Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі

Розглянуто питання застосування супутникових технологій радіонавігації і мобільного радіозв'язку в залізничній галузі при створенні автоматизованих систем управління залізничним транспортом для забезпечення безпеки руху й оперативного контролю стану транспортних магістралей. Приведено приклади...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2007
Main Authors:	Скорик, Є.Т., Пасічник, Л.П., Кондратюк, В.М.
Format:	Article
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2007
Subjects:	Телекомунікація, зв’язок і навігація
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі / Є.Т. Скорик, Л.П. Пасічник, В.М. Кондратюк // Наука та інновації. — 2007. — Т. 3, № 1. — С. 90-105. — Бібліогр.: 6 назв. — укp.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860172716408045568
author	Скорик, Є.Т. Пасічник, Л.П. Кондратюк, В.М.
author_facet	Скорик, Є.Т. Пасічник, Л.П. Кондратюк, В.М.
citation_txt	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі / Є.Т. Скорик, Л.П. Пасічник, В.М. Кондратюк // Наука та інновації. — 2007. — Т. 3, № 1. — С. 90-105. — Бібліогр.: 6 назв. — укp.
collection	DSpace DC
description	Розглянуто питання застосування супутникових технологій радіонавігації і мобільного радіозв'язку в залізничній галузі при створенні автоматизованих систем управління залізничним транспортом для забезпечення безпеки руху й оперативного контролю стану транспортних магістралей. Приведено приклади використання подібних систем за кордоном. Оцінено можливість і необхідність використання цих прогресивних технологій в Україні. Рассмотрены вопросы применения спутниковых технологий радионавигации и мобильной радиосвязи в железнодорожной отрасли при создании автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом для обеспечения безопасности движения и оперативного контроля состояния транспортных магистралей. Приведены примеры использования подобных систем за рубежом. Оценены возможность и необходимость использования этих прогрессивных технологий в Украине. The principles of the satellite navigation technologies and mobile communication systems use in creation of the automated systems for rail safety and operational control of trunk railways are considered. Are given the examples of use of similar systems abroad. An opportunity and necessity of the application of these progressive technologies in Ukraine are evaluated.
first_indexed	2025-12-07T17:58:52Z
format	Article
fulltext	Телекомунікація, зв’язок і навігація 90 1. ВСТУП У всіх економічно розвинених країнах заліз� ничний транспорт є стратегічно важливою га� луззю національної економіки і, крім того, за� безпечує зайнятість і ділову активність части� ни працездатного населення країни. На по� треби залізничної галузі працюють такі галу� зі народного господарства, як металургія, про� кат металів, машинобудування й інші. Заліз� ниця забезпечує основну частку вантажних і пасажирських перевезень у країні і, відповід� но, є джерелом вагомої частини бюджетних надходжень. Технічна і технологічна структу� ри сучасних автоматизованих систем управ� ління залізничним транспортом (АСУЗТ) безсумнівно відносяться до найбільш склад� них систем, оскільки вони стають усе більш комплексними, а їхня ступінь автоматизації неухильно зростає. Постійний контроль – моніторинг робо� чого технічного стану функціонуючих в ін� тенсивному режимі залізничних магістралей – є обов'язковою регулярно діючою техноло� гічною операцією по підтримці безпеки руху в цій найважливішій народногосподарській транспортній галузі кожної економічно роз� виненої країни. Особливо такий контроль важливий у гірських районах і інших регіо� нах, небезпечних у геологічному відношенні (можливість переміщення ґрунтів і порід). Повсюдне використання супутникової навігації з метою високоточної прив'язки місцевості при геодезичних роботах дозволяє планувати більш широке застосування цієї високої технології також і при проектуванні та укладанні нових магістралей. По території України в зв'язку з її цент� ральним географічним положенням прохо� дять інтенсивні транспортні і вантажні транс� © Є. Т. Скорик, Л. П. Пасічник, В. М. Кондратюк. 2007 Наука та інновації.2007.Т 3.№ 1.С. 90–105. Є. Т. Скорик1, Л. П. Пасічник2, В. М. Кондратюк3 1Центральний НДІ навігації і управління Мінпромполітики України, Київ 2Київський університет економіки і технології транспорту, Київ 3Національний авіаційний університет, Київ CУПУТНИКОВІ ТЕХНОЛОГІЇ РАДІОНАВІГАЦІЇ ТА РАДІОЗВ'ЯЗКУ В ЗАЛІЗНИЧНІЙ ГАЛУЗІ Анотація: Розглянуто питання застосування супутникових технологій радіонавігації і мобільного ра� діозв'язку в залізничній галузі при створенні автоматизованих систем управління залізничним транс� портом для забезпечення безпеки руху й оперативного контролю стану транспортних магістралей. Приведено приклади використання подібних систем за кордоном. Оцінено можливість і необхідність використання цих прогресивних технологій в Україні. Ключові слова: супутникова навігація, системи зв'язку, залізничні магістралі. 91НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація континентальні потоки "північ–південь" і "захід–схід". Тому залізниці для нашої краї� ни – це велика історично сформована націо� нальна інфраструктура, що гарантує транзит� ні перевезення. В даний час залізничний транспорт в Україні успішно і динамічно роз� вивається. Свідченням цього є останні інно� вації: введення в експлуатацію швидкісних пасажирських маршрутів руху, перевезення автотранспортних потягів на залізничних платформах, колісні бази, що переставляють� ся автоматично при переході на європейську колію і назад, і т. ін. У меншій мірі поки що залізнична галузь в Україні використовує такі передові інноваційні технології, як супутни� кові радіонавігаційні системи (СРНС), циф� рові високошвидкісні системи зв'язку, гео� графічні інформаційні системи (ГІС). Остан� нім часом забезпечення цих робіт в Україні набуває особливого значення, тому що від� ставання у використанні їхніх результатів на залізничному транспорті найближчим часом буде причиною затримки подальшого розвит� ку галузі, що є неприпустимим при плануван� ні входження України в транспортну й ін� формаційну інфраструктуру ЄС. Не менш важливою є задача інформацій� ного забезпечення трьох з дев'яти Крітських міжнародних транспортних коридорів, що проходять по території України. Основні ви� моги цієї задачі – надійна інформаційна при� ступність об'єктів управління в кожній точці коридору, створення спеціалізованих інфор� маційних підсистем контролю за місцем роз� ташування транспортних одиниць і вантажів на всьому протязі українських ділянок транс� портних коридорів. У даній статті розглянуті загальні про� блеми застосування супутникових техно� логій радіонавігації та зв'язку в залізничній галузі і приведені деякі приклади їх викорис� тання в США, ФРН, Великобританії, Канаді й Австралії. Оцінюється можливість і не� обхідність проведення таких робіт в Україні. 