Общее описание системы

 

Система предназначена для управления и контроля перевозок грузов автомобильным, железнодорожным транспортом, самолетами, кораблями, а также для мониторинга состояния подвижных объектов (трейлеров, цистерн, рефрижераторов и.т.д.) и неподвижных необслуживаемых объектов (датчики различного назначения в ядерной энергетике и нефтегазовой отрасли, при охране и обеспечении безопасности объектов). От известных систем, способных выполнять аналогичные задачи, таких как OmniTrack, Inmarsat-D, Globalstar, Orbcomm, систему отличает возможность предоставления услуг надежной низкоскоростной передачи данных по низким тарифам. Услуги системы могут быть востребованы такими крупными компаниями как Росгидромет, РАО Газпром, Росатом, компаниями грузоперевозчиками различными видами транспорта, государственными организациями, такими как МВД, МЧС, ФСО и др.

 

В состав системы контроля входят:

 

– центр управления сетью (ЦУС);

 

– центральная (базовая) земная станция (ЦЗС);

 

– множество абонентских терминалов (АТ), устанавливаемых на подвижных и неподвижных, необслуживаемых объектах.

 

Структурная схема системы приведена на рисунке 1. Система дуплексная, сможет работать через космические аппараты (КА) на геостационарной орбите типа КА «Экспресс-АМ», имеющие в своем составе стволы L-диапазона. Центральная станция при этом будет работать в С-диапазоне (фидерные линии), абонентские станции в L-диапазоне.

 

(возможные полосы частот на передачу 1626,5 – 1660,5 МГц, на прием 1525 – 1559 МГц).

 

Антенны космических аппаратов типа «Экспресс-АМ» в L-диапазоне имеют глобальную или полуглобальную диаграмму направленности, так что и зона обслуживания абонентов системы охватывает всю видимую с ГСО поверхность Земли с центром в подспутниковой точке используемого КА.

 

ЦУС формирует и передает через ЦЗС к абонентам сигналы сетевого управления, содержащие общую сетевую информацию (данные об используемой СХОС – схеме организации связи), а также информацию – индивидуально для каждого абонента – о параметрах подлежащего использованию канала (ПИК), квитанции о приеме информации от абонентов, и. др.. ПИК включает данные о несущей частоте, положении временного окна и т. п. Информация для всех абонентов передается на общей несущей, уплотненным во времени (TDM) групповым сигналом (ГСЦ). Кроме того, ЦУС осуществляет дальнейшую маршрутизацию сообщений, доведение их до Заказчика и может выполнять, при необходимости функции биллинга.

 

Абонентские терминалы (АТ) работают в режиме многостанционного доступа MF TDMA т.е. приняв сетевую информацию от ЦУС, АТ настраивается на предписанный канал связи и передает пакет заранее записанной информации. В составе пакета передается следующая полезная информация:

 

– опознавательный (идентификационный) номер объекта;

 

– географические координаты (местоположение) подвижного объекта;

 

– скорость и направление движения;

 

– температура (если это рефрижератор);

 

– напряжение встроенной батареи питания;

 

– сигналы тревоги (если открыта дверь или сорвана пломба);

 

– возможна передача коротких конфиденциальных сообщений, и т. п..

 

Одной из основных составляющих передаваемой от АТ информации, являются его географические координаты. Для подвижных объектов их предполагается получать с помощью стандартных систем спутниковой навигации, для чего в состав АТ включается соответствующий дуплексный приемник, позволяющий принимать сигналы как от основной спутниковой системы «ГЛОНАСС» так и от GPS как резервную функцию.

 

Вице-премьер РФ Сергей Иванов считает необходимым переводить российские поезда на спутниковые системы связи и навигации, в частности на ГЛОНАСС. «Это повышает эффективность работы уже самого РЖД». «Единственная возможность эффективного управления (движением поездов) это космические средства связи и ГЛОНАСС»….

 

С учетом планов расширения и модернизации Российской группировки космических аппаратов в ближайшие годы, важность создания подобной системы контроля еще более очевидна.

 

 

Спутниковые технологии обеспечивают для Компании возможность перехода к новым инновационным методам совершенствования перевозочного процесса и обеспечения безопасности движения.

