + 2^арм = 2 (с) и выразив отсюда ¿ок-УВК и подставляя принятые значения, получим:
¿ок-увк = 2 - 3-0,3 - 2-0,1 - 2-0,1 - 0,1 = 0,6 (с).
Из этого результата следует, что системе с принятыми допущениями времен цикла на передачу сообщения необходимо 600 мс. За это время УВК должен сделать запрос на объект управления и получить актуальную и достоверную информацию с объектного контроллера о состоянии объекта [23].
С целью уменьшения нагрузки на канал связи информационный обмен сообщениями приказов и статусов с объектными контроллерами по радиоканалу должен осуществляться только при необходимости изменить их состояние или при изменении их собственного состояния в результате неисправности, т. е. спорадически. Однако для обеспечения нужного уровня безопасности функционирования системы необходимо, чтобы в остальное время канал был заполнен служебными сообщениями, цель которых — непрерывный контроль исправности устройств и самого канала связи. Поэтому в дальнейших расчетах примем, что основную нагрузку на канал создают служебные сообщения, а не сообщения приказа и статуса. Допущение обосновано тем, что вероятность одновременного выхода всех устройств из строя или необходимость одновременной передачи всем устройствам приказов довольно низка и этими событиями можно пренебречь. Согласно рисунку 3, длина (вес) посылки а = 11 байт. Коэффициент избыточности (К) примем равным 2, чтобы вероятность появления ошибочного бита, по рисунку 5, была около 10-8, что позволит увеличить безопасность и надежность передачи сообщений [24, 25].
Оценка радиомодемов при использовании
для радиоуправления напольными устройствами ЖАТ
Полоса пропускания рассчитывается по формуле (1):
V = К/ ■ у = 2 • 2 • 11/0,6 = 73,33 байт/с « 74 байт/с.
Общая загруженность радиомодема на передачу по формуле (2): V = V • N = 74 байт/с 64 = 4736 байт/с.
Рассчитаем скорость передачи данных в двустороннем режиме для радиомодема и переведем скорость в кбит/с:
2 • 4736 баЙТ • 8 _с
1024
55,5 кбит/с.
Максимальные скорости передачи данных радиомодемов
Наименование оборудования Максимальная скорость
Радиомодем Guardian 100 19,2 кбит/с
Радиомодем МОСТ 9,6 кбит/с
В таблице приведены максимальные скорости передачи данных для радиомодемов.
Для требуемой скорости передачи с применением радиомодемов Guardian 100 требуется:
кбит
55,5-
с
19,2 кбит
3 канала,
с
а при использовании радиомодемов МОСТ —
55,5 кбиТ
-— « 6 каналов.
кбит 9,6-
с
Исходя из расчета скорости, можно сделать вывод, что рациональнее использовать радиомодем Guardian 100, т. к. его скорость в два раза выше, а число каналов вдвое меньше.
Заключение
В представленной статье был рассмотрен пример реализации радиоканала для управления напольными объектами в микропроцессорной системе управления железнодорожной автоматикой и телемеханикой на станции.
В качестве объекта исследования рассматривалась двухпутная участковая станция. Для организации информационного обмена в системе была разработана структурная схема связи. В качестве протокола информационного обмена на прикладном уровне предложено использовать открытый протокол openSAFETY, который может применяться практически с любыми наиболее распространенными протоколами канального уровня. Применительно к указанному протоколу в статье приводится классификация типов сообщений, используемых для информационного обмена между компонентами системы.
Особое внимание в статье уделено вопросам обеспечения помехоустойчивости передачи информации в условиях тяжелой помеховой обстановки на электрифицированной станции. Исследована зависимость вероятности ошибки от величины коэффициента расширения полосы частот канала в п раз. Показано, что с расширением полосы частот канала в два раза вероятность появления
ошибочного бита снижается примерно на три-четыре порядка, что становится эффективным способом повышения помехоустойчивости передачи и обеспечения функциональной безопасности.
Приведены расчетные соотношения для определения требуемой скорости передачи в зависимости от объема передаваемой информации. На основании полученной оценки выполнено сравнение двух типов существующей канало-образующей аппаратуры с учетом ограничений по полосе разрешенных к использованию частот. Показано, что применение радиомодема Guardian 100 более рационально по сравнению с радиомодемом МОСТ.
Кроме того, в статье приведена оценка времени цикла передачи сообщения с учетом выполнения действующих нормативных требований по функциональной безопасности. Получена величина времени цикла, равная 600 мс.