2. СУПУТНИКОВІ РАДІОНАВІГАЦІЙНІ СИСТЕМИ І ЗАЛІЗНИЧНИЙ ТРАНСПОРТ Розвиток залізничних перевезень супровод� жується безупинним об'єктивним процесом удосконалення АСУЗТ. Практика управлін� ня сучасним залізничним транспортом вима� гає подальшого поліпшення АСУЗТ на осно� ві сучасного інформаційного забезпечення, включаючи ідентифікацію залізничних потя� гів як об'єктів управління, установлення відмітних ознак потягів, реалізацію високо� точного визначення поточних координат по� тягів і відхилення їхніх маршрутів від зада� них параметрів, оперативне врахування умов зовнішнього транспортного середовища, що швидко змінюється. У зв'язку з цим фахівці усе більшої уваги приділяють питанням за� стосування в залізничній галузі таких пере� дових технологій, як супутникові радіонаві� гація і радіозв'язок. Побудова АСУЗТ на основі систем супут� никової радіонавігації забезпечує вирішення таких задач управління [1]: – підвищення безпеки руху; – забезпечення оптимальних режимів водін� ня поїздів; – контроль параметрів руху поїздів на еле� ктронних картах диспетчерських центрів (ДЦ) залізниці; – забезпечення навігаційного супроводу по� їздів; – автоматичне ведення "швидкостемірної стрічки" і графіку виконаного руху. Практична реалізація інформаційного за� безпечення АСУЗТ заснована на застосуванні апаратури користувачів (АК) СРНС на базі прийомних індикаторів, доповнених бортови� ми тахографами – електронними приладами� реєстраторами параметрів руху, що використо� вують прийомні модулі СРНС, дані одомет� ричних датчиків руху, а також інформацію еле� ктронної бази даних залізниць. База даних 92 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 залізниці у вигляді програмного забезпечення ГІС містить інформацію про особливості заліз� ничних колій, таких, як дані про вертикальний і горизонтальний профілі шляхів, значення об� межень швидкості на перегонах, координати схем станцій, метрики відстаней до об'єктів підвищеної уваги та обмежень і ін. Обмін інформацією між локомотивними бригадами і ДЦ може здійснюватися по каналах відомчого залізничного зв'язку, корпоративних чи виділених каналах мобільного зв'язку загаль� ного застосування або нарешті, у разі потреби, по мобільних каналах супутникового зв'язку. За оцінками фахівців, застосування СРНС в АСУЗТ дає можливість значно збільшува� ти ефективність традиційних діючих систем сигналізації і блокування, підвищувати інтен� сивність руху без загрози зниження норм без� пеки, складати основу систем попередження зіткнень, забезпечувати ефективний кон� троль за вагонним парком і оперативне спос� тереження за небезпечними і коштовними вантажами. Таким чином, інформаційні мож� ливості АСУЗТ істотно розширюються. У перспективі передбачено застосування супут� никових технологій радіонавігації і радіо� зв'язку разом із широким використанням су� часної обчислювальної техніки, мікроелек� троніки і потужних засобів програмування. Це дасть можливість забезпечувати загальну тенденцію зменшення впливу людського фактора в керуванні залізничним рухом, що в остаточному підсумку буде сприяти перетво� ренню автоматизованих систем управління в цілком автоматичні на основі елементів штучного інтелекту. 3. ОСОБЛИВОСТІ ЗАСТОСУВАННЯ СРНС У ЗАЛІЗНИЧНІЙ ГАЛУЗІ Супутникові радіонавігаційні системи на сьо� годні є основними датчиками навігації і міс� ця розташування рухливих об'єктів, у тому числі класу АVL (Automatic Vehicle Loca� tion) [2], оснащеними диспетчерським зв'яз� ком. Їх широке застосування в даний час в ав� тотранспорті робить транспортну галузь най� більшим споживачем датчиків інформацій� них радіонавігаційних полів СРНС у цивіль� ній сфері. Радіонавігаційне поле СРНС як джерело координатно�тимчасової інформації характе� ризується високою відносною точністю ко� роткочасних обсервацій. Недоліком цих сис� тем можна назвати неможливість абсолютно точного визначення географічних координат. До недоліків відносяться і тимчасове перери� вання визначення місця рухливого об'єкта через втрату обсервації сузір'я навігаційних космічних апаратів (НКА) при проходженні об'єктом маршрутів у гірській чи лісистій місцевостях, і повне переривання зв'язку із супутником, а отже, і можливості навігації при проходженні тунелів. Врахування характеру залізничних магі� стралей і рухів поїздів по них багато в чому дає можливість зменшити вплив ряду зазна� чених особливостей СРНС на визначення місця рухомих потягів, тому навігаційне поле СРНС вважається основним координатним датчиком в АСУЗТ. Це зумовлено такими об'єктивними фі� зичними, технологічними і топологічними факторами залізничної інфраструктури: – залізниця – це регулярна, у більшій мірі лінійна структура, що прив'язує вектор швидкості рухомого потяга до напрямку магістралі; – мінімальна відстань між залізничними шляхами є характерною і фіксованою нор� мативною величиною (для США – 4,3 м при ширині колії 1,45 м), що визначає ви� могу на допуск роздільної здатності визна� чення місця поїзда величиною Δ1 = 2 м. Цей допуск дозволяє при передачі коорди� натних даних однозначно і надійно іден� тифікувати шлях, на якому знаходиться поїзд; 93НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація – на залізничній магістралі знаходяться фіксовані, характерні (однозначні) точки прив'язки маршрутів, такі, як стрілки, пе� реїзди, мости, тунелі і деякі інші об'єкти, абсолютні географічні координати яких прив'язані на місцевості з високою геоде� зичною точністю. Для задач управління рухом точність прив'язки може мати до� пуск порядку Δ2 = Δ1/2 = 1 м, що значно зменшує витрати на прив'язку по марш� руті. У даному випадку мова йде не про точність геодезичних робіт, необхідну при будівництві, ремонті і моніторингу залізничних шляхів, коли потрібна більш висока, зазвичай сантиметрова, і навіть більша для деяких задач точність; – залізничні шляхи мають деякі топологіч� ні фіксовані й обміряні протяжні харак� терні ділянки, такі, як повороти і заокру� глення, що також забезпечує незалежну від СРНС координатну прив'язку рухо� мого потяга в абсолютних географічних координатах. Усі ці фактори залізничної шляхової ін� фраструктури дають можливість за допомо� гою спеціальної обробки робити згладжуван� ня координатної інформації, одержуваної від СРНС, у тому числі і при тимчасовому пере� риванні обсервації угруповання НКА на дея� ких ділянках маршруту. Для цього в складі програми АСУЗТ необхідно мати спеціальну підпрограму з розвиненою ГІС усієї магістралі. Подібна ефективна обробка координат� ної інформації одержала умовну назву "еври� стична GPS". Суть її полягає в тому, що в місцях розташування перерахованих вище унікальних фіксованих точках чи ділянках ма� гістралі, завантажених у масив ГІС, здійсню� ється короткочасна відносна координатно� тимчасова прив'язка рухомого потяга. Це дає можливість списувати погрішність, що нако� пичується, абсолютного визначення коорди� нат рухливого об'єкта, одержуваного від GPS. Іншою широко застосовуваною методи� кою зменшення абсолютних координатних погрішностей GPS є застосування диферен� ціального режиму (ДР) роботи GPS (DGPS). ДР – це відомий і широко використовуваний фізичний та математичний загальнонавіга� ційний метод списування систематичних по� милок зчислення координат у точках, коор� динати яких відомі з більшою вірогідністю, ніж забезпечує використовувана апаратура і стандартна методика визначення місця. В основі DGPS лежить компенсація по� милок шляхом вирахування поточних відлі� ків координат по апаратурі користувача і апа� ратурі контрольно�коригувальної станції (ККС), координати якої прив'язані до місце� вості з геодезичною точністю. Систематичні похибки АК, пов'язані з наявністю просторо� вої і тимчасової декореляцій складових по� хибок визначення місця по GPS, компенсу� ються