Построение устройств связи на железнодорожном транспорте
Московский Государственный Университет
Путей Сообщения (МИИТ)
Российская Открытая Академия Транспорта
(РОАТ)
Курсовая работа
по дисциплине:
«Системы железнодорожной автоматики,
телемеханики и связи».
Тема: «Построение устройств связи на железнодорожном транспорте».
Рецензент:Кнышев.И.П Выполнил: Саршинов С.В.
МОСКВА 2014г.
Содержание.
Введение…………………………………………………………
1. Автоматическая телефонная
1.1. Структурная схема станции ЖАТС-1………………………………….....4
1.2. Разработка нумерации
1.3. Описание работы АТСК-100/2000…
1.4. Связь с МТС ручного
1.5. Номера абонентов……………………………………
2. Проектирование многоканальной связи……………………………………9
2.1. Схема проектируемой связи……………………………………...........
2.2. Размещение усилительных
2.3. Расчёт затухания цепи и
усилений НУПов……………………........
2.4. Диаграмма уровней…………………………………
2.5 Краткая характеристика
3. Проектирование сетей
3.1. Структурная схема
3.2. Расчёт качества связи ПДС……………
4. Телеграфная связь…………………………………
4.1. Структурная схема организации телеграфной связи…………………. 23
4.2. Выбор типа аппаратуры и её характеристика………………………… 23
4.3. Основные параметры
Список используемой
литературы…………………………….........
Введение.
Бесперебойная работа железнодорожного транспорта во многом зависит от чёткого и надёжного действия устройств связи, при помощи которых осуществляется оперативное руководство на транспорте и координация его отдельных звеньев. На железнодорожном транспорте применяются различные виды электрической связи: телефонная, телеграфная, радио, телевидение, передача данных для электронных вычислительных машин. Все они играют важную роль в управлении транспортом, ускоряют обмен информацией, повышают производительность труда. Различные виды проводной связи на железнодорожном транспорте можно подразделить на четыре основные группы: магистральная, дорожная, отделенческая, станционная.
Магистральная связь организуется между ОАО «РЖД» и управлениями железных дорог, а также между управлениями смежных дорог. К ним относятся телефонная, телеграфная связь, оперативно-распорядительная связь между вычислительными центрами.
Дорожная связь организуется в пределах каждой дороги и соединяет между собой управление дороги с отдельными и крупными станциями, а также последние между собой. К ней относятся телефонная, телеграфная связь, оперативно-распорядительная связь служб дороги с подразделениями, а также связь для передачи данных в ВЦ дороги.
Отделенческая связь предназначена для оперативной работы отделения дороги и обеспечивают связь отделения с работниками железнодорожных станций. К ним относятся прямая телефонная и телеграфная связь с крупными станциями и соседними отделениями, поездная диспетчерская, энергодиспетчерская, постанционная, перегонная, линейно-путевая, межстанционная, вагонно-распорядительная, служебно-диспетчерская для дистанции связи, связь совещаний, информационная.
Станционная связь организуется в пределах железнодорожной станции и подразделяется на местную общеслужебную и оперативно-технологическую.
Задача 1.
1.Автоматическая телефонная связь.
Местная телефонная связь (МТС) крупного железнодорожного узла обслуживается автоматической станцией ЖАТС-1.
Требуется:
1. Составить структурную схему станции ЖАТС-1 и показать связь ЖАТС-1 и МТС;
2. Разработать нумерацию абонентских линий для телефонной станции, указав количество номеров единой системы нумерации (ЕН);
3. Пояснить процесс установления местного соединения для данной станции;
4. Для станции ЖАТС-1 показать связь с междугородной телефонной станцией (ручного обслуживания) и пояснить процесс установления соединений. Исходящую связь организовать через стол заказов, а входящую - через шнуровые комплекты междугородные (ВШКМ).
Номера абонентов выбрать самостоятельно из принятой нумерации.
Исходные данные:
Характеристика станции (ЖАТС-1):
Емкость, число номеров - 1300;
Тип - АСТК-100/2000;
Абоненты административного центра - Управление.