Для получения более полной картины необходимо в дальнейшем сосредоточится на вопросах обеспечения надежности радиоканала, его помехозащищенности и информационной безопасности, а также на исследовании экономической эффективности предлагаемого решения.
Библиографический список
1. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2007. — 1104 с.
2. Романчиков А. М. Цифровизация железнодорожного транспорта в России / А. М. Романчиков, В. А. Гросс, Д. В. Ефанов, А. Ю. Васильев // Транспорт Российской Федерации. — 2018. — № 6 (79). — С. 10-13.
3. Theeg G. Railway Signalling & Interlocking: 3ed Edition / G. Theeg, S. Vlasenko. — Germany, Leverkusen PMC Media House GmbH, 2020. — 552 p.
4. Волков А. А. Варианты модема для цифровой системы радиосвязи / А. А. Волков,
B. А. Кузюков, М. С. Морозов // Мир транспорта. — 2017. — Т. 15, № 6 (73). — С. 48-56.
5. Волков А. А. Повышение эффективности цифровой железнодорожной системы радиосвязи GSM-R / А. А. Волков, О. Е. Журавлев, В. А. Кузюков // Успехи современной радиоэлектроники. — 2013. — № 9. — С. 32-36.
6. Васильев А. Ю. Новые требования и функции в жизненном цикле МПСУ ЖАТ» / А. Ю. Васильев, А. В. Симаков, В. А. Гросс // Автоматика, связь, информатика. — 2018. — № 8. — С. 27-29.
7. Darwish T. S. Fog Based Intelligent Transportation Big Data Analytics in The Internet of Vehicles Environment: Motivations, Architecture, Challenges and Critical Issues / T. S. Darwish, K. A. Bakar // IEEE Access. — 2018. — Vol. 6. — P. 15679-15701.
8. Шаманов В. И. Обобщенная математическая модель процесса эксплуатации систем автоматики и телемеханики / В. И. Шаманов // Автоматика на транспорте. —
2016. — Т. 2, № 2. — С. 163-179.
9. Шаманов В. И. Управление процессом модернизации комплексов систем железнодорожной автоматики и телемеханики / В. И. Шаманов // Автоматика на транспорте. — 2015. — Т. 1, № 3. — С. 237-250.
10. Фурсов С. И. Новые решения в области технической диагностики и мониторинга /
C. И. Фурсов, А. Ю. Васильев, Н. В. Пушкин // Автоматика, связь, информатика. —
2017. — № 10. — С. 8-10.
11. Hall C. Modern Signalling: 5th Edition / C. Hall. — UK, Shepperton: Ian Allan Ltd, 2016. — 144 p.
12. Grover J. Wireless Sensor Network in Railway Signalling System / J. Grover, A. Gro-ver // 2015 5th International Conference on Communication Systems and Network Technologies. — 2015. — P. 308-313.
13. OpenSAFETY. — URL: http://open-safety.ru/ (дата обращения: 05.12.2019).
14. Domingues J. L. M. Diagnostic levels in railway applications / J. L. M. Domingues // Signal Draht. — 2004. — N 1/2. — P. 31-34.
15. Hahanov V. Cyber Physical Computing for IoT-driven Services / V. Hahanov. — New York, Springer International Publishing AG, 2018. — 279 p. DOI: 10.1007/978-3-31954825-8.
16. Digital Video Broadcasting (DVB). Measurement guidelines for DVB // ETSI. — France, 2001. — 175 p.
17. Песков С. Расчет вероятности ошибки в цифровых каналах связи / С. Песков, А. Ищенко// ТЕЛЕ-СПУТНИК. — 2010. — № 11. — С. 70-75.
18. Flammini F. Railway safety, reliability and security: Technologies and Systems Engineering / F. Flammini. — IGI Global, 2012. — 462 p.
19. Рекомендации по внедрению цифровой технологической радиосвязи на железнодорожном транспорте стандарта GSM-R // Организация сотрудничества железных дорог (ОСЖД). — 2005. — 48 c.
20. Guardian (Гардиан) — высокоскоростной радиомодем. — URL: http://www.datara-dio.ru (дата обращения: 05.12.2019).
21. Радиостанция (радиомодем) «МОСТ». — URL: https://www.irz.ru (дата обращения: 05.12.2019).
22. ГОСТ 33894-2016. Система железнодорожной автоматики и телемеханики на железнодорожных станциях. Требования безопасности и методы контроля. — М.: Стандартинформ, 2019. — 32 с.