методом вирахування з цих похибок поправок місцевизначення найближчої ло� кальної ККС, розташованої в цьому регіоні. Щодо GPS, яка є національною військо� вою системою США, то відповідно до "Мемо� рандуму " спільної робочої групи Міноборо� ни і Мінтрансу США від 23 грудня 1993 р. диференціальний режим рекомендовано для всіх цивільних користувачів як основний. За цією рекомендацією ДР забезпечує користу� вачів крім поправок, які гарантують високу якість визначення місця в умовах селектив� ного доступу (Selective Аvailable – SA), що вводиться в загальногромадянський код Уря� дом США в особливих умовах, ще й вироб� ленням інформації підтвердження працездат� ності, надійності, приступності і цілісності GPS. Основна функціональна структурна оди� ниця ДР – це ККС, що накопичує в постійно� му режимі відліки по всіх спостережуваних навігаційних космічних апаратах, згладжує їх на великому інтервалі часу, визначає сис� тематику похибок щодо свого геодезичного 94 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 положення і "координатний шум" як міру якості навігаційного поля і апаратури ККС. Таким чином, вектор стану (ВС) корис� тувача, що включає такі складові, як коорди� нати, вектор швидкості і системний час, виз� начається за двома одночасними вимірами у рознесених точках – у користувача та в ККС. Основні принципи диференціальних (чи, інакше, різницевих) вимірів по GPS на даний час добре розроблені. До різницевих обсерва� цій GPS відноситься також вимір псевдодаль� ності методом фазових вимірів, широко ви� користовуваних при статичних спостережен� нях у геодезичних роботах, як метод високо� точних вимірів із субметровою і більшою точ� ністю. Для рухливих об'єктів ДР є основним при одержанні високих точностей у відпові� дальних випадках навігації й оперативного місцевизначення. ДР є також основним, за допомогою якого усуваються невизначеності фазового методу, у випадку, якщо його засто� сування викликається технічною необхідні� стю. У складі структури диференціальної під� системи GPS крім ККС у наземній інфраст� руктурі ДР варто передбачити також фізич� ний канал передачі диференціальних попра� вок і мати особливу АК зі спеціальним вве� денням для них. Такий режим називається широкомовним. Мається на увазі, що поправ� ки транслюються всім користувачам як служ� бова інформація з обчисленням точних коор� динат на борті рухомого об'єкта. Якщо влас� не високоточне визначення координат кори� стувачу�машиністу не потрібне, то застосову� ють альтернативний режим зворотного зв'яз� ку (Inverse) (IDGPS), не потребуючого цього каналу трансляції поправок, тому що в цьому випадку поправки враховуються на потужно� му сервері диспетчерської (базової) станції системи AVL/GPS при прийомі навігаційних повідомлень від корпоративних рухливих об'єктів. У цьому розумінні IDGPS є унікаль� ною системою місцевизначення щодо дис� петчеризації транспорту і картографічного забезпечення руху. Для АСУЗТ диференціальний метод міс� цевизначення і навігації застосовується по� двійно, при цьому одне з цих застосувань – з постобробкою, а друге – у реальному часі. Перший напрямок робіт – це штатна геоде� зична прив'язка тисяч об'єктів усієї інфраст� руктури дороги. Така робота для однієї із за� лізниць корпорації ARRC (США, штат Аляс� ка) була виконана спеціалізованою геодезич� ною фірмою із субметровою точністю за 30 польових днів. Була проведена також постоб� робка (камеральна) матеріалів зйомки і ство� рена ГІС усього залізничного господарства. Інша забезпечувальна робота – це ство� рення власної мережі ККС формування і трансляції оперативних поправок у реальному часі для охоплення загальної траси для всіх відліків координат усього потяга на маршру� тах. З метою вирішення цієї задачі у випадку згаданої залізниці була створена мережа 28 ККС і корпоративна мережа УКХ�радіос� танцій для трансляції поправок із забезпе� ченням одночасно всього службового зв'язку по всіх робочих каналах корпорації. Реалізо� вана точність службової мережі диференціаль� них ККС у режимі on�line при використанні стандартних комерційних одночастотних (на частоті L1) приймачів GPS була порядку 1 фута (30 см), що з надлишком перевищило обговорений вище допуск у 2 м на просторо� ве розділення залізничних колій США. 4. МОБІЛЬНИЙ РАДІОЗВ'ЯЗОК І ПЕРЕДАЧА ДАНИХ НА ЗАЛІЗНИЦЯХ Забезпечення залізниць надійним оператив� ним мобільним радіозв'язком, у тому числі супутниковим, багато в чому стикається з проблемами, аналогічними для автомобіль� них магістральних перевезень [2]. Істотною оперативною частиною підсис� теми запобігання зіткнень АСУЗТ є радіо� 95НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація зв'язок і передача даних. Для залізничної кор� порації ARRC був розроблений корпоратив� ний пакетувальний цифровий зв'язок між усі� ма фіксованими і рухомими об'єктами в нижній частині УКХ�діапазону (частота 39–40 МГц). Мережа транслює службові по� відомлення, поточні координати поїздів, коор� динатні диференціальні поправки до них і об� слуговує замовників перевезень. Централь� ний радіовузол (хост) накопичує, селектує і розподіляє дані, а також направляє архівні дані про роботу дороги корпорації ARRC у Мінтранс США. Радіомережа корпорації має стільникову структуру. Стільники можуть динамічно пе� репрограмовуватися для роботи в трьох ре� жимах – базової станції, ретранслятора і від� даленої станції. Оскільки радіохвилі УКХ�діа� пазону не обгинають поверхню земної кулі, а дальність зв'язку наземною хвилею визнача� ється в основному дифракцією, то стільники з високо піднятими антенами розставляють� ся на відстанях не більш 25–50 км, а потуж� ність передавачів досягає 100 Вт. Цифровий протокол каналів зв'язку визначається ком� бінацією часового і частотного поділу кана� лів (відповідно – доступи протоколів TDMA і FDMA) при модуляції мінімального частот� ного зсуву з гауссовим зважуванням GMSK. Швидкість передачі цифрових даних прий� нята стандартною – 9,6 кбіт/c. Як бачимо, радіомережа корпорації ARRC є цілком су� часною пакетною цифровою стільниковою мережею. На розвинених в економічному розумін� ні територіях (наприклад, у ЄС), охоплених суцільним мобільним стільниковим зв'язком стандарту GSM, ця мобільна мережа загаль� ного користування покоління 2,5 G (у режи� мі GPRS) застосовується для транспортних задач на лізингових засадах. У цьому випад� ку реалізується більш висока швидкість циф� рової передачі (до 100 кбіт/c), що дає мож� ливість використовувати для зв'язку між фіксованими і рухомими об'єктами мережу Інтернет і передавати відеозображення діля� нок залізниці, проблемних щодо безпеки. Так, у Чехії на залізницях використовується для задач корпоративного зв'язку стільнико� ва мережа GSM загального призначення в модифікації радіодіапазону R з роумінгом зв'язку по всіх країнах ЄС [3]. У країнах з розвиненою залізничною структурою на віддалених ділянках і мало об� житих місцях території, де відсутній мобіль� ний наземний стільниковий зв'язок, на рухо� мих об'єктах повсюди використовуються зв'язні термінали міжнародного супутниково� го глобального мобільного зв'язку Інмарсат. Досвіду застосування супутникового зв'яз� ку на пасажирських поїздах Транссибірської магістралі набули залізничники Росії. Термі� нал типу Інмарсат�В встановлюється у вагоні начальника поїзда і пасажири (за окрему плату) можуть у дорозі користатися послуга� ми