Проект кабельной линии автоматики, телемеханики и связи на участке железной дороги

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

“Проект кабельной линии АТ и С на участке железной дороги”

Введение

Главная задача, поставленная перед железнодорожным транспортом, обеспечение всевозрастающей потребности народного хозяйства в перевозках, повышение скоростей и безопасности движения поездов.

Железнодорожная сеть нашей страны представляет собой единую, работающую по общему плану систему, все части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев железнодорожной сети не может осуществляться без широкого использования разнообразных видов связей, организуемых по воздушным, кабельным и радиорелейным линиям.

Кабельные линии отличаются высокой эксплуатационной надежностью и дают возможность осуществления всех видов связи и каналов передачи информации, необходимых для управления перевозочным процессом железных дорог. Строительство магистральных кабельных линий позволяет резко увеличить количество каналов связи управлениями железных дорог, отделениями и станциями, дает возможность автоматизации телефонной и телеграфной связи.

Кабельные линии связи строят: при электрификации железных дорог по системе тока в качестве основной меры защиты цепей связи, автоматики и телемеханики от влияния тяговой сети; взамен воздушной линии связи при строительстве автоматической блокировки и диспетчерской централизации; при электрификации железных дорог по системе постоянного тока и строительстве дополнительных главных путей, когда конструкция воздушной линии экономически нецелесообразна; на вновь строящихся железных дорогах магистрального значения; в районах, подверженных сильным гололёдам; также в районах, намеченных к электрификации по системе переменного тока на ближайшие годы.

В данном курсовом проекте разработана оптоволоконная линия связи на участке Московской железной дороги, которая в должной мере отвечает приведенным выше требованиям; определены влияния высоковольтных линий на цепи проводной связи.

Все математические расчеты проведены в системе “Mathcad 2001 Professional”.

1. Описание проектируемого участка линии связи

1.1 Физико-географические данные

Проектируемый участок линии связи расположен в центральной части Восточно-Европейской равнины, на территория Брянской обрасти, Московской железной дороги. Для этой местности характерно:

- среднегодовое количество осадков: 560-600 мм;

- средняя температура: января от минус7,4 до минус 9 °С, июля от плюс 18,1 до плюс 19,1 °С;

- число дней в году со снежным покровом: 180-200;

- леса: широколиственно-хвойные;

- почвы: дерново-подзолистые и серые - лесные.

1.2 Административно-хозяйственная структура

Крупные железнодорожные узлы:

Брянск, город, центр Брянской области. Расположен на реке Десне. Крупный узел Московской железной дороги (линии на Москву, Киев, Харьков, Гомель, Смоленск, Орёл и Вязьму). В промышлености ведущую роль играет машиностроение: заводы - машиностроительный (бывший паровозостроительный), автомобильный, дорожных и сельскохозяйственных машин "Строммашина" и др. Главная продукция - дизели, тепловозы, специальные (изометрические и другие) грузовые вагоны, тяжёлые тракторы, бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, асфальтосмесители, узлы и агрегаты для автомашин, оборудование для цементных заводов, дробилки, машины и оборудование для сельского хозяйства и другие. В 70-х годах возникает акционерное общество Брянского рельсопрокатного, железоделательного и механичических заводов.

Злынка, город (с 1925) в Новозыбковском р-не Брянской области. Расположен на западе области. Соединён железнодорожной веткой (8 км) со станцией 3лынка (на линии Гомель - Брянск). Мебельная, консервная, швейная промышленность. Близ 3лынки. в пос. Вышков - крупная спичечная ф-ка.

1.3 Сведения о сближении с железными дорогами и высоковольтными линиями

Линия связи проходит вдоль Московской железной дороги. На участке Брянск- о. п. Валутино она подвержена влиянию ЛЭП с заземленной нейтралью ( U=110 кВ, I₀=1,5 А ). Линия связи на участке Брянск-Злынка подвержена влиянию контактной сети электротяги переменного тока ( U=24,7 кВ, I_рез.=450 А, m=4 ).

