Проект кабельной линии связи на участке 'Петропавловск - Петухово'

Кафедра «Системы передачи информации»

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине

«Линии автоматики, телемеханики и связи»

Проект кабельной линии связи на участке «Петропавловск - Петухово»

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовой работе на тему “Проект кабельной линии на участке железной дороги" содержит: 13 таблиц, 5 рисунков.

Кабельная система, тип кабеля, план трассы, скелетная схема, влияния контактной сети и ЛЭП, защита аппаратуры.

Целью выполнения курсового проекта является углубление знаний по курсу “Линии автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте”, в частности, изучение вопросов, связанных с конструкцией кабельных линий, расчетами и мероприятиями по уменьшению влияний высоковольтных линий на цепи связи и т. д.

Введение

Железнодорожная сеть представляет собой единую, работающую по общему плану систему, части которой взаимодействуют друг с другом. Работа всех звеньев министерства путей сообщения (МПС) не может осуществляться без использования разнообразных видов связи, организуемых по воздушным, кабельным и радиолинейным линиям.

Развитие средств связи имеет большое значение для эффективного управления работой железнодорожного транспорта, управления хозяйством страны, обеспечения нужд населения. Современная электрическая связь в нашей стране, развиваясь на базе единой автоматизированной сети связи, позволяет передавать различные виды информации: телефонной, телеграфной, вещания, телевидения и т.п. Начиная с восьмидесятых годов, и по настоящее время сети связи переходят на использование оптического кабеля взамен медного. Использование оптического волокна в качестве направляющей системы позволяет значительно улучшить качество связи и увеличить число передаваемых каналов. Кроме всего прочего, оптические кабели обладают малым затуханием и не требуют для изготовления цветных металлов.

На фоне этих изменений, не потеряла своей значимости спутниковая связь. Спутниковые, кабельные, радиорелейные линии связи взаимно дополняют друг друга, обеспечивая передачу больших объёмов информации любого назначения. Кабельные линии связи, обладающие высокой защищённостью каналов связи от атмосферных влияний и различных помех, эксплуатационной надёжностью и долговечностью, являются основой сети связи страны; по кабельным сетям передаётся 75 % всей информации.     

Развитие техники современных кабелей дальней связи проходит в направлении расширения диапазона передаваемых частот, и соответственно увеличения каналов связи и максимальной автоматизации кабельных магистралей.

1. Описание проектируемого участка линии связи

Физико-географические данные и административно-хозяйственная структура проектируемого железнодорожного участка линии связи

Проектируемая кабальная линия связи Петропавловск - Петухово находится на территории Курганской и Северо-Казахстанской областях и относится к Южно-Уральской железной дороге.

На рисунке 1 представлена карта проектируемого участка Петропавловск - Петухово:

Рисунок - 1 Карта проектируемого участка Петропавловск - Петухово

Физико-географические данные и природа проектируемого участка:

Проектируемый участок расположен на Юго-западе, Западно-сибирской равнины, в бассейне среднего течения Тобола. Поверхность почти плоская, слегка приподнятая на Запад и Юго-запад, с многочисленными западинами, пологими гривами (высота до 10 - 20 м). межгривными понижениями и широкими долинами рек. Климат резко континентальный, особенно на Юго-востоке. Зима продолжительная, холодная. Средняя температура января - 18°С. Лето тёплое, периодически повторяются засухи, средняя температура июля 19°С. Переходные сезоны короткие, весна с сильными ветрами. Сумма температур за период с температурами выше 10°С (продолжительность его 130 сут) равна 2000-2100°С. Осадков около 400 мм в год (уменьшаются с Северо-запада на Юго-восток и сильно колеблются по годам). Снеговой покров в среднем достигает 40 см. Преобладают почвы чернозёмные, выщелоченные (свыше 45% площади), около 20-22% занимают солонцы (главным образом на водоразделах), 12% - осолоделые почвы и солоди.

Для растительного покрова характерно чередование берёзовых рощ («колков») и перелесков с травяной растительностью открытых участков. Лесистость составляет 18%, повышаясь на Север до 30-40% и снижаясь на Юг до 5-8%. Запасы древесины 106 млн. м3, из них почти половина - древесина хвойных деревьев, сосредоточенная в приречных сосновых борах. Болотная растительность развита преимущественно на С. по междуречьям, где находятся и основные ресурсы торфа (общие запасы воздушно-сухого торфа 41 млн. т).

2. Выбор аппаратуры связи, системы кабельной магистрали и распределение цепей по четверкам

Связь на железнодорожном транспорте построена по принципу четырехуровневой структуры управления технологическим процессом работы железных дорог всей сети. Первым, верхним уровнем управления является Министерство путей сообщения, вторым - Управление дороги, третьим - Отделение дороги и четвертым - станция. В соответствии с такой структурой железные дороги оснащены магистральной, дорожной, отделенческой и станционной связью.

Магистральными называют каналы связи между Министерством путей сообщения и управлениями дорог, а также между разными дорогами. К дорожным каналам относят каналы связи внутри одной дороги. Магистральную и дорожную связь организуют по двухкабельной и однокабельной системам. В двухкабельных системах используют однополосную аппаратуру уплотнения - каналы прямого и обратного направлений имеют одинаковый линейный спектр частот. Для обеспечения защищенности от переходных токов прокладывают два однотипных симметричных кабеля; передача прямого направления ведется в одном кабеле, обратного - в другом. Отделенческая связь предназначена для оперативной работы дороги и обеспечивает постоянную телефонную связь со всеми раздельными пунктами и жилыми зданиями линейных работников.