зв'язку, у т. ч. відправкою і прийомом факсів. Подібну послугу в Україні надає ак� ціонерна компанія "Річфлот" на круїзних су� дах класу "ріка–море" через базову земну станцію Інмарсат у Голландії. У Росії з її великими просторами в заліз� ничній галузі успішно застосовуються також власні супутникові системи зв'язку (напри� клад, низькоорбітальна система передачі мо� ви і даних типу "Гонець"). В Україні для рі� шення цих задач надаються послуги низько� орбітальних систем супутникового зв'язку, таких, як "Orbcomm" і "Globalstar". Остання використовує термінали мобільного зв'язку зі сполученими режимами супутникової на� вігації і мобільного супутникового і стільни� кового зв'язку. Особливо варто відмітити но� ву перспективну геостаціонарну систему су� путникового мобільного зв'язку з аналогіч� ними сполученими режимами зв'язку типу "Thuraya" (власник ОАЕ), виділені антенні промені якої охоплюють всю Україну. Про� вайдером послуг цієї системи мобільного 96 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 зв'язку в Україні є СП "Thuraya�Ukraine" зі штаб�квартирою в Києві. Європейське співтовариство розробило і повсюдно широко експлуатує в Європі, у т. ч. по транспортних коридорах з наскрізною диспетчеризацією, власну континентальну систему супутникового мобільного зв'язку з використанням GPS за проектом Еuropean Mobile Communication System (EMS чи EMSAT) для транспортних перевезень з міс� цевизначенням окремих рухомих одиниць. Для забезпечення виконання цих послуг були запущені спеціальні геостаціонарні су� путники – спочатку італійський ITALSAT�1 (F2), а потім кілька європейських EUTELSAT. Їхня точка стояння над екватором 15° с. д. дає можливість охопити робочим променем весь Європейський континент. На сьогодні число транспортних одиниць перевізників різного призначення з терміналами EMSAT уже пе� ревищило 250 000. Наразі використовуються термінальні комплекси EMSAT з такими ре� жимами: – голосовий зв'язок; – факс і телекс; – передача даних; – короткі повідомлення SMS. В усіх цих режимах можуть бути виділені замкнуті групи корпоративних користувачів, такі, як: – міжнародні транспортні перевізники; – регіональний і територіальний транспор� ти в зонах, не обладнаних стільниковим зв'язком; – місцеві транспортні спеціальні служби (по� ліція, митниця, силові структури та ін.). 5. ПРИКЛАДИ ЗАСТОСУВАННЯ АСУЗТ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ СРНС У Федеративній Республіці Німеччини за про� ектом "Rail Ort" була розроблена комплексна АСУЗТ класу AVL на базі широкого викори� стання СРНС типу GPS. Система "Rail Ort" дає можливість робити локалізацію поїздів авто� номно без залучення додаткового устаткуван� ня уздовж колії чи за його мінімальної участі. Проект виконаний за умови дотримання норм загальних вимог Європейської системи управління залізничним рухом і радіофікованої системи експлуатації залізниць ФРН, відомих під абревіатурами ETCS і RBRO відповідно. Дотепер машиніст локомотива повинен був сам під час руху поїзда локалізувати своє місце положення щодо всіх просторових, то� пологічних, геометричних і топографічних відмітних знаків і ознак залізничного шляху засобом порівняння і розпізнавання цих від� мітних даних за допомогою своєї ментальної пам'яті, прив'язки їх за часом до розкладу ру� ху, при періодичному використанні допомоги диспетчера за допомогою двостороннього зв'язку, тобто за допомогою людського фак� тора. У проекті "Rail Ort" як центральний елемент архітектури системи в максимально� му ступені застосовується так званий "інте� лектуальний атлас маршрутів" (Intelligent Route Atlas – IRA), що використовує елемен� ти штучного інтелекту. Цей великий логічний процесор�контролер керує роботою всієї сис� теми по локалізації поїздів на маршруті, мак� симально звільняючи машиніста від необхід� ності розпізнавати місце положення свого по� їзда. Система IRA робить автоматичне визна� чення місця поїзда шляхом зіставлення ін� формації від фізичних компонентів бортового датчика й інформації, записаної раніше щодо цієї ж ділянки залізничного шляху даного маршруту з широким залученням даних ра� діотехнічних систем навігації. Одним з ефективних основних резуль� татів цієї концепції є здатність IRA замінити фізичне зображення залізничного шляху на віртуальне представлення його відрізка прак� тично без використання якої�небудь фізич� ної структури навколишнього середовища, зокрема на узбіччі колії маршруту. 97НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація Для прив'язки рухомого потяга до вірту� ального маршруту в IRA використані два джерела інформації. Перший – це один з ти� пів автономних інерціальних, одометричних і акселерометричних датчиків зчитування шляху. Другий – це навігаційний просторо� вий і часовий датчик, за який використо� вується приймач зовнішніх радіонавігацій� них полів СРНС GPS чи наземної імпульсно� фазової радіонавігаційної системи (ІФРНС) "Лоран�С" (її еквівалентна розробка в СРСР – "Чайка"). Слід зазначити принципову вимогу не� обхідності одночасного використання цих двох типів датчиків: автономних бортових і зовнішніх на основі радіонавігаційних полів. Інерціальні й одометричні датчики, що ма� ють задовільну короткочасну точність зчиту� вання шляху, ефективно доповнюються висо� коточним радіонавігаційним датчиком, що, на жаль, може допускати короткочасні збої місцевизначення об'єкта при проїзді тунелів, гірських ділянок і лісових зон з високими де� ревами. З цієї причини СРНС у всіх відпо� відальних системах визначення місця об'єкта (наприклад, в авіації) не може використову� ватися як єдине джерело, а доповнюється ін� шими незалежними методами, що викорис� товують інші принципи. На рис. 1 показана структура системи АСУЗТ за проектом "Rail Ort". Структура міс� тить три вертикальних рівні ієрархії: 1) джерела інформації; 2) обробка даних у реальному часі, зв'язок і оперативна пам'ять даних; 3) обмін даними й архівірування. У лівому стовпчику А зображені технічні і програмні засоби, зв'язані з базою даних залізничного шляху, у центральному В пока� зано, відповідно, базовий елемент проекту "Інтелектуальний процесор�контролер IRA" Рис. 1. Структура системи управління залізничним рухом за проектом "Rail Оrt" 98 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 з елементами візуалізації, моніторингу систе� ми і прогнозу руху, у правому стовпчику С наведена база даних зовнішньої радіонавіга� ційної системи. Окрема важлива самостійна підсистема проекту "Rail Ort", не показана на рис. 1, – це підсистема забезпечення безпеки руху на залізниці, охопленій цією системою АСУЗТ, з ефективним контролем її цілісності, безпе� рервності, достатності і точності (див. розд. 6). Не показана також така підсистема, що забезпечує проект, як рухливі засоби за� безпечення моніторингу оперативної бази да� них залізничних шляхів, такі, як вагони�ла� бораторії, що здійснюють планові проїзди ді� лянок маршрутів із записом і нагромаджен� ням усієї необхідної для роботи проекту "Rail Ort" інформації (див. розд. 7). Впровадження АСУЗТ типу проекту "Rail Ort" значно під� вищує ефективність комплексної експлуа� тації залізничного транспорту в умовах безу� пинного збільшення обсягів перевезень, ви� мог підвищення безпеки руху і впливу зов� нішнього середовища, що ускладнюється. Проект "Rail Ort" у ФРН знаходиться в стадії ефективного впровадження. Його ос� новні