1.1. Структурная схема ЖАТС-1 типа АТСК-100/2000 .
Скелетная схема координатной АТС учрежденческого типа АТСК-100/2000 с одной ступенью группового искания представлена на рис.1. Для построения ступеней искания АТС применяется звеньевое (каскадное) включение МКС, при котором соединение в одной ступени проходит последовательно через несколько МКС.
Как видно из рис. 1, ступень абонентского искания АИ строится по трехзвеньевой схеме — для входящего соединения (звенья А, В, и С); ступень ГИ содержит два звена — А и В.
Основными блоками станции ЖАТС-1 являются:
- блоки ступеней абонентского искания АИ.
Маркер блока АИ состоит из определителя абонентской линии (ОАЛ), пробного устройства (ПУ), определителя входящих от ГИ линий (ОВЛ), кодового приемопередатчика (КППМ) и фиксатора знаков номера (Ф), применяемых от регистра.
2) блоки группового искателя ГИ служат для формирования пучков линий и увеличения емкости АТС. Блоки ГИ имеют два звена А и В, и также позволяет включать от 10 до 20 пучков, выходов с количеством линий в пучке от 20 до 10. Маркер блока ГИ состоит из определителя входящих линий (ОВЛ), пробного устройства (ПУ), кодового приемопередатчика (КППМ), фиксатора знаков номера (Ф), принимаемых от регистра, устройства вывода направлений (ВН).
3) блоки регистрового искания РИ. Маркер блока РИ состоит из определителя входящих линий (ОВЛ) и пробного устройства (ПУ) и служит для управления всеми процессами АТС, а также для нахождения свободного регистра.
4) четырехзначный регистр содержит устройство приемов импульсов набора (И), оно же передает абоненту сигнал ответа станции, регистр (Р) отсчитывает импульсы каждого знака, фиксаторы Ф1, Ф2, Ф3 запоминают первую, вторую, третью цифру номера, кодовый приемопередатчик (КППР), с помощью которого регистр обменивается с маркерами информацией, устройство (БИ) служит для передачи знаков батарейными импульсами с другими АТС отличающихся по типу, (В) - выдающее устройство, подключающее фиксаторы для выдачи зарегистрированных цифр номера в (БИ) или (КППР).
5) универсальные шнуровые комплекты ШКУ служат для соединения всех устройств.
РСЛИ - реле исходящих соединительных линий.
РСЛВ - реле входящих соединительных линий.
ВШКМ - входящий шнуровой комплект для междугородного соединения. На междугородней телефонной станции при ручном способе соединения абонентов выполняется на международных коммутаторах телефонистками с заполнением данных заказа на ярлыке.
1.2. Разработка нумерации абонентских линий для телефонной станции.
Особенностью автоматизации телефонной связи железнодорожного транспорта (ЖАТС) является единая нумерация абонентов всей железнодорожной сети. При этом нумерация абонентских линий при любой станции – четырехзначная.
Единая нумерация абонентских линий предусмотрена для руководящих и оперативных работников управлений дорог, отделений и станций.
Первая цифра четырехзначного номера определяет принадлежность к административному центру:
2- для абонентов станции;
3- для абонентов отделения дороги;
4- для абонентов управления
Для каждого административного центра выделяется следующее количество номеров ЕН:
станция – 100,
отделение –200,
управление - 500.
Количество абонентов единой нумерации для управления, отделения и станции, а также нумерация абонентских линий утверждаются ОАО «РЖД».
Всем абонентам, не входящим в списки единой нумерации, присваиваются оставшиеся номера. Единая нумерация абонентов упрощает эксплуатацию и пользование междугородной автоматической телефонной связью на транспорте.
На железнодорожных АТС (ЖАТС) соблюдается определенная нумерация исходящих соединительных линий. Исходящие соединительные линии к городской телефонной станции (ГТС) имеют номер8 и 9; линии подстанционной телефонной связи, исходящие соединительные линии к учрежденческим ручным и автоматическим телефонным станциям, линии к столу заказов, столу справок, бюро повреждений, к пожарной команде и другие имеют определенные, единые для транспорта номера, начинающиеся с 1.
