1. Общие понятия об организации связи на железнодорожном транспорте и видах НС

1.1. Введение

Главная задача курса: изучить линейные сооружения ж.д.а., т. и с. и научиться самостоятельно работать с технической литературой.

На лекциях будут прочитаны наиболее трудные вопросы, которые трудны для усвоения или недостаточно полно изложены в литературе.

Вы должны самостоятельно изучить следующие вопросы:

1.  Конструкции и свойства

  • воздушных линий связи и высоковольтных линий автоблокировки;
  • кабельных линий автоматики, телемеханики и связи: кабелей связи ВЧ и НЧ; коаксиальных кабелей; кабелей автоматики, телемеханики и силовых;
  • волоконно-оптических кабелей;
  • волноводов;
  • сверхпроводящих кабелей.

2.  Меры защиты от взаимных влияний и влияний внешних ЭМ полей.

3.  Защита кабелей от коррозии.

4.  Строительство линий.

5.  Техническая эксплуатация линейных сооружений.

Литература

1.  Виноградов В.В., Кузьмин В.И., Гончаров А.Я. Линии автоматики, телемеханики и связи на ж.д.т. -М: Тр-т:, 1990.-231с.

2.  Марков М.В., Михайлов А.Ф. Линейные сооружения ж.д. автоматики, телемеханики и связи ¾ М.: Тр-т, 1986.-360с.

3.  Гроднев И.И., Верник С.М. Линии связи .-М.: Радио и связь, 1988.-544с.

4. Ионов А.Д., Попов Б.В. Линии связи.-М.: Радио и связь.-1990.-168с.

1.2. Краткий исторический очерк развития ЛАТС

Появление первых воздушных и кабельных линий связи относится к началу и середине XIX столетия и связано с именами многих зарубежных и русских ученых.

Создание в нашей стране первых кабельных линий связано с именем русского ученого П.Л. Шиллинга. Еще в 1812 г. Шиллинг в Петербурге демонстрировал взрывы морских мин, использовав для этой цели созданный им изолированный проводник.

В 1836г. П.Л. Шиллинг применил изолированные провода, проложенные в деревянных желобах. По ним была организована телеграфная связь между крайними зданиями Адмиралтейства в Петербурге. Он же предложил идею подвешивания проводов на столбах, что по-существу явилось изобретением воздушной линии.

В 1841 г. Русский академик Якоби Б.С. построил ряд подземных кабельных линий для организации телеграфной связи между Петербургом и Царским Селом.

В 1851 г. Для устройства телеграфной линии был проложен подземный междугородный кабель, изолированный гуттаперчей, между Москвой и Петербургом.

Однако уровень развития тог времени не позволил создать кабели с достаточно хорошими электрическими свойствами и большим сроком службы и кабельные линии на некоторое время были вытеснены воздушными линиями связи.

В 1854 г. Между Петербургом и Москвой одновременно с постройкой Николаевской (ныне Октябрьской) жел.дорогой была построена первая воздушная линия телеграфной связи.

В 1898 г. После подвески между Петербургом и Москвой двух бронзовых цепей была осуществлена телефонная связь.(l=600 км.).

В 70-ые годы XX столетия создаются высоконадежные оптические кабельные системы связи.

Широкое строительство жел. Дорог началось с 1931 г.. Для электропитания устройств автоматики и телемеханики вдоль жел. дороги строят воздушные высоковольтно-сигнальные линии автоблокировки с трёхфазной силовой цепью напряжения 6 или 10 кВ. На опорах этих линий подвешивают также провода сигнальных цепей. Высоковольтные сигнальные линии дополняются на станциях станционной кабельной сетью. На территории станций прокладывают кабельные сети ЭЦ(электрической централизации) и горочной автоматической централизации. Бурный рост электрификации страны привел к необходимости защиты устройств автоматики, телемеханики и связи от опасных и мешающих влияний линий электропередачи. Теоретические исследования вопросов влияния ЛЭП и защиты устройств а.,т., и с. провели русские ученые П.А. Азбукин, М.И. Михайлов, Н.Н. Миролюбов.

1.3. Организация связи на железнодорожном транспорте

Прежде чем рассмотреть организацию связи на ж.д. дадим основные определения.

Линия связи, совокупность технических средств и физической среды, обеспечивающая распространение сигнала от передатчиков к приемник.

Канал связи, технические устройства и тракт связи, в котором сигналы, содержащие информацию распространяются от передатчика к приёмнику.

Под трактом понимаем физическую среду и часть каналообразующей аппаратуры линии связи. Канал связи более узкое понятие.