Виды связей на проектируемом участке:

Магистральная, дорожная, диспетчерская поездная (ПДС), энергодиспетчерская (ЭДС), постанционная (ПС), канал «Экспресс», вагонная диспетчерская (ВГС), межстанционная (МЖС), перегонная (ПГС), поездная радиосвязь (ПРС), линейно-путевая (ЛПС), связь электромехаников (СТМ), телеуправление тяговыми подстанциями (ТУ), телесигнализация тяговых подстанций (ТС), диспетчерского контроля (СЦБ-ДК), связь дежурного по переезду (Пр-зд), пять двухпроводных цепей СЦБ. Магистральная связь по заданию содержит 1000 каналов, дорожная - 400; перегонная и поездная радиосвязь имеют по две пары жил в кабеле; СЦБ - 5 пар проводов; остальным видам связей требуется по одной кабельной паре.

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.

Канал «Экспресс» - обеспечивает сведениями билетные кассы о наличии мест в поездах дальнего следования.

2.1 Характеристика цифровой аппаратуры уплотнения импульсно-кодовой модуляции (ИКМ)

Магистральную и дорожную связи уплотняем аппаратурой ИКМ-120. Аппаратура ИКМ - цифровая система передачи, предназначенная для передачи информации на местных и внутризоновых сетях по симметричным высокочастотным кабелям. Аппаратура ИКМ-480 обеспечивает организацию связи при скорости передачи 8440 Кбит/с. Максимальная дальность связи 600 км, номинальная длина регенерационного участка 3 - 4 км. Аппаратура ИКМ может работать по двух- и трех кабельной системе. В нашем случае подходит трех кабельная система, так как она полностью обеспечивает все необходимые каналы, а также имеет хорошую устойчивость и маловосприимчива к переходным затуханиям между цепями.

Для уплотнения 1000 каналов магистральной связи возьмём девять комплектов уплотняющей аппаратуры ИКМ-120 и для 400 каналов дорожной связи возьмем четыре комплекта уплотняющей аппаратуры ИКМ-120.

Связи ПДС, ЭДС, ПС, ВГС, «Экспресс», СТМ, ЛПС уплотняются аппаратурой К-60П, имеющей скорость передачи 2,05 Мбит/с.

Таблица 2.1 - Распределение цепей по четверкам магистральных и дорожных кабелей

Таблица 2.2 - Распределение цепей по четверкам магистральных кабелей

2.2 Выбор типов кабеля, систем передачи

Кабельная магистраль может быть организована по одно-, двух-, или трёхкабельной системе. При однокабельной системе все виды связи и цепи СЦБ организуются по одному кабелю. Однокабельная система наиболее дешёвая, однако, обладает ограниченной дальностью передачи (до 1500 км) и допускает относительно небольшое развитие числа телефонных каналов. Поэтому эта система рекомендуется для организации дорожной и отделенческой связи лишь на второстепенных участках железных дорог, не имеющих перспектив развития.

При двухкабельной системе для организации всех видов связи и СЦБ прокладывается два кабеля, при этом для цепей дальней связи (магистральной и дорожной) используются либо аппаратура К-60, либо цифровая система передачи, например ИКМ-120, со скоростью передачи информации 8448 Кбит/с.

Двухкабельная система по требуемому количеству каналов и двухпроводных цепей в большинстве случаев удовлетворяет требованиям, предъявляемым к магистральным линиям связи, и является в настоящее время основной системой кабельной магистрали. Однако объединение в одних кабелях всех видов связи, а также цепей СЦБ, требующих частых отпаев от магистрального кабеля к перегонным и станционным объектам, вызывает определённые трудности при монтаже и эксплуатации кабельной магистрали, снижает устойчивость и качество дальней связи, что является недостатком двухкабельной магистрали. В ответственных случаях применяют трёхкабельную систему. В этом случае прокладывается три кабеля, из которых первый используется для отделенческих связей и цепей СЦБ, а второй и третий ¾ для цепей дальней связи. Такая система соответствует требованиям для всех участков железных дорог, включая скоростные, однако, требует больших капитальных вложений и эксплуатационных расходов.

Виды отделенческой телефонной и поездной радиосвязи, которыми оснащаются железнодорожные линии, зависят от конкретных особенностей участка и определяются требованиями ПТЭ. Каждый из этих видов связи организуется или по отдельной двух- или четырёхпроводной цепи и осуществляется в спектре тональных частот, или с использованием системы передачи К-60Т, работающей в спектре частот 12-120 кГц. Эта система позволяет организовать до 60 каналов тональной частоты.

2.2.1 Выбор первого и второго кабеля

Исходя из количества занятых четверок и частотных требований, выбираем семи четверочный кабель типа МКПАКП 7´4´1,05+5´2´0,7+1´0,7. Предназначен для прокладки в земле, в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью.

Сечение кабеля и разделка на конус отображены в альбоме, на листе 6. Спецификация кабеля МКПАКП 7´4´1,05+5´2´0,7+1´0, представлена в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Спецификация кабеля МКПАКП 7´4´1,05+5´2´0,7+1´0,7

2.2.2 Выбор третьего кабеля

Кабель МКПАБ 14 x 4 x 1.05 +5 x 2 x 0.7+1 x 0.7 имеет четыре ВЧ четверки, три НЧ четверки, пять сигнальных пар и одну контрольную жилу. Предназначен для прокладки в земле, в грунтах, не отличающихся химической агрессивностью.

Сечение кабеля отображены в альбоме, на листе 6.

2.2.3 Выбор кабеля для организации ответвлений

Для организации ответвлений от основной кабельной магистрали выбираем телефонный зоновый кабель марки ТЗПАБ 7x4x1.2+5x2x0.7+1x0.7. Чертеж сечения данного кабеля отражен в альбоме чертежей на листе 6.

Таблица 2.4 - Спецификация к чертежу кабеля ТЗПАБ 7´4´1,2+5´2´0.7+1´0.7

3.