7.4 Gsm-r как единая телекоммуникационная платформа для европейских железных дорог и пути ее совершенствования

Сеть GSM-R становится платформой для многочисленных существующих и новых услуг. При помощи сети GSM-R становятся доступными услуги телефонной связи и передачи данных, характерные для общедоступных сетей. Кроме того, сети, построенные по стандарту GSM-R, обладают рядом дополнительных свойств, в число которых входит предоставление расширенных услуг телефонной связи (ASCI - Advanced Speech Call Items). Они позволяют удовлетворить специфические потребности железных дорог за счет применения групповых (VGCS) и циркулярных (VBS) вызовов (рис. 7.9), а также механизма приоритетов (eMLPP) (рис. 7.10). Эти услуги реализованы в системе поездной радиосвязи на линии Кёльн - Рейн/Майн, где диспетчер может вызвать машинистов всех поезда, находящиеся в пределах зоны группового вызова, даже из зон действия нескольких базовых радиостанций.

К числу других важных свойств GSM-R относятся услуги, построенные на основе системы интеллектуальной сети (IN). Это функциональная адресация (FA) и адресация в зависимости от местоположения вызывающего абонента (LDA - Location Depending Addressing). Посредством функциональной адресации машинист (или абоненты в поезде, ответственные за определенные функции) могут быть вызваны за счет ввода переменного номера поезда и функционального кода FN, а не физического абонентского номера MSISDN

При адресации в зависимости от местоположения машинист локомотива набирает унифицированный в масштабе Европы укороченный номер и автоматически соединяется с диспетчером, ответственным за данный участок пути.

Рис. 7.9. Групповой вызов в сети GSM-R

Рис. 7.10. Приоритетность и замещение вызовов

Рис. 7.12. Функциональная адресация (цифрами показан

порядок обработки вызовов)

Выбор правильного абонентского номера на рабочем месте диспетчера, отвечающего за участок, осуществляется в системе IN на основе идентификатора ячейки сети GSM-R. Кроме того, здесь задействуется так называемая матрица доступа, отвечающая за то, что на функциональном уровне переговоры друг с другом ведут только абоненты, обладающие соответствующими полномочиями.

В соответствии с эксплуатационными потребностями железных дорог услуги GSM-R (групповой вызов, LDA и FA) нуждаются в частом обновлении данных в пунктах коммутации и системе IN. Специализированная система программ Railway Service Manager позволяет через удобный Web-интерфейс надежно вводить данные в элементы сети.

Сеть GSM-R обеспечивает не только телефонную связь, но и передачу данных между мобильными и стационарными устройствами. Европейская система управления движением поездов ETCS допускает движение поездов с их разграничением в зависимости от длин абсолютного и относительного тормозного пути без размещения на линии напольных сигналов. Целостность данных при их передаче между центром автоблокировки на базе радиосвязи (RBC) и поездом обеспечивается за счет применения криптографических протоколов и соответствующего управления ключами. Такая безопасная передача данных по радио открывает новые возможности для создания ответственных приложений на базе GSM-R.

В настоящее время перед отечественными разработчиками стоит задача выбора между внедрением уже существующей системы GSM-R и построением новой системы, учитывающей все достоинства и недостатки зарубежной системы и ориентированной на особенности отечественных железных дорог. Для этого необходимо оценить возможности GSM-R с учетом особенностей железнодорожной связи.

Новая цифровая сеть радиосвязи обладает рядом преимуществ, которые позволяют упростить обмен информацией, повысить качество обслуживания абонентов и уровень безопасности. Сеть реализует интеллектуальные функции и поддерживает большой набор услуг телефонной связи и передачи данных. Поддерживается групповой и коллективный вызов, приоритеты вызовов, прерывание разговора при поступлении срочного вызова с высоким приоритетом (например, в случае чрезвычайной ситуации). Кроме того, поддерживается функциональная адресация, причем оперативные работники, например, машинист локомотива или проводник могут быть вызваны независимо от их конкретного абонентского номера. Интеллектуальная сеть, действующая в пределах системы GSM-R, автоматически находит при этом зарегистрированных абонентов, которые выполняют в текущий момент времени требуемую функцию. Все это способствует повышению безопасности на железнодорожном транспорте.

GSM-R позволяет отказаться от нескольких параллельных сетей радиосвязи. В настоящее время на железных дорогах эксплуатируются несколько сетей аналоговой радиосвязи (оперативно-технологическая, поездная, маневровая и т. п.), которые несовместимы друг с другом. GSM-R интегрирует разные службы и делает ненужной сложную структуру, характерную для аналоговых сетей. Именно поэтому в Западной Европе поставлены задачи строительства сети GSM-R, переоборудования парка подвижного состава и форсированной замены аналоговой сети цифровой технологией.

Потенциал GSM-R не ограничивается телефонной связью. Изучается возможность передачи на тяговые единицы задач по выдаче команд на установку напольных устройств - стрелок, устройств ограждения переездов и т. п. Информация о местоположении и скорости поезда будет передаваться по этой сети в центр управления, что позволит полностью автоматизировать процесс регулирования движения поездов. Появляется также возможность во время движения поезда передавать в соответствующие пункты управления разнообразную поездную информацию, например об износе тормозов и температуре в рефрижераторных вагонах. Это позволит существенно сократить затраты времени на техническое обслуживание и маневровую работу.

GSM-R непрерывно эволюционирует с сохранением обратной совместимости. При этом следует различать меры по развитию сети на уровнях МСЖД и ETSI.

В настоящее время на уровне МСЖД подготовлена спецификация на улучшенную адресацию в зависимости от местоположения (eLDA), построенную на базе системы спутниковой навигации GPS и обеспечивающую более точное определение местоположения по сравнению с прежним вариантом LDA на базе ячеек сети. Кроме того, в МСЖД изучают возможность применения улучшенных способов кодирования речи, современных алгоритмов шифрования и проверки аутентичности.

В то же время специалистами института ETSI изучаются вопросы разработки спецификации на метод шифровки и управления ключами для групповых разговоров, а также изучаются возможности взаимодействия между службами ASCI и пакетной передачи данных по радио (GPRS).

Таким образом, сеть GSM-R будет играть важную роль в развитии железнодорожного транспорта и повышении эффективности его работы. Решающее значение при этом будут иметь новые услуги на основе информации о местоположении абонентов, GPRS и сети Интернет.

Контрольные вопросы к разделу 7

1 Дайте краткую характеристику европейской системы ERTMS.

2 Какие параметры качества связи должны выдерживаться в подвижных системах сотовой связи?

3 Охарактеризуйте третье поколение подвижных систем сотовой связи.

4 Какие отличия и дополнительные функции по сравнению с мобильными телефонами общедоступных сетей имеет мобильная радиосвязь системы GSM-R?

5 Какие основные технические средства входят в состав универсальной Европейской системы управления движением поездов ETCS и их основные функции?

6 Каковы различия между системами ETCS уровня 2 и уровня 3?