1.4 Дополнительные сведения об участках

Первый участок линии связи Брянск - о. п. Валутино имеет общую протяженность 245 км. На участке имеется 28 станций. Данные о станциях приведены в таблице 1.1.

Второй участок линии связи Брянск - Злынка имеет общую протяженность 220 км. На участке имеется 23 станций. Данные о станциях приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.1 - Данные о станциях и усилительных пунктах на участке Брянск-о. п. Валутино

Таблица 1.2 - Данные о станциях и усилительных пунктах на участке Брянск-Злынка

кабель цепь трасса связь

2. Выбор кабельной системы, типа кабеля и размещение цепей по четверкам

2.1 Выбор кабельной системы, размещение цепей по четверкам

Выбор емкости кабеля зависит:

·   от заданного количества каналов магистральной, дорожной и оперативно-технологической (ОТС) связи;

·   от вида системы уплотнения;

·   от типа кабельной магистрали.

Необходимо обеспечить 550 каналов магистральной, 200 каналов дорожной и ОТС.

Для обеспечения магистральной, дорожной, диспечерской поездной, энергодиспечерской, постационной, билетной диспечерской, вагонно-распорядительной связей и служебной связи электромехаников будем использовать волоконно - оптический кабель. Для межстанционной, линейно - путевой, перегонной связей, цепи СЦБ и поездной радиосвязи будем использовать симметричный кабель. Составим таблицу распределения цепей по четверкам (таблица 2.1).

Отделенческая связь предназначена для оперативной работы дороги и обеспечивает постоянную телефонную связь со всеми раздельными пунктами и жилыми зданиями линейных работников.

Железнодорожные линии оснащены следующими видами отделенческой связи:

- Поездная диспетчерская связь (ПДС) - служит для переговоров поездного диспетчера со всеми раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый участок.

Энергодиспетчерская связь (ЭДС) - обеспечивает оперативное руководство подачей электроэнергии в контактную сеть.

Вагонно-распорядительная связь (ВГС) - служит для служебных переговоров работников отделения дороги со станциями по вопросам состояния вагонного парка.

Служебная связь электромехаников (СЭМ) - оперативное руководство линейными работниками (электромонтеров) в дистанции сигнализации и связи.

Постанционная связь (ПС) - служит для переговоров работников раздельных пунктов между собой.

Линейно-путевая связь (ЛПС) - осуществляет оперативное руководство линейными работниками на дистанции пути и переговоров линейных работников между собой.

Межстанционная связь (МЖС) - обеспечивает переговоры дежурных смежных раздельных пунктов по вопросам движения поездов.

Перегонная связь (ПГС) - предназначена для переговоров линейных работников, находящихся на перегоне, с дежурным по станции, с энерго- и поездным диспетчером, а также с дистанцией сигнализации.

Билетная диспетчерская связь (ДБК) - обеспечивает сведениями билетные кассы о наличии мест в поездах дальнего следования.

Для этого воспользуемся системами мультиплексирования типа SMS - 150V для магистральной и дорожной связи; на ОТС - система ОГМ - 30.

Таблица 2.1 - Распределение цепей

Так как количество каналов равно 750, мы будем применть цифровую систему передачи (ЦСП). ЦСП могут быть использованы для организации каналов магистральной и дорожной связи. В качестве ЦСП возьмем систему мультиплексирования SMS-150V/ Для организации ОТС будем использовать аппаратуру OGM-30.

Преимущество этой системы передачи заключается в том, что оптоволоконный кабель не подвержен внешним электромагнитным влияниям, и в нем не возникают переходные влияния. Все искажения сигнала определяются типом и конструкцией кабеля.

На основании изложенного выбираем оптоволоконную трехкабельную линию связи. Кабель (К1) марки МКПАБ 7х4х1,05+5х2х0,9+1х0,7, кабели (К2) - ОКБ-М8П-10-0,3-8.