елементи були випробувані в Російсь� кій Федерації протягом 1995–97 рр. на ос� новній магістралі країни – Транссибірській (Красноярська і Московська ділянки по мар� шрутах Красноярськ – Хабаровськ і Красно� ярськ – Москва) [4]. Випробування проводи� лися за допомогою вагона�лабораторії з від� повідною мобільною апаратурою. За резуль� татами експерименту були створені варіанти електронної бази даних окремих ділянок Транссибірської магістралі. Під час проведен� ня цих робіт спостерігалися тимчасові при� пинення спостереження за навігаційними су� путниками до 30 с внаслідок відсутності ра� діовидимості при проходженні тунелів і гірських ущелин. Після відновлення радіови� димості датчик радіонавігаційних полів по� вторно цілком автоматично відновляв вимі� ри поточних координат і швидкості локомо� тива. Комплексне використання цього датчи� ка разом зі штатними одометрами дало мож� ливість здійснювати безупинне і надійне на� вігаційне забезпечення в умовах місцевості зі складним рельєфом. Обмін інформацією між диспетчерськими центрами і рухомим випроб� ним комплексом здійснювався по каналах ві� домчого зв'язку Транссибірської магістралі. Наведемо приклад закінченого застосу� вання системи класу AVL з використанням GPS на залізницях у Канаді. У цій країні ос� новним трансконтинентальним перевізни� ком між узбережжями Тихого й Атлантично� го океанів є національна компанія СР – Canadian Pacific Railway. Ця високоорганізо� вана фірма здійснює великовантажні і кон� тейнерні перевезення з використанням уні� кальних рухомих потягів – поїздів, що вклю� чають біля ста платформ і трьох локомотивів (на початку, всередині і наприкінці поїзда) з автоматизованим синхронним управлінням. Швидкість руху поїздів на важкому рейково� му шляху досягає на окремих ділянках 150 км/год і більше. Автоматична обробка вантажів забезпечує їхню доставку типів "порт–порт", "склад–склад" і "від порога до порога". Компанія СР має пріоритет у пере� везенні вантажів по цій залізниці. Реєстрація проходжень поїздів виробляється безкон� тактним індукційним методом, що став уже класичним у світовій практиці, або НВЧ�дат� чиками, а зв'язок поїзних бригад з диспет� черськими службами здійснюється штатним голосовим радіозв'язком. Водночас обробка вантажів на складах і контейнерних терміна� лах цілком модернізована завдяки логістичній технології з широким застосуванням ЕОМ, спеціального програмного забезпечення і фіксації місця розташування і переміщення маркірованих вантажів (контейнерів) за до� помогою датчиків GPS. Паралельно з поїздами компанії СР на окремих ділянках канадської трансконтинен� 99НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація тальної магістралі невеликі фінансово неза� лежні компанії здійснюють приміські паса� жирські перевезення місцевих робітників та службовців в основному ранком на роботу і ввечері додому 5 днів на тиждень. Сервіс що� денних поїздок англійською мовою означе� ний відповідним терміном "commuter". Тран� спортне забезпечення типу "commuter" вима� гає чіткої диспетчеризації перевезень, син� хронної роботи з місцевими автобусними маршрутами, оперативного інформування про час прибуття і затримки поїздів. Заліз� нична компанія WCE (West Coast Express) здійснює такі (т. зв. "каботажні") залізничні перевезення в транспортній зоні "Великий Ванкувер" між пригородом м. Ванкувера і м. Місія (провінція Британська Колумбія) з 6�ма зупинками на станціях, де проживає ба� гато співробітників підприємств м. Ванкуве� ра. На маршруті довжиною 65 км уздовж бе� регів затоки Тихого океану і ріки Фрезер–Рі� вер, а також у промисловій зоні м. Ванкувера компанія WCE використовує поїзди комфор� табельних вагонів двох рівнів із гарячими сні� данками і з можливостями для роботи у ва� гоні з документами на переносних комп'юте� рах типу "лаптоп". При проектуванні системи диспетчериза� ції типу AVL компанія WCE вибрала СНРС GPS для точкового місцевизначення поїздів і реєстрації їх швидкості, а також мобільний цифровий радіозв'язок місцевої компанії стіль� никового мобільного зв'язку Sierra Wireless з мовним і пакетним режимами для передачі да� них. У кабіні локомотива поїзда встановлю� ється модем зв'язку з приймачем GPS. Через кожні 15 с відбувається відновлення даних міс� цевизначення і швидкості поїзда, передача їх разом з телеметрією на диспетчерський центр, встановлений у м. Ванкувері. Телеметрія одер� жує інформацію від штатних робочих датчи� ків з агрегатів локомотива і вагонів, а також від цифрових компостерів пластикових кар� ток пасажирів. Вся інформація в модемі тер� мінала поїзда документується (квітірується) за допомогою флеш�памяті для дублювання з даними ДЦ і контролю на кожному рейсі. Труднощі диспетчеризації руху місцевих ліній у Канаді полягають у необхідності пріоритетного пропуску до 60 і більше фрах� тових поїздів компанії CPR з одночасним до� триманням власного розкладу безпечного ру� ху. Ця задача компанією WCE успішно вирі� шена. Одночасно забезпечена відповідність проекту вимогам програми APTA (American Public Transit Association) Commuter Rail Safety Management – "Програми забезпечен� ня безпеки щоденних залізничних поїздок Американської цивільної транзитної асоціації". Назвемо основні програмні рішення задачі безпечного руху, реалізовані компанією WCE: – візуальне відображення абсолютного і від� носного місцезнаходження всіх поїздів на лінійних схемах (у операторів на цент� ральній диспетчерській у м. Ванкувері це – графи маршрутів руху); – можливість відображення виділеного опе� ратором поїзда на географічній цифровій карті з вибором масштабу до 5 км у радіу� сі навколо поїзда (при цьому докладно ві� дображаються найближчі орієнтири – ав� томагістралі, що примикають, ріки, мости, переїзди, окремі ферми і будівлі та ін.); – прив'язка розкладу поїздів до розкладів місцевих автобусних рейсів на станціях з оперативним інформуванням про за� тримки (запізнення) поїздів; – оповіщення пасажирів у вагонах і на стан� ціях про поточний стан (у режимі on� line) руху поїздів на лінійних схемах�гра� фах і табло. Можна визначити і основні характерис� тики реалізованих технічних рішень проекту: – використання на ДЦ програмного забез� печення AVL типу MapInfo 4,0 з ГІС ци� фровою картографією і протоколом Ін� тернет TCP/IP; 100 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 – здійснення відновлення даних місця зна� ходження і швидкості поїздів через кожні 15 чи 45 с (на вибір оператора); – забезпечення швидкості передачі даних на рівні 19,2 кбіт/c модемами зв'язку з можливістю значного збільшення циф� рового потоку при переході компанією, що забезпечує радіозв'язок, на режим стільникового зв'язку GSM/GPRS (у цьому випадку для пасажирів стає мож� ливим інформаційний обмін зі своїми офісами); – забезпечення криптографії передачі да� них у кожному пакеті при базі 56 біт; – виділення відображення "проблемних" поїздів на лінійних схемах�графах при запізненні на 2 і 5 хв різним кольором і звуковими сигналами, а при випереджен� нях графіку руху – за допомогою оцінок "негативного" часу; – квітірування кожного рейсу в 25�ти точ� ках (щільність квітірування збільшуєть� ся при наближенні до станцій). Вражаючі успіхи застосування проекту із системою AVL на названій ділянці руху міс� цевих поїздів стимулювало компанію на впро� вадження цієї технології і на інших ділянках. Компанія трансконтинентальних перевезень СР приступила до модернізації диспетчерсь� кого забезпечення на базі технології AVL з GPS, почавши з того, що провела інформа� ційне об'єднання двох керуючих систем, ус� тановивши в ДЦ (м. Калгарі, провінція Аль� берта) термінал компанії WCE. Планувалося введення загальнонаціональної системи кла� су AVL на всіх залізницях Канади від 2004 р. 6. ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕКИ РУХУ НА ЗАЛІЗНИЧНОМУ ТРАНСПОРТІ ЗА ДОПОМОГОЮ GPS Немає необхідності особливо підкреслювати важливість забезпечення безпеки руху на за� лізницях. Можливість використання для цих задач СРНС постановочно згадана в [1]. Нижче будуть наведені основні відомості: як застосування СРНС може поліпшити безпе� ку руху на залізниці з урахуванням динаміч� ної обстановки, що оперативно змінюється. Підсистема забезпечення безпеки руху є найважливішою складовою АСУЗТ. Практи� ка управління сучасним залізничним транс� портом вимагає повсюдного застосування АСУ чи їхніх елементів (підсистем) на основі розвинутого інформаційного забезпечення, включаючи реалізацію високоточного визна� чення в реальному часі поточних координат поїздів (локомотивів, дрезин і інших штат� них рухливих об'єктів на залізничних колі� ях) як об'єктів управління, ідентифікацію всіх елементів забезпечення їхнього руху, опера� тивний облік умов зовнішнього середовища залізниць, що швидко змінюються. У цих умовах система (підсистема) за� безпечення безпеки руху виступає як голов� ний пріоритет АСУЗТ при одночасному під� вищенні ефективності перевезень вантажів і пасажирів, зменшенні часу транзиту ванта� жів, дотриманні розкладу і графіку руху поїз� дів і інформатизації всього складного народ� ногосподарського комплексу, яким є залізнич� на галузь країни. Наприклад, у проекті системи запобіган� ня зіткнень поїздів системою CAS (Collision Avoidance System), впровадженою в штаті Аляска США залізничною корпорацією ARRC, передбачені такі елементи для забезпечення безпеки руху: – рухомі потяги (локомотиви й інші функці� онально важливі оперативні рухомі засоби); – поїзні бригади на маршруті; – всі елементи системи управління заліз� ничних шляхів (стрілки, світлофори й інші оперативні покажчики); – усі датчики елементів управління рухом (комутатори, переїзди, пришляхова сигна� лізація, сервіс дороги й ін.); 101НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація – інформаційні елементи (інформаційні таб� ло, монітори, індикатори на борті локо� мотивів, в офісах диспетчерів і користу� вачів послугами залізничних експедито� рів, а також для пасажирів на вокзалах). З метою ув'язування всіх учасників руху й елементів інфраструктури, що гарантує безпеку, у єдину підсистему CAS використо� вуються також розвинуті канали провідного і цифрового радіозв'язку для обміну потоками тисяч сигналів і інформаційні поля СРНС, у першу чергу проекту GPS. Система CAS проектується як пріоритет� на директивна система і водночас (що над� звичайно важливо відзначити) вона повинна бути гнучкою і комфортною для користува� ча. Інакше вона потенційно може, забезпечу� ючи безпеку, цілком заблокувати рух при ча� стому і недостатньо виправданому втручанні в рух через перестраховку і багаторазовому введенні режимів чи попереджень, тим біль� ше тривог. Це означає, що система CAS по� винна задовольняти цілому переліку ком� плексних вимог, таких, як цілісність, безпе� рервність, точність і надійність. Тільки за умови задоволення цих системних вимог во� на буде гарантувати безпеку руху при одно� часному зменшенні впливу людського фак� тора в такому складному техногенному сере� довищі, як залізниця. 7. КОНТРОЛЬ НАД СТАНОМ ЗАЛІЗНИЧНИХ МАГІСТРАЛЕЙ Процедура періодичного контролю (моніто� рингу) залізничних шляхів є найважливішою технологічною операцією по підтримці їх у належному технічному стані для безпечного руху поїздів, особливо на швидкісних трасах. Ця процедура включає, крім періодичної ре� єстрації технічного стану шляхів, ще і регла� ментні виміри їхніх лінійних розмірів: від� стані між рейками, подовжнього профілю ко� лії, різниці висот рейок на поворотах, а також виявлення місць прогину рейок, що вимагає підсипання баласту й інших операцій (див. рис. 2). Стандартна геодезична технологія, що стала класичною, передбачає використання оптичних геодезичних приладів (теодолітів і ін.). Ця технологія надзвичайно трудомістка, вимагає високої кваліфікації працівників, ручної праці і великих витрат часу. Тому вона далека від оперативності і від одержання ре� зультатів по ній у реальному часі. За наявни� ми даними за один день бригада геодезистів може забезпечити штатний контроль і зйом� Рис. 2. Основні контрольовані параметри європейської залізниці 102 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 ку не більш 10 км регулярного (не проблем� ного) залізничного шляху. Застосування СРНС для геодезичних ро� біт на сьогодні забезпечено високоточними двухчастотними (діапазони L1 і L2) прийма� чами GPS, у тому числі з фазовими виміра� ми, відпрацьованими методиками і техноло� гією постпроцесорної камеральної обробки. У результаті (залежно від вимог і приборно� математичного забезпечення) реалізуються точності геодезичних зйомок – відповідно суб� метрова, субдециметрова і міліметрова. Для задач з технічними вимогами моніторингу за� лізничних магістралей стандартна GPS�ме� тодика дає можливість за один день обміряти 200 км шляху, тобто продуктивність праці збільшується в порівнянні з оптичною техно� логією в 20 разів. Більш того, цифрова посто� бробка дає можливість легко документувати дані, що гарантує високу вірогідність резуль� татів і їхній аудит. Відомі два реалізованих проекти по за� стосуванню технології GPS для обмірювання параметрів залізничних доріг. Вони принци� пово відрізняються за визначеними ознака� ми. Перший з них розроблений для австра� лійських залізниць за участі університету м. Мельбурна [4]. Він оснований на застосу� ванні DGPS разом з інерціальними датчика� ми (гіроскопами) і датчиками нахилу (інклі� нометрами). Апаратура розміщена на авто� дрезині і забезпечує не тільки точне горизон� тальне дециметрове розділення, але і критич� ні градієнтні відліки. Одночасно реалізоване програмне забезпечення швидкої картографії для ГІС, так званої технології RRM. У результаті використання технології RTK – кінематичного спостереження за фа� зою сигналів GPS у реальному часі – було показано, що вимоги до точності прив'язки в горизонтальній площині задовольнялися, але у вертикальній вони були явно недостат� німи. Було виявлено, що хоча технологія RTK забезпечує теоретично сантиметрову точ� ність, на практиці (на прикладі австралійсь� ких залізниць, що проходять у лісах і горах) не завжди вдавалося в динаміці спостерігати не менш 4 НКА, необхідних для обчислень координат об'єктів. Тому в даному проекті за основу була прийнята методика DGPS, що дає точність прив'язки результатів вимірів у 2–5 м у місцевій системі координат, що екві� валентно точності в масштабі 1:10 000 на до� сить великій площі. Таким чином, у проекті дистанцію, нахил і пеленг у комплексі одер� жували за допомогою DGPS, а для точного виміру кривизни і градієнта використовува� ли високоточні твердотільні інклінометри. Для реєстрації нахилів у двох ортогональних площинах використовували також електро� літичні датчики гравітації. При вимірах дрезина рухалася по обра� ній ділянці шляху на