 

В соответствии с данным стратегическим подходом задачу первого этапа можно считать выполненной, поскольку на сети дорог находится в эксплуатации:

 

– более 12 тыс. комплексных локомотивных устройств безопасности со спутниковыми навигационными приемниками ГЛОНАСС/GPS;

 

– свыше 100 пассажирских поездов, оборудованных навигационной системой ГЛОНАСС/GPS и спутниковой системой связи с диспетчерским центром управления;

 

– системы контроля дислокации ССПС для службы Э на полигоне Рыбное – Челябинск (130 объектов);

 

– отдельные системы контроля работы персонала путевых бригад, а также спутниковые системы дифференциальной коррекции, обеспечивающие получение точной координаты местоположения объекта. По задачам второго этапа в вопросах создания спутниковых технологий в интересах отдельных хозяйств ОАО «РЖД» также достигнуты положительные результаты в части:

 

– перехода в локомотивном хозяйстве на автоматизированные системы расшифровки результатов поездки и системы контроля пройденного пути на локомотивах на базе нового поколения спутниковых навигационных приемников;

 

– создания принципиально новой технологии контроля в режиме реального времени за действиями восстановительных поездов, начиная от момента формирования и продвижения к месту проведения аварийных работ, до осуществления необходимых ремонтно-восстановительных мероприятий и возвращению на место постоянной дислокации;

 

– контроля работы подвижных рельсосмазывателей, созданных на базе локомотивов и/или специализированных вагонов, из единого диспетчерского центра с получением одновременно мониторинговой информации о местах проведения работ по лубрикации железнодорожного пути и параметрах движения подвижного рельсосмазывателя, а также параметрах работы бортовых устройств комплекса рельсосмазывания;

 

– контроля работы тяжелой ремонтной техники в режиме реального времени в период подготовки, а также проведения ремонтных «окон», что впервые обеспечивает возможность решения в едином технологическом комплексе задач планирования, мониторинга и факторного анализа результатов данной важнейшей технологической операцией с минимизацией влияния «человеческого фактора»;

 

– контроля работы подвижного состава при маневровой работе с заданной точностью и поэтапного перехода на основе этой технологии к автоматизации динамической модели местоположения вагонов и локомотивов на станционных путях;

 

– отработки на опытных полигонах принципиально новых методов контроля инфраструктуры и потенциально опасных природно-техногенных процессов в местах прилегания к железнодорожным путям и иным объектам инфраструктуры на основе систем дистанционного зондирования со спутников и специализированных летательных аппаратов.

 

Успешное решение данных задач позволяет перейти с 2009 – 2010 гг. к третьему этапу реализации инновационной стратегии в сфере внедрения спутниковых технологий – эффективной реализации комплексных технологий, включая:

 

– системы диспетчерского управления на основе точного спутникового позиционирования объектов и оперативной передачи диспетчерских команд на локомотивы по системам подвижной цифровой радиосвязи;

 

– системы интервального регулирования движения поездов с подвижными блок-участками и возможностью повышения до 20% пропускной способности участка, особенно в период проведения ремонтных «окон»;

 

– системы контроля работы персонала в хозяйствах ОАО «РЖД» на основе определения их местоположения по навигационным системам и создания непрерывного канала связи с диспетчерским центром, в том числе и с организацией видеонаблюдения за проведением технологического процесса;

 

– системы контроля состояния объектов инфраструктуры на основе формирования единых банков данных систем технологического контроля на подвижных объектах и систем дистанционного зондирования со спутников и специализированных летательных аппаратов;

 

– системы контроля перемещения грузов на всей сети железных дороги, особенно в рамках транспортных коридоров, на основе применения спутниковых навигационных систем, систем подвижной связи, с возможностью использования спутникового канала в местах, где отсутствуют услуги провайдеров мобильной связи, а также формирования специализированных банков данных оперативного контроля в диспетчерских центрах. В первую очередь эта технология будет распространяться на специализированные контейнерные поезда, а также на перевозки особо важных и опасных грузов.

 

Создание единого координатного пространства и формирование соответствующих банков пространственных данных ГИС РЖД для обеспечения единства координатно-временного обеспечения всех технологических операций Компании с учетом требуемой точности и в увязке с государственной координатной системой, формируемой в рамках работ Роскосмоса и Роскартографии для нашей страны.

 

Таким образом, представленный комплекс работ по внедрению спутниковых технологий в ОАО «РЖД» обеспечивает, с одной стороны, создание крупномасштабного пользовательского сегмента для российских производителей специализированных средств, а с другой стороны, впервые в мировой практике определяет не локальный, а комплексный подход к совершенствованию перевозочного процесса и обеспечению безопасности на основе этих прорывных технологий. К достоинствам технологий, разработанных в ОАО «НИИАС», относится то, что все они отработаны не только на опытных участках, но находятся в реальной эксплуатации на достаточно больших полигонах и эффективность этих технологий подтверждается на практике.