Линии связи объединяются в сеть. Сеть состоит из узлов (пунктов коммутации) и линий связи, соединяющих эти узлы между собой. Возможно несколько вариантов построения сети:

  • полносвязное (каждый с каждым) (Рис.1 (а));
  • узловое (пункты группируются в узлы и последние соединяются между собой) (Рис.(б));
  • радиальное (звездообразное), имеется один основной узел с расходящимися линиями по радиусам к другим пунктам (Рис.(в)).

Соединение каждый с каждым наиболее надёжно, но экономически не выгодно. Также невыгодна узловая система. Наиболее дешёвая радиальная система, но она не имеет ни каких путей резервирования. Поэтому считается, что наилучшие результаты дает сочетание радиальной и узловой системы. Именно по этому принципу построена сеть связи на ж.д. транспорте.

Она отражает структуру административного подчинения и поэтому имеет 4-е уровня.

 

ЦСС центральная станция связи МПС;

ДУ - дорожные узлы связи;

ОУ - отделенческие узлы связи;

УС - участковые станции.

Рис. 2 Уровневый принцип построения связи на ж.д.

Первым верхним уровнем управления является МПС, вторым -управление дороги, третьим отделения дороги и четвертым - станция. В соответствии с такой структурой железные дороги оснащены: магистральной, дорожной, отделенческой и станционной связью(местной).

К магистральнойотносится связь МПС с управлениями дорог и последних между собой.

Дорожнойназывается связь управлений дорог с их отделениями, участковыми и сортировочными станциями и между соседними отделениями.

Отделенческие виды связи, называемые также технологическими, предназначены для оперативного управления работой отдельных железнодорожных участков, входящих в отделение. К отделенческим относятся следующие виды связи:

  • связь дежурных по станциям и депо на участке в 100 - 200 км. ПДС предназначена только для переговоров диспетчера, руководящего движением поездов на своем участке со станциями и депо;
  • поездная межстанционная(МЖС) связывает дежурных по двум соседним станциям и служит для их переговоров по движению поездов на перегоне между этими станциями;
  • для переговоров постанционная (ПС) служит для переговоров работников станции по различным хозяйственным вопросам. ПС используется для замены ПДС при повреждении ПДС;
  • линейно-путевая(ЛПС) для переговоров ленейных работников дистанции пути между собой и с руководством дистанции;
  • перегонная(ПГС) - для включения в нее переносного телефонного аппарата для связи бригады остановившегося на перегоне поезда или ремонтных путевых бригад с ближайшими станциями;
  • вагоннодиспетчерская связь (ВДС) предназначена для контроля со стороны вагонного диспетчера за продвижением подвижного состава и состояния погрузочно - разгрузочных работ;
  • энергодиспетчерская (ЭДС) для связи энергодиспетчера с тяговыми подстанциями, постами секционирования тяговой сети, электродепо, руководством дистанции тяговой цепи и т.д.;
  • служебная диспетчерская связь (СДС) предназначена работников дистанции сигнализации и связи с линейными и станционными электромеханиками;
  • билетная диспетчерская связь (БДС) служит для переговоров по продаже билетов на пассажирские поезда;
  • информационная связь - для связи между преузловыми станциями и сортировочной станцией, по которой передаются сведения о поездах, подходящих к последней.

Цепи телеуправления и телесигнолизации(ТУ,ТС) предназначены для обеспечения взаимодействия устройств автоматики и телемеханики, таких как диспетчерская централизация, диспетчерский контроль, сигнальные цепи автоблокировки.

Цепи поездной радиосвязи (ПРС) для связи поездной радиостанции на участке с диспетчером.

Связь транспортной милиции (СТМ).

Связь транспортной военизированной охраны (СТВ).

Местная телефонная связь организуется на станциях, узлах, при отделениях, управлениях дорог и МПС. Телефонные станции местной связи имеют соединительные линии с междугородними телефонными станциями. В последнии включаются цепи магистральной, дорожной и некоторые виды отделенческой связи. К местной связи также относятся связь дежурного по станции со стрелочными постами, станционная распорядительная связь и др.

Многие отделенческие виды связи (ПДС, ПС, ЭДС, ВДС, СДС и др.) до сих пор организуются по групповым (коллективным) цепям. Групповыми называются виды связи, в которых несколько телефонных аппаратов (15-20), устанавливаемых у поездного диспетчера, дежурных по станциям, в помещениях работников, обслуживающих участок железнодорожного пути, и т.д.

Станционная связь - предназначена для оперативной работы станции и обеспечения ведения служебных переговоров командиров станции с исполнителями технологического процесса работы станции.

