Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Ваванов, Кирилл Юрьевич

Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему
<
Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ваванов, Кирилл Юрьевич. Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему : диссертация ... кандидата технических наук : 05.12.13 / Ваванов Кирилл Юрьевич; [Место защиты: Владимир. гос. ун-т им. Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых].- Владимир, 2012.- 128 с.: ил. РГБ ОД, 61 12-5/2508

Содержание к диссертации

Введение

1. Анализ систем радиосвязи в тоннеле 10

1.1. Системы тоннельной радиосвязи 10

1.1.1. Комплекс «Талнах» 13

1.1.2.СистемаРЬЕХСОМ 14

1.1.3 . Системы радиосвязи компании Center Systems 15

1.2. Излучающие кабели 16

1.2.1. Излучающие щелевые кабели 17

1.2.2. Излучающие триаксиальные кабели 20

1.3. Выводы 27

2. Тоннельная радиосвязь ТДП 28

2.1. Общие положения 28

2.2. Радиочастотный ресурс сетей радиосвязи ТДП 31

2.3. Системы управления, использующие сети радиосвязи ТДП 33

2.4. Особенности организации радиосети тоннельной радиосвязи ТДП 35

2.5. Выбор и обоснование структуры построения радиосети тоннельной радиосвязи ТДП 36

2.6. Формирование комплекса исходных данных для разработки радиосети тоннельной радиосвязи ТДП 40

2.7. Предварительное определение запаса устойчивости радиосети тоннельной радиосвязи ТДП 41

2.8. Варианты организации радиосвязи в тоннеле. Ограничения для существующей сети ОАО «РЖД» 43

2.9. Выводы 49

3. Методика расчета радиолинии между ТДП в тоннеле с использованием излучающего кабеля 50

3.1.Структурная схема радиолинии между ТДП в тоннеле с использованием излучающего кабеля 50

3.2. Определение надежности связи для радиолинии ТДП организованной с использованием излучающего кабеля 52

3.3.Сравнение вариантов радиолинии, организованной с использованием триаксиального и щелевого излучающих кабелей 56

3.4. Выводы 59

4. Методика расчета радиолинии на примере красноуфимского тоннеля и иммитационно-физической модели 60

4.1. Организация радиосети тоннельной радиосвязи ТДП 60

4.2. Определение напряжённости поля в тоннеле в точке размещения антенны на подвижном объекте 63

4.3. Экспериментальные исследования радиосети на имитационно-физической модели 67

4.4. Определение потенциальных участков самовозбуждения и методы повышения устойчивости системы тоннельной радиосвязи... 83

4.5. Расчет радиолинии в Красноуфимском тоннеле 88

4.6. Технико-экономическая эффективность предложенных решений . 94

4.7. Выводы 95

Основные выводы и результаты 98

Список литературы 102

Приложение 1 111

Введение к работе

Актуальность темы. В соответствии с решениями ОАО «РЖД» на сети железных дорог развивается движение тяжеловесных и длинносоставных поездов, включая соединенные поезда (далее ТДП) с применением систем управления между локомотивами или локомотив - блок хвостового вагона (БХВ), использующих радиолинию между ними. Однако существует запрещение ОАО «РЖД» прохождения ТДП во всех тоннелях сети железных дорог, в которых в настоящее время не обеспечиваются нормативные требования к радиолинии ТДП. Обеспечение выполнения этих нормативных требований является актуальной задачей, решению которой и посвящена диссертационная работа.

Цель работы состоит в разработке методики расчета радиолинии между локомотивами ТДП в тоннеле и на подходах к нему, приложении полученных результатов к разработке радиолинии конкретного тоннеля железной дороги.

Для обеспечения цели исследования необходимо решить следующие задачи:

- Анализ технических решений систем управления ТДП, систем
тоннельной радиосвязи.

Разработка структурных схем радиолинии между локомотивами ТДП в тоннеле и на подходах к нему.

Систематизация и обработка исходных данных к расчету радиолинии, организованной с использованием излучающих кабелей (ИК) разных конструкций.

Разработка методики расчета радиолинии между локомотивами в тоннеле с использованием ИК.

Практический пример расчета радиолинии в Красноуфимском тоннеле Горьковской железной дороги.

Исходная основа диссертации. В основе диссертации лежат: - фундаментальные работы Н. Винера, В. А. Котельникова, К. Шеннона и др.

-теоретические и прикладные исследования, Л.А. Баранова, Ю.В. Ваванова,

О.К.Васильева, М.Д. Бенедиктова, A.M. Вериго, А.А. Волкова, В.Н. Гордиенко, А.В. Елизаренко, В.И. Зыкова, Е.Г. Моториной, А.Г. Самойлова, Е.Н. Розенберга, СИ. Тропкина, А.И. Яшина и др.

Объект исследования - радиолиния между подвижными объектами в тоннеле и на подходах к нему.

Предмет исследования - разработка методики расчёта радиолинии между подвижными объектами в