23. Bauer T. Digital Railway Stations for Increased Throughput and a Better Passenger Experience / T. Bauer, D. N. Benito // Signal+Draht. — 2018. — Iss. 7+8. — P. 6-12.
24. Ефанов Д. В. Функциональный контроль и мониторинг устройств железнодорожной автоматики и телемеханики: монография / Д. В. Ефанов. — СПб.: ПГУПС, 2016. — 171 с.
25. Stauble R. Digital Signalling in the Simmental / R. Stauble, P. Gschwend // Signal+Draht. — 2018. — Iss. 10. — P. 40-46.
V. A. Kuzyukov A. Yu. Vasiliev R. I. Shushpanov
Chair of "Railway Automation, Remote Control and Telecommunication", Russian University of Transport, Moscow
CONTROL OF MICROPROCESSOR-BASED SYSTEMS FLOOR FACILITIES FOR RAILWAY AUTOMATION AND REMOTE CONTROL INVOLVING THE USE OF RADIO CHANNEL
Radio channel applicability was considered in the article in order to control computer-based
interlocking floor facilities at the railway station taking into account the provision of the required
reliability and security indices of a responsible engineering procedure that is train traffic process. Radio communication networking, in which an non-proprietary protocol of information exchange openSAFETY is applied at application level, is considered by means of computer-based interlocking with decentralized interface of bridging devices with control and monitoring objects in terms of a standardized local station. The dependence of error probability from band-width spreading factor of channel frequency by a factor of n was studied in the article. Bandwidth widening of the radio channel was suggested according to the results of the research in order to improve interference immunity of radio communication under complex interference conditions at the station. Moreover, design ratios for estimation of the desired speed of data communication via a radio channel, based on its volume, were presented in the study. The obtained dependencies may be used as one of the selection criteria for radio-transmitting equipment. A brief review of the current channel equipment was presented, which can function in the frequency range authorized for "Russian Railways" JSC.
Parcel length (weight), the number of controlled objects, redundance coefficient, bit error probability, bandwidth, interference immunity
References
1. Sklyar B. (2007) Tsifrovaya svyaz. Teoreticheskiye osnovy i prakticheskoye primeneniye [Digital communication. Theoretical basis and practical application]. Moscow, "Williams" Publ., 1104 p. (In Russian)
2. Romanchikov A. M., Gross V. A., Efanov D. V. & Vasiliev A. Y. (2018) Tsifrovizatsiya zheleznodorozhnogo transporta v Rossii [Digitization of railway transport in Russia]. Transport Rossiyskoy Federatsii [Transport of the Russian Federation], no. 6 (79), pp. 10—13. (In Russian)
3. Theeg G. & Vlasenko S. (2020) Railway Signalling & Interlocking. 3ed Edition. Germany, Leverkusen PMC Media House GmbH, 552 p.
4. Volkov A. A., Kuzyukov V. A. & Morozov M. S. (2017) Varianty modema dlya tsifrovoy sistemy radiosvyazy [Modem options for digital radiocommunication system]. Mir transport [The world of transport], vol. 15, no. 6 (73), pp. 48—56. (In Russian)
5. Volkov A. A., Zhuravlev O. E. & Kuzyukov V. A. (2013) Povysheniye effektivnosty tsifrovoy zheleznodorozhnoy sistemy radiosvyazy GSM-R [Efficiency improvement of digital railway radiocommunication system GSM-R]. Uspekhy sovremennoy radioelektroniky [Achievements of modern radioelectronics], no. 9, pp. 32—36. (In Russian)
6. Vasiliev A. Y, Simakov A. V. & Gross V. A. (2018) Noviye trebovaniya i funktsii v zhiznennom tsikle MPSU ZhAT [New requirements and functions in the lifecycle of MPSU ZhAT (Microprocessor-based Control System Railway Automation and Telemechanics)]. Avtomatika, svyaz, informatika [Automation, telecommunication, information technology], no. 8, pp. 27—29. (In Russian)
7. Darwish T. S. & Bakar K. A. (2018) Fog Based Intelligent Transportation Big Data Analytics in The Internet of Vehicles Environment: Motivations, Architecture, Challenges and Critical Issues. IEEE Access, vol. 6, pp. 15679—15701.