дистанції до 150 км при рівномірному русі зі швидкістю 30 км/год з контрольними зупинками через 25–50 км, на яких здійснювалися фазові RTK�виміри. Всі відліки вимірів оцифровані й у темпі 5 відлі� ків за секунду реєструвалися і транслювалися на хост по послідовному інтерфейсі RS�232. На вимірювальній платформі використову� вався 12�канальний приймач GPS для точно� го виміру швидкості поряд зі звичайним ци� фровим спідометром. Горизонтальні поворо� ти вимірювалися методом поточного пеленга платформи за допомогою цифрового компаса – флюксметра. Через 12–15 днів ставали до� ступними результати постобробки з точністю до 1 м по всій дистанції вимірів в абсолютних координатах і до 10 см точності у відносних відліках. Найкритичнішими в проекті вияви� лися датчики�інклінометри. Найбільше за� довільно вони працювали тільки в режимі бе� зупинного і рівномірного руху платформи. При прискоренні, затримці, зупинці і реверсі руху виникали проблеми, викликані пе� рехідними процесами у відліках. Тому певний інтерес представляє інший, більш сучасний проект, виконаний для заліз� 103НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація ниць Великобританії Швейцарським феде� ральним інститутом технології (м. Цюріх). У проекті за основу прийнято метод технології RTK�кінематичного спостереження за фазою сигналів GPS у реальному часі. Апаратура монтується на триколісному безмоторному візку з ручним приводом, установлюваному на рейках, що отримав назва Swiss Trolley. При швидкості візка 1,2 м/c один працівник в автоматичному режимі робить вимір пара� метрів шляху при переміщеннях поїздів в умовах реального руху за розкладом, одержа� ним на зміну. При наближенні потяга візок по команді, переданій дистанційно, знімається з рейок для пропускання поїзда. Як відомо, реально режим RTK (особливо при викорис� танні двухчастотного приймача GPS) забез� печує надлишкову для залізниці субсантиме� трову точність. Разом з оптичною геодезичною станцією при роботі в тунелях комплекс Swiss Trolley забезпечує міліметрову точність. Установка на комплексі Swiss Trolley штатних вимірювальних геодезичних при� ладів дає можливість робити повне вимірю� вання параметрів рейкових шляхів відповід� но до рис. 2. При цьому гарантується точність вимірів лінійних відхилень на рівні 0,5 мм і кутових відхилень на рівні 0,5 мрад. Колісна пара візка оснащена двома одометрами з усе� редненням середньої лінії, що дає можливість робити зчитування шляху при тимчасовій відсутності можливості місцевизначення по навігаційних супутниках. Таким чином, реа� лізується так званий режим "мертвого ходу" DR (Dead Reckoning), що є звичайним для всіх транспортних засобів із супутниковою навігацією. Уся вимірювальна апаратура ком� плексу калібрується на мірній дистанції рей� кового шляху. Постобробка координатних вимірів провадиться на обчислювальному комплексі, що містить у програмі 11�каскадні фільтри Калмана. До складу комплексу мо� жуть бути включені також такі високотехно� логічні датчики, як лазерний сканер і допле� рівський датчик руху міліметрового діапазо� ну хвиль. У цілому комплекс Swiss Trolley являє со� бою сучасний вимірювальний інструмент, що демонструє традиційно високі швейцарські рівні реалізації апаратури і культуру вимірів. 8. ЗАЛІЗНИЦЯ І ПЕРСПЕКТИВИ ІНФОРМАТИЗАЦІЇ КРАЇН І РЕГІОНІВ У країнах зі слаборозвиненою інфраструкту� рою зв'язку і великою довжиною території, таких, як Росія, Індія і, частково, Україна для вирішення проблеми інформатизації харак� терне використання найбільш організованих інфраструктур, а саме автомобільних і заліз� ничних транспортних магістралей як своєрід� ний інтерфейс. В існуючій структурі транс� портних підприємств мається безліч стаціо� нарних об'єктів, розташованих у містах і на� селених пунктах уздовж доріг, таких, як авто� мобільні і залізничні станції і вузли, промис� лові і торгові підприємства, офіси регіональ� них управлінь, готелі, пункти суспільного харчування й ін., для управління якими ство� рюються відомчі і корпоративні мережі зв'яз� ку і передачі даних, що забезпечують як ста� ціонарні об'єкти, так і транспортні засоби від� повідно фіксованого і мобільного зв'язку. Існуючі технічні вирішення задач для си� стем зв'язку транспортних магістралей і їхніх інфраструктур характеризуються різноманіт� тям провідних (кабельних) телефонних мереж відомчого і загального застосування, мобіль� них дуплексних і напівдуплексних каналів зв'язку у вигляді транкінгових і пакетних ме� реж різних системних протоколів (МРТ 1327, SmartTranck II, ArcNet, LTR, GSM і ін.). Для вирішення задач зв'язку використовується апаратура різних поколінь численних вироб� ників – вітчизняних і закордонних (Motorola, Kenwood, Icom і ін.). На сучасному етапі можливе вирішення проблем фіксованого і мобільного зв'язку в регіональних промисло� 104 Телекомунікація, зв’язок і навігація НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 вих зонах і навколо них на основі єдиної тех� нології бездротового доступу й обміну дани� ми як типу "одна точка – багато точок" з ба� зовою станцією при технології трансляції (ретрансляції), так і "точка – точка" без базо� вої станції. Це дає можливість планувати і за� безпечувати регіони зв'язком за допомогою використання апаратури бездротової техно� логії, уникаючи витрат на проведення кабель� них і провідних мереж. У Росії ЗАТ "Юнітел" планує створення уздовж магістральних автомобільних і заліз� ничних шляхів локальних зон – телекомуні� каційних доменів діаметром до 50–80 км або, навпаки, довгих лінійних структур довжи� ною до 500–1 000 і навіть до 2 000 км. Інформатизація в Україні проводиться відповідно до ряду загальнодержавних і відо� мчих документів. Ця технологія передбачає такі позиції загальнонаціональної програми робіт по забезпеченню зв'язку, як телефоні� зація сільських регіонів країни, у тому числі за допомогою мобільного зв'язку, охоплення мережею Інтернет і ін. Для промислово роз� винених районів країни і міст актуальною стає проблема освоєння високошвидкісних каналів обміну інформацією у бездротовому ("wireless") і швидкісному широкополосному цифровому виконанні ("wideband"). Такі ме� режі зазвичай поєднуються в деякі корпора� тивні, місцеві чи регіональні мережі, що умовно називаються в залежності від тери� торіального покриття: DWAN (Domestic Wide Area Network), LAN (Local Area Network) або MAN (Metropoliten Area Network) відпо� відно. Іноді журналісти і соціологи для таких територіальних об'єднань використовують такі інформаційні поняття, що відносяться до сфери масового обслуговування, як "теле� комунікаційне село", "домен" чи "кампус" [5]. Роль національних залізничних магістралей у цих умовах ще необхідно оцінити. Значен� ня супутникових технологій зв'язку і навіга� ції в цих умовах дуже істотне. 