2.2 Характеристики цифровой аппаратуры

.2.1 Основные особенности мультиплексора SMS-150V

SMS-150V является мультиплексором Синхронной Цифровой Иерархии (SDH) второго поколения, разработанным в качестве составной части серии SDH изделий, выпускаемых NEC. В нем используются функции мультиплексора ввода-вывода (ADM) STM-1, что позволяет обеспечить большую универсальность в сетевых приложениях. Конкретные функции SMS-150V определяются выбором вставляемых блоков и их конфигурацией.

В дополнение ко всем SDH сигналам, вплоть до уровня STM-1, SMS-150V также мультиплексирует плезиохронные составляющие сигналы 2M и 34M в синхронный линейный сигнал STM-1.

В SMS-150V используется много новшеств, отражающих последние технологические достижения и разработки в области международных стандартов SDH и сетевых приложений. Оборудование характеризуется следующими характерными особенностями:

1 Гибкая архитектура изделия допускает взаимозаменяемость блоков составляющих сигналов (т. е. для блоков 2M и 34M могут использоваться одни и те же слоты полок)

2 Добавлена поддержка новых сетевых архитектур, включая линейный режим (местный кроссконнект)

3 Поддержка функции TSI на уровнях VC-12, VC-3

4 Поддержка максимального соотношения каналов ввода-вывода до 100%

5 Совместимость с новыми версиями SDH стандартов ITU-T (ранее CCIТT) и ETSI

6 Работа при смешанных составляющих сигналах

7 Поддержка устройств по эксплуатации, управлению, техобслуживанию и загрузке исходных данных (OAM&P)

8 Поддержка интерфейса управления F, Q

2.2.2 Режимы работы мультиплексора SMS-150V

SMS-150V может мультиплексировать составляющие сигналы 2М (2048 Кбит/с) и 34M (34368 Кбит/с) в синхронный магистральный сигнал STM-1 (155520 Кбит/с). Кроме мультиплексирования может производиться кроссконнект сигналов на уровнях VC-12 и VC-3.V поддерживает следующие режимы работы, которые иллюстрируются на Рисунке 2-1.

9 Линейный режим STM-1:

Оконечный режим:

Оконечный мультиплексор обеспечивает мультиплексирование и кроссконнект составляющих сигналов для формирования синхронного магистрального сигнала.

Режим ввода-вывода:

Мультиплексор ввода-вывода позволяет вводить составляющие сигналы в магистральный сигнал или выводить их оттуда.

10Режим SNC-P STM-1 (Подсеть с резервированием пути)

SMS-150V поддерживает следующие самовосстанавливающиеся кольцевые архитектуры.

SNC-P:

В 2-волоконном однонаправленном пути переключаемого кольца трафик составляющего сигнала направляется по кольцу в обоих направлениях (по часовой стрелке и против часовой стрелки). Затем принимающий узел сравнивает сигналы и выбирает для приема сигнал с более высоким качеством. Этот режим также называют режимом однонаправленного переключаемого кольца. SNC-P поддерживает кольцевую работу STM-1.

Рисунок 2. 1 - Режимы работы SMS-150V

M:                            Интерфейсный блок 2048 Кбит/с, 2М

M:                            Интерфейсный блок 34368 Кбит/с, 34М1:     Блок 1 обмена временными интерваламиe:   Электрический интерфейсный блок STM-1o:   Оптический интерфейсный блок STM-1

Примечание:       В линейном режиме (оконечном режиме) STM-1е можно использовать как магистральную линию. В режиме SNC-P магистральная линия только для STM-1.