1.3. Процесс соединения между двумя местными абонентами при четырехзначной нумерации абонентских линий.
Когда вызывающий абонент снимает микротелефонную трубку, в его абонентском комплекте (АК) срабатывает реле, и подает сигнал в определитель абонентских линий (ОАЛ) маркера абонентского искания (АИ). Последний определяет номер линии абонента и передает его в пробное устройство (ПУ), которое выбирает свободною линию на участках между звеньями А и В, между звеном В и шнуровым комплектом ШКУ, после чего замыкает цепи электромагнитов МКС каскадов А и В, соответствующих выбранному пути. Абонентская линия соединяется с ШКУ, а маркер освобождается. Цепи удерживающих электромагнитов МКС получают питание из ШКУ. Последний передает сигнал вызова в ОВЛ маркера РИ, который определяет номер этого ШКУ, и с помощью ПУ к нему подключается свободный регистр. После этого маркер регистрового искания (РИ) освобождается. Из регистра абоненту передаётся сигнал ответа станции.
При наборе абонентом первого знака номера импульсы набора принимаются реле И, которое передает их в регистратор Р. Во время первого межсерийного интервала принятый знак через контакт 1 переключателя П передается для запоминания в первый фиксатор Ф1. Аналогично второй и третий знаки номера передаются в фиксаторы Ф2, Ф3 через контакты 2, 3. Четвертый знак запоминается самим регистратором Р.
После приема номера из регистра в ШКУ передается сигнал занятия ГИ (группового искания), который поступает в ОВЛ (определитель входящих линий) маркера ГИ. Последний подключает кодовый приемопередатчик КППМ к входу ГИ и далее к регистру. Затем из регистра с помощью КППР передаются быстродействующим кодом две первые цифры номера, определяющие направление выхода ГИ. Эта информация принимается КППМ маркера ГИ, передается в фиксатор Ф и далее в устройство выбора направлений ВН, которое определяет требуемый пучок линий, идущих к соответствующим блокам АИ. Происходит выбор свободной линии к блоку ступени АИ, в котором включена линия вызываемого абонента. Регистр через ШКУ и ступень ГИ теперь оказывается подключенным к ОВЛ и КППМ маркера АИ. Регистр быстродействующим кодом передает предпоследний и последний знаки номера из Ф3 и Р. КППМ маркера АИ принимает эти знаки, которые запоминаются фиксатором Ф и передаются пробному устройству ПУ. Последнее находит линию вызываемого абонента и замыкает цепи электромагнитов МКС звеньев С, В, А, в результате чего происходит требуемое соединение. После этого маркер АИ и регистр освобождаются и из схемы ШКУ вызываемому абоненту посылается сигнал вызова, а вызывающему – сигнал контроля посылки вызова. Когда вызываемый абонент ответит, посылка вызова этих сигналов прекращается и замыкается цепь разговорного тока через контакты МКС ступеней АИ - ГИ - АИ и ШКУ. Питание микрофонов обоих разговаривающих абонентов осуществляется из ШКУ.
1.4. Связь с междугородней телефонной станцией ручного обслуживания.
Вызывающий
абонент через блоки АИ и
ШКУ при помощи регистра
1.5. Номера абонентов.
Число номеров –1300.
На "0" - (01 – 09) - 9 номеров (служебные номера).
Абоненты административного центра - отделения.
На "2" - (2000 – 2099) - 100 номеров (абоненты станции).
На "3" - (3000 - 3099)
(3100 – 3199) -200 номеров (абоненты отделения).
На "4" - (4000 - 4099)
(4100 - 4199)
(4200 - 4299)
(4300 – 4399)
(4400 – 4499) - 500 номеров (абоненты управления).
(4500 - 4599)
(4600 – 4699)
(4500 - 4599)
(4600 – 4699)-400 номеров (остальные абоненты).
(4700 – 4799)-91 номеров (резерв).