8. Shamanov V. I. (2016) Obobshchennaya matematicheskaya model protsessa ekspluatattsii sistem avtomatiky i telemekhaniky [Generalized mathematical model of operation process of automation and remote control systems]. Avtomatika na transporte [Transport automation], vol. 2., no. 2, pp. 163—179. (In Russian)
9. Shamanov V. I. (2015) Upravleniye protsessom modernizatsii kompleksov sistem zheleznodorozhnoy avtomatiky i telemekhaniky [Remodeling process control in the
system complex of railway automation and telemechanics]. Avtomatika na transporte [Transport automation], vol. 1, no. 3, pp. 237—250. (In Russian)
10. Fursov S. I., Vasiliev A. Y. & Pushkin N. V. (2017) Noviye resheniya v oblasty tekhnicheskoy diagnostiky i monitoringa [New solutions in the sphere of engineering diagnostics and monitoring]. Avtomatika, svyaz, informatika [Automation, telecommunication, information technology], no. 10, pp. 8—10. (In Russian)
11. Hall C. (2016) Modern Signalling. 5th Edition. UK, Shepperton, Ian Allan Ltd, 144 p.
12. Grover J. & Grover A. (2015) Wireless Sensor Network in Railway Signalling System. 2015 5th International Conference on Communication Systems and Network Technologies, pp. 308-313.
13. OpenSAFETY. URL: http://open-safety.ru/ (accessed: 05.12.2019).
14. Domingues J. L. M. (2004) Diagnostic levels in railway applications. Signal Draht, no. V, pp. 31-34.
15. Hahanov V. (2018) Cyber Physical Computing for IoT-driven Services. New York, Springer International Publishing AG, 279 p. DOI: 10.1007/978-3-319-54825-8.
16. (2001) Digital Video Broadcasting (DVB). Measurement guidelines for DVB. ETSI. France, 175 p.
17. Peskov S. & Ishchenko A. (2010) Raschet veroyatnosty oshibky v tsifrovykh kanalakh svyazy [Error probability calculation in digital communication channels]. TELE-SPUTNIK, no. 11, pp. 70-75. (In Russian)
18. Flammini F. (2012) Railway safety, reliability and security: Technologies and Systems Engineering. IGI Global, 462 p.
19. (2005) Rekomendatsii po vnedreniyu tsifrovoy tekhnologicheskoy radiosvyazy na zheleznodorozhnom transporte standarta GSM-R [Guidelines on implementation of digital engineering radiocommunication on railway transport of GSM-R standard]. Organizatsiya sotrudnichestva zheleznykh dorog (OSZhD) [Organization for Railways Cooperation (OSZhD)], 48 p. (In Russian)
20. Guardian (Gardian) — vysokoskorostnoy radiomodem [Guardian — highspeed radio modification]. URL: http://www.dataradio.ru (accessed: 05.12.2019). (In Russian)
21. Radiostantsiya (radiomodem) "MOST" [Radio station (radio modification) «MOST»]. URL: https://www.irz.ru (accessed: 05.12.2019). (In Russian)
22. (2019) GOST 33894-2016. Sistema zheleznodorozhnoy avtomatiky i telemekhaniky na zheleznodorozhnykh stantsiyakh. Trebovaniya bezopasnosty i metody kontrolya [GOST 33894-2016. The system of railway automation and telemechanics on railway stations. Security regulations and control methods]. Moscow, Standartinfrom Publ., 32 p. (In Russian)
23. Bauer T. & Benito D. N. (2018) Digital Railway Stations for Increased Throughput and a Better Passenger Experience. Signal+Draht, Iss. 7+8, pp. 6-12.
24. Efanov D. V. (2016) Funktsionalniy kontrol i monitoring ustroistv zheleznodorozhnoy avtomatiky i telemekhaniky. Monografiya [Concurrent error detection and monitoring of railway automation and remote control facilities. Monograph]. Saint Petersburg, PGUPS [St. Petersburg State Transport University], 171 p. (In Russian)
25. Stauble R. & Gschwend P. (2018) Digital Signalling in the Simmental. Signal+Draht, iss. 10, pp. 40-46.
Статья представлена к публикации членом редколлегии Вал. В. Сапожниковым Поступила в редакцию 26.02.2020, принята к публикации 20.04.2020
КУЗЮКОВ Василий Александрович — кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» Российского университета транспорта e-mail: [email protected]
ВАСИЛЬЕВ Антон Юрьевич — старший преподаватель кафедры «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» Российского университета транспорта; главный специалист ООО «Ло-коТех-Сигнал» (Москва) e-mail: [email protected]
ШУШПАНОВ Роман Игоревич — студент Института транспортной техники и систем управления Российского университета транспорта e-mail: [email protected]
© Кузюков В. А., Васильев А. Ю., Шушпанов Р. И., 2020