2.2.3 Основные особенности мультиплексора OGM-30

Многофункциональный мультиплексор OGM-30 с возможностью гибкого конфигурирования предназначен для формирования первичных цифровых потоков со скоростью передачи 2048 кбит/с. Первичные цифровые потоки формируются из:

§   аналоговых речевых сигналов и сигналов управления и взаимодействия с батарейной сигнализацией (3-проводная, 4-проводная, 7-проводная) от аналоговых АТС;

§   аналоговых речевых сигналов и сигналов управления и взаимодействия с E&M сигнализацией от аналоговых АТС;

§   аналоговых речевых сигналов и сигналов управления и взаимодействия с шлейфной сигнализацией по двухпроводным соединительным линиям;

§   аналоговых речевых сигналов с управляющей информацией для подключения абонента к АТС;

§   аналоговых речевых сигналов и сигналов взаимодействия с одночастотной сигнализацией в частотном диапазоне телефонного канала от аналоговых АТС;

§   аналоговых речевых сигналов и сигналов взаимодействия с двухчастотной сигнализацией в частотном диапазоне телефонного канала ведомственных сетей (энергетики, нефтяники);

§   цифровых сигналов 1024 кбит/с аппаратуры ИКМ-15 в коде NRZ, HDB3, AMI;

§   двух первичных цифровых потоков 2048 кбит/с, преобразуемых по методу адаптивной дифференциальной ИКМ (АДИКМ);

§   цифровых сигналов сонаправленного стыка 64 кбит/с (рек. G.703 МСЭ-Т);

§   конструкция БНК-4, широко применяемая на телефонных сетях РФ и СНГ;

§   конструкция 19” ( еврокаркас);

§   легкий доступ к подводимым кабелям с лицевой стороны;

§   широкая номенклатура интерфейсных плат;

§   возможность организации до 4-х первичных сигналов 2048 кбит/с, соответствующих рекомендациям G.703, G.704 МСЭ-Т;

§   программная переконфигурация и установка параметров;

§   преобразование различных видов линейной и регистровой сигнализации: R2, E&M, R1,5 и частотной сигнализации 1VF;

§   АДИКМ-преобразование двух первичных цифровых потоков 2048 кбит/с;

§   наличие интерфейсов для передачи двух первичных цифровых потоков 2048 кбит/с по технологии HDSL;

§   применение процедуры CRC-4;

§   диагностика с использованием компьютера;

§   совместимость с универсальным сервисным оборудованием УСО-01, УСО-04;

§   мониторинг по протоколу SNMP.

2.2.4 Применение мультиплексора OGM-30

Аппаратура может применяться на сельских, городских, ведомственных, внутризоновых и магистральных сетях связи в качестве:

§   оконечного мультиплексора;

§   мультиплексора ввода/вывода;

§   кроссировочного мультиплексора.

Оконечный мультиплексор

В режиме оконечного мультиплексора OGM-30 обеспечивает мультиплексирование до 30 аналоговых каналов и каналов передачи данных или 31 канал передачи данных. Платы аналоговых канальных интерфейсов обеспечивают подключение абонентских телефонных аппаратов, телефонных каналов связи между АТС с различными типами линейной сигнализации. Скорость передачи данных от 0,6 кбит/с до nх64 кбит/с. Вариант включения OGM-30 показан на рис. Применение OGM-30 для организации соединительных линий между аналоговой АТС и цифровой АТС с преобразованием сигнализации.

Рисунок 2. 3 - Режим оконечного мультиплексирования

Мультиплексор ввода/вывода

В режиме работы мультиплексора ввода/вывода OGM-30 использует до 4 портов первичных цифровых потоков 2048 кбит/с. Мультиплексор имеет возможность ввести и вывести любые телефонные каналы в общем количестве до 30 с соответствующими сигнальными каналами или каналы передачи данных до 31 из любого первичного сигнала 2048 кбит/с. Присвоение номеров временным интервалам и назначение направления передачи осуществляется программным способом.

Рисунок 2. 4 - Режим вводы - вывода

Кроссировочный мультиплексор

Аппаратура OGM-30 осуществляет функции кроссировки каналов 64 кбит/с в пределах четырех первичных цифровых потоков 2048 кбит/с. Одновременно возможно кроссирование сигнальных каналов. Конфигурация кроссирования производится на программном уровне.

Рисунок 2.5 - Кроссировочный режим

3.