Итого: 9+100 + 200+400+91 + 500 = 1300 номеров задействовано.
Задача 2.
2.Проектирование многоканальной связи.
Задан участок железной дороги с расположенными на нем дорожными (ДУ) и отделенческими (ОУ) узлами, и станциями (С).
Необходимо спроектировать кабельную магистраль, которая обеспечит различными видами связи работу подразделений железнодорожного транспорта.
Требуется:
1. Составить общую схему проектируемой магистрали многоканальной связи с учетом двухкабельной линии с использованием кабеля МКПАБ-7х4х1,05;
2. Разместить усилительные пункты на заданном участке трассы;
3. Произвести расчет затухания цепи на усилительных участках и усилений НУПов;
4. Построить диаграмму уровней для заданного участка трассы.
Исходные данные:
Участок для расчета ДУ-1 – ОУ-2 (рис.2).
Таблица 1.
Участок |
Расстояния, км |
ДУ-1 – ОУ-2 |
120 |
ОУ-2 – ОУ-3 |
60 |
ОУ-2 – ОУ-4 |
300 |
Таблица 2.
Типы каналов |
Количество каналов на участке | ||
ДУ-1 – ОУ-2 |
ОУ-2 – ОУ-3 |
ОУ-2 – ОУ-4 | |
Телефонные |
22 |
30 |
20 |
ПДИ |
7 |
10 |
18 |
Телеграфные |
15 |
18 |
30 |
2.1. Общая схема проектируемой магистрали многоканальной связи (рис. 2).
Рис.2 Участок железной дороги.
Исходя из данных табл.2 выбираем аппаратуру многоканальной связи и аппаратуру вторичного уплотнения каналов. При этом необходимо учесть, что передача данных производится со скоростью 600-1200 Бод, потому для каждого канала ПДИ необходим спектр частот стандартного телефонного канала 0,3-3,4 кГц. Телеграфирование производится со скоростью 50 Бод.
По исходным данным определим необходимое число каналов. На участке ДУ-1 –ОУ-2 нам необходимо обеспечить 22 телефонных, 7 канала ПДИ, 15 телеграфных каналов. Для данного участка нам нужно 22+7+1=30 стандартных телефонных каналов используя аппаратуру К-60П, из них один следует уплотнить аппаратурой телеграфного телеграфирования ТТ-48 (1 стойка на 24 канала), для обеспечения телеграфной связи.
На участке ОУ-2 – ОУ-3 необходимо 30 телефонных, 10 канала ПДИ, 18 телеграфных каналов 30+10+1=41 стандартных телефонных канала, используя аппаратуру К-60П и из них один следует уплотнить аппаратурой телеграфного телеграфирования ТТ-48 для обеспечения телеграфной связи.
На участке ОУ-2 – ОУ-4 необходимо 20 телефонных, 18 канала ПДИ, 30 телеграфных каналов 20+18+2=40 стандартных телефонных каналов, используя аппаратуру К-60П, из них два следует уплотнить аппаратурой телеграфного телеграфирования ТТ-48, для обеспечения телеграфной связи.
На участке ДУ-1 – ОУ-2 будем использовать аппаратуру К-60П, т. к. на обслуживаемом пункте ОУ-2 необходимо согласовывать аппаратуру К-24Т и К-60П, а также для дальнейшего развития связи.
На данном участке мы можем использовать систему уплотнения телефонных каналов К-60П. Данная система применяется на симметричных двухкабельных линиях передачи, где можно организовать 60 телефонных каналов в спектре частот 12-252кГц. Оконечная аппаратура системы и обслуживаемые усилительные пункты рассчитаны на усиление 61дБ при частоте равной 252кГц. Наибольшее усиление происходит в необслуживаемых усилительных пунктах (НУП), снабженных групповой АРУ при частоте 252 кГц, оно составляет 55дБ.
2.2. Размещение усилительных пунктов.