С 1931 г. на отечественных железных дорогах началось внедрение автоматической блокировки и электрической централизации стрелок и сигналов. С этой целью строится густая сеть цепей по которым осуществляется питание этих устройств и управление ими.

Переход на электрическую тягу обусловил строительство тяговых силовых линий.

Все это позволило существенно повысить экономическую эффективность и надежность железнодорожного транспорта, но, однако привело к необходимости решения ряда проблем, в особенности касающихся систем связи.

Все линии тяговых цепей автоматики телемеханики и связи в силу их предназначения строятся вдоль железнодорожного пути. Однако большая протяженность этих линий обусловила их существенное взаимовлияние. Без учета этого влияния эксплуатация линий связи может быть не просто невозможной но и опасной для жизни обслуживающего персонала.

Вот почему оптимальное построение таких линий до сих пор представляет собой научную и техническую задачу и при подготовке инженеров по эксплуатации систем железнодорожного транспорта научные достижения и опыт накопленный в этой области должен изучаться студентами в рамках отдельной дисциплины.

1.4. Разновидности Н.С., используемых для передачи сигналов

Передача информации Электрическими сигналами д. б. осуществлена в заданном направлении. Системы способные передавать электромагнитную энергию в заданном направлении называются направляющими системами.

Распространение ЭМ энергии в заданном направлении основано на использовании границ раздела между средами, имеющими различные свойства (метал - диэлектрик, диэлектрик - воздух и т.д.). Поэтому роль направляющих систем может выполнять как металлическая линия (воздушные, кабельные линии, волновод) так и диэлектрическая линия (диэлектрический волновод, световод) и металлодиэлектрическая линия (линия поверхностной волны).

Волноводные линии представляют собой полые металлические цилиндры круглого или прямоугольного сечения. Рис. 1.

Линии поверхностной волны - одиночный провод, покрытый изоляцией. Провод биметаллический.

Кабельные линии. Для передачи электрических сигналов в линиях связи используют двунаправленные цепи - симметричные и несимметричные (коаксиальные).

Симметричная цепь составляется из двух проводников одинаковой конструкции, обладающих одинаковыми электрическими параметрами и расположенных параллельно друг другу.

В симметричных кабелях(СК) каждый проводник покрывается слоем изоляции. Такой проводник называется жилой кабеля.

Несимметричная цепь образуется из двух проводов, имеющих различную конструкцию и разные электрические параметры. Примером несимметричных кабелей является коаксиальный кабель.

«Axis» - по латыни - концентрический.

Внутренний провод (1) изготавливается в виде сплошного цилиндрического проводника, внешний (2) ¾ в виде полого цилиндра.

В коаксиальных кабелях два проводника, образующего концентрическую цепь, имеют общую изоляцию. Различают внутренний (1) и внешний (2) проводники коаксиальной пары.

Оптический кабель (волоконный световод) ОК представляет собой скрутку из тонких двухслойных волокон круглого сечения из стекол с различными оптическими характеристиками.

Сверхпроводящий кабель СПК имеет коаксиальную конструкцию весьма малых габаритов, помещенную в условия низких отрицательных температур (-269оС).

Диэлектрический волновод ДВ¾ это стержень круглого или прямоугольного сечения, выполненный из высокочастотной пластмассы (полиэтилена, стирофлекса).

Полосковая линия ПЛ состоит из плоских ленточных проводников с расположенной между ними изоляцией. Разновидностью этой линии является ленточный кабель (ЛК), содержащий большое количество проводников, расположенных в одной плоскости.

Радиочастотные кабели РК имеют коаксиальную симметричную или спиральную конструкцию.

РК, ПЛ, ДВ используются в качестве фидеров передачи энергии на короткие расстояния от антенны к аппаратуре.

ЛПВ предназначена для устройства телевизионных ответвлений от магистральных кабелей и радиорелейных линий небольшой протяженности (до 100км).

Общая протяженность железных дорог Росси на настоящее время составляет около 87 т.км. Из них:

  • 22 т.км. - воздушные линии связи (ВЛС);
  • 15 т.км. - однокабельные магистральные линии связи;
  • 48 т.км. - двухкабельные магистральные линии связи;
  • 9 т.км. - радиорелейные линии;
  • 1.2 т.км. оптиковолоконные линии связи (ВОЛС).

Очевидно радиорелейные линии не попадают под определение направляющих систем и потому являются предметом изучения других дисциплин. Мы же сосредоточим своё внимание на воздушных кабельных и оптиковолоконных линиях связи.

Линии АТС


*****
Новосибирск © 2009-2017 Банк лекций siblec.ru
Лекции для преподавателей и студентов. Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.