9. ВИСНОВКИ Наведені аналітичні матеріали підтверджу� ють, що застосування супутникової навігації в залізничній галузі демонструє перехід цієї високої технології в практичну фазу застосу� вання для задач автоматизованого управління рухом із забезпеченням безпеки, моніторингу рейкових шляхів і будівництва залізниць. Національні програми освоєння високої технології супутникової радіонавігації вико� нуються під керівництвом Національного кос� мічного агентства України (НКАУ). На да� ний час у країні функціонує ряд геодезичних служб і мереж референсних і ККС GPS, у то� му числі при Національній Академії наук Ук� раїни (НАНУ) з центром у Головній Астро� номічній Обсерваторії (ГАО) (Голосієве, м. Київ). Ряд творчих колективів і виробни� чих організацій освоїли ці високі технології, організували постачання відповідної апара� тури і розробку програмних продуктів. Най� більш близьким до вирішення задач контро� лю над залізничними шляхами варто вважа� ти фундаментальне дослідження GPS�моні� торингу ділянок території АР Крим, небез� печних у сейсмічному сенсі [6]. Організація застосування супутникових технологій навігації і зв'язків у залізничній галузі України вимагає, у першу чергу, об� ґрунтування, оцінки ефективності й умов за� лучення інвесторів. З урахуванням важливо� сті залізничної галузі для економіки країни і необхідності збільшення транзитного потен� ціалу України варто очікувати, що це відбу� деться найближчим часом Для підготовки статті були використані матеріали журналу GPS World (див. сайт www.gpsworld.com). ЛІТЕРАТУРА 1. Клінге А. і ін. Датчики місцевизначення поїздів. // Зб. праць 2�ої міжнародної конференції "Пла� 105НАУКА ТА ІННОВАЦІЇ. № 1, 2007 Телекомунікація, зв’язок і навігація нування глобальної радіонавігації". // "Навігація� 97", 24–26 червня 1997, т. I. – С. 165–177. 2. Скорик Є. Т., Кондратюк В. М. Застосування су� путникових технологій навігації та зв'язку в авто� транспортній галузі. // Наука та інновації. – 2007. № 1.–С. 20–36. 3. Czech Railways trials GSM�R, Eastern European Wireless Comm. –Oct/Nov. 2004. – Р. 5. 4. Болдирьов В. І. та ін. Комплекс супутникової навігації для забезпечення управління рухом поїздів. // Зб. праць 2�ої міжнародної конференції "Планування глобальної радіонавігації".– "Навіга� ція�97", 24–26 червня 1997, т. I. – С. 178–181. 5. Скорик Є. Т. Телекомунікаційне село. // Радио� аматор. – 2000, № 10. – С. 54. 6. Регіональна система геодинамічного й екологічно� го моніторингу Криму з використанням GNSS. Міждисциплінарна програмно�орієнтована про� грама, пояснювальна записка. // ГАО НАНУ, Київ – Харків – Крим, 2002. Надійшла до редакції 13.04.05 Е. Т. Скорик, Л. П. Пасечник, В. М. Кондратюк. CПУТНИКОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАДИОНАM ВИГАЦИИ И РАДИОCВЯЗИ В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ОТРАСЛИ. Аннотация: Рассмотрены вопросы применения спутниковых технологий радионавигации и мобиль� ной радиосвязи в железнодорожной отрасли при создании автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом для обеспечения безопасности движения и оперативного контроля состояния транспортных магистралей. Приведены примеры использования подобных систем за рубежом. Оценены возможность и необходимость использования этих прогрессивных технологий в Украине. Ключевые слова: спутниковая навигация, системы связи, железнодорожные магистрали. E. T. Scorik, L. P. Pasichnik, V. M. Kondratyuk. THE SATELLITE TECHNOLOGIES OF RADIO NAVM IGATION AND RADIOCOMMUNICATION FOR RAILWAY TRANSPORT. Abstract: The principles of the satellite navigation technologies and mobile communication systems use in creation of the automated systems for rail safety and operational control of trunk railways are considered. Are given the examples of use of similar systems abroad. An opportunity and necessity of the application of these progressive technologies in Ukraine are evaluated. Keywords: satellite navigation, communication systems, trunk�railways.
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-128
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
last_indexed	2025-12-07T17:58:52Z
publishDate	2007
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format	dspace
spelling	Скорик, Є.Т. Пасічник, Л.П. Кондратюк, В.М. 2008-01-23T17:15:15Z 2008-01-23T17:15:15Z 2007 Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі / Є.Т. Скорик, Л.П. Пасічник, В.М. Кондратюк // Наука та інновації. — 2007. — Т. 3, № 1. — С. 90-105. — Бібліогр.: 6 назв. — укp. DOI: doi.org/10.15407/scin3.01.090 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128 Розглянуто питання застосування супутникових технологій радіонавігації і мобільного радіозв'язку в залізничній галузі при створенні автоматизованих систем управління залізничним транспортом для забезпечення безпеки руху й оперативного контролю стану транспортних магістралей. Приведено приклади використання подібних систем за кордоном. Оцінено можливість і необхідність використання цих прогресивних технологій в Україні. Рассмотрены вопросы применения спутниковых технологий радионавигации и мобильной радиосвязи в железнодорожной отрасли при создании автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом для обеспечения безопасности движения и оперативного контроля состояния транспортных магистралей. Приведены примеры использования подобных систем за рубежом. Оценены возможность и необходимость использования этих прогрессивных технологий в Украине. The principles of the satellite navigation technologies and mobile communication systems use in creation of the automated systems for rail safety and operational control of trunk railways are considered. Are given the examples of use of similar systems abroad. An opportunity and necessity of the application of these progressive technologies in Ukraine are evaluated. Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Телекомунікація, зв’язок і навігація Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі Cпутниковые технологии радионавигации и радиоcвязи в железнодорожной отрасли The Satellite Technologies of Radio Navigation and Radiocommunication for Railway Transport Article
spellingShingle	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі Скорик, Є.Т. Пасічник, Л.П. Кондратюк, В.М. Телекомунікація, зв’язок і навігація
title	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі
title_alt	Cпутниковые технологии радионавигации и радиоcвязи в железнодорожной отрасли The Satellite Technologies of Radio Navigation and Radiocommunication for Railway Transport
title_full	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі
title_fullStr	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі
title_full_unstemmed	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі
title_short	Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі
title_sort	супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі
topic	Телекомунікація, зв’язок і навігація
topic_facet	Телекомунікація, зв’язок і навігація
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128
work_keys_str_mv	AT skorikêt suputnikovítehnologííradíonavígacíítaradíozvâzkuvzalízničníigaluzí AT pasíčniklp suputnikovítehnologííradíonavígacíítaradíozvâzkuvzalízničníigaluzí AT kondratûkvm suputnikovítehnologííradíonavígacíítaradíozvâzkuvzalízničníigaluzí AT skorikêt cputnikovyetehnologiiradionavigaciiiradiocvâzivželeznodorožnoiotrasli AT pasíčniklp cputnikovyetehnologiiradionavigaciiiradiocvâzivželeznodorožnoiotrasli AT kondratûkvm cputnikovyetehnologiiradionavigaciiiradiocvâzivželeznodorožnoiotrasli AT skorikêt thesatellitetechnologiesofradionavigationandradiocommunicationforrailwaytransport AT pasíčniklp thesatellitetechnologiesofradionavigationandradiocommunicationforrailwaytransport AT kondratûkvm thesatellitetechnologiesofradionavigationandradiocommunicationforrailwaytransport

Супутникові технології радіонавігації та радіозв'язку в залізничній галузі

Institution

Similar Items