При проектировании кабельной магистрали связи ОУП и НУП размещают исходя из типа кабеля и применяемой аппаратуры уплотнения. Для двухкабельной линии с использованием кабеля МКПАБ 7х4х1,05, уплотненного аппаратурой К-60П, номинальная длина усилительного участка при температуре грунта 18 0С составляет (18+1) км. Если по каким-либо причинам длина усилительного участка окажется меньше номинальной, то его затухание увеличивается до номинального значения путем включения искусственной линии. Номиналы искусственных линий 3, 6 и 9 км.
Укороченный участок желательно располагать около ОУП. Включение искусственных линий ведёт к появлению дополнительных частотных искажений и затрудняет выполнение норм на помехозащищённость каналов. Поэтому на секции регулирования допускается иметь не более трёх укороченных участков с ИЛ.
Участок ДУ-1- ОУ-2 длиной 120 км можно разделить на 7 усилительных участка длиной 17,14 км.
Схема размещения усилительных пунктов показана на рис.3.
Рис.3 Схема размещения усилительных пунктов.
2.3. Расчет затухания цепи на усилительных участках и усилений НУПов.
Затухание усилительного участка для системы К-60П рассчитывается на частоте 252 кГц:
,
где αt - километрическое затухание, дБ/км, кабельной двухпроводной линии передачи при частоте f = 252 кГц и температуре грунта t ºС (для кабеля МКПАБ d = 1,05 мм при t = 16ºС, = 2,61 дБ/км; при t = -2ºС, = 2,5 дБ/км);
l - длина усиленного участка, км;
αст - затухание станционных устройств на обоих концах усилительного участка, дБ (можно принять = 1,74 дБ).
Если длина усилительного участка меньше минимальной корректируемой длины участка (17 км), то в цепь включают искусственные линии ИЛ, эквивалентные длине кабеля 3 и 6 км. Затухание таких ИЛ равно соответственно 7,5 и 15 дБ при частоте 252 кГц.
Участок ОУП – НУП1:
Поскольку длины усилительных участков между НУП1 - НУП5 - ОУП, одинаковы =17,14 км, то и величины затухания будут равны.
Усиление НУП при максимальной температуре грунта определяется по формуле:
Усиление НУП на участках в 17,14 км будет составлять:
где затухание цепи на усилительном участке, прилегающем к усилителю, при минимальной температуре грунта;
предел регулирования усиления усилителя с грунтовой АРУ при расчётных значениях температуры грунта (для tрасч = +16 ºС и -2 ºС можно принять дБ).
2.4. Диаграмма уровней.
Диаграмма уровней передачи представляет графическое изменение уровня передачи вдоль канала связи и является важным техническим документом.
Для телефонных каналов диаграмма строится в предположении подачи нулевого уровня на коммутаторный вход канала и получение входящего уровня, равным -7 дБ.
Для получения диаграммы рассчитали затухание цепи на участках и усиление промежуточной аппаратуры НУП, результаты заносим в таблицу.
На оконечном оборудовании приёмной станции устанавливаются транзитные удлинители с затуханием 3,5 дБ. Диаграмма уровней передачи, построенная по полученным данным, в прямом и в обратном направлениях представлена на рис.4.
Рис.4 Диаграмма уровней передачи
2.5. Краткая характеристика оборудования ЛАЗа.
Аппаратура многоканальной и технологической телефонной связи и тонального телеграфа размещается в ЛАЗе пункта ОУ2.
Для ввода симметричных и соединительных кабелей применяются вводно-кабельные стойки СВК. На них устанавливают вводные боксы, переходные линейные трансформаторы, предназначенные для согласования входных сопротивлений кабельных цепей и станционного оборудования, защиты обслуживающего персонала от случайных опасных напряжений, а также для подачи дистанционного питания на НУП.
Промежуточная стойка переключений ПСП предназначена для кроссировки кабелей внутренней проводки между оборудованием ЛАЗа.
Стойка дистанционного питания СДП для преобразования стабилизированного напряжения 21,2В постоянного тока в постоянное напряжение до 500В, дистанционного питания НУП К-60П, а также коммутации и защиты цепей ДП.
Стойка линейных усилителей и корректоров СЛУК предназначена для усиления токов линейного спектра 12-280 кГц.
Генераторное оборудование СУГО предназначено для получения токов линейных контрольных частот 16, 112, 248 кГц, групповых и индивидуальных несущих токов.
Стойка групповых преобразователей СГП предназначена для преобразования в тракте передачи токов пяти типовых, двенадцати канальных групп в линейный спектр 12-25,2 кГц и соответственно обратного преобразования в тракте приема.
Стойка индивидуального преобразования: СИП-60, стойка на 60 каналов.
Стойка служебной связи ССС-7 предназначена для обеспечения оперативной служебной телефонной связи на кабельных магистралях связи.
Задача №3.
Проектирование сетей отделенческой технологической связи.
Задан участок железной дороги. Командные пункты (распорядительные станции) располагаются: для ДУ-1-ОУ-2 в пункте ДУ-1, а для участков ОУ-2 –ОУ-3 и ОУ-2-ОУ-4 в пункте ОУ-2.
Необходимо:
1. Спроектировать, показать в виде структурной схемы заданные виды технологической связи отделения в соответствии с данными, приведенными в таблице. Перечислить все виды технологической отделенческой связи для заданного участка с указанием применяемой аппаратуры. При этом можно использовать физические цепи кабельной линии, а также организовать групповые каналы с применением системы передачи К-24Т;
2. Произвести для поездной диспетчерской связи расчет качества связи (обосновать необходимость и место установки усилителей);
3.Сделать по данным расчетам выводы о качестве связи.
Исходные данные:
Длина участка- 130 км;
Количество промежуточных станций- 10.
3.1. Структурная схема технологической связи отделения
К оперативно- технологическим видам телефонной связи отделения железной дороги относятся:
- Магистральная связь совещаний (МСС).
- Дорожная связь совещаний (ДСС).
- Магистральная распорядительная связь (МРС).
- Дорожно-распорядительная связь (ДРС).
- Оргсвязь вычислительных центров (ОВЦ).
- Поездная диспетчерская связь (ПДС).
- Межстанционная связь (МЖС).
- Постанционная связь (ПС).
- Линейно-путевая связь (ЛПС).
- Энергодиспетчерская связь (ЭДС).
- Служебная связь электромехаников (СЭМ).
- Поездная радиосвязь (ПРС).
- Перегонная связь (ПГС).
- Обходная перегонная связь (ОПГС).
- Вагоно-распорядительная связь (ВГС).
- Информационная телеграфная связь (ИНФС).
- Телеуправление и телесигнализация (ТУ-ТС).
3.2. Расчёт качества связи ПДС
Организация поездной диспетчерской связи (ПДС), постанцион-
ной (ПС), совещаний (МСС, ДСС), дорожно- распорядительной (ДРС).
ПДС служит для переговоров поездного диспетчера (ДНЦ) с дежурными по станциям или операторами пунктов, входящих в участок, длина диспетчерского участка совпадает, как правило, с тяговым плечом, и составляет, в среднем 120км. В цепь ПДС включаются устройства распорядительной станции и промежуточных пунктов. Распорядительная станция ПДС размещается в отделении дороги, а оборудование промежуточных пунктов устанавливается в помещениях дежурных по станциям, операторов дежурных по локомотивным депо, подменным пунктам, тяговым подстанциям, энергодиспетчеров и локомотивным диспетчерам. На участках дорог, где на станциях нет работников службы движения или не предусмотрено их круглосуточное дежурство, в цепь ПДС могут быть включены телефонные аппараты ТАК, устанавливаемые на квартирах начальников станций, электромехаников и монтеров СЦБ. На электрифицированных участках с телеуправлением разрешается включение в цепь ПДС квартирных телефонов ТАК электромехаников тяговых подстанций. Кроме того, в цепь ПДС включаются специальные наружные телефонные аппараты типа ТДЦ, которые устанавливаются в релейных шкафах входных и выходных сигналов. При наличии у дежурного по станции коммутатора станционной связи цепь ПДС включается в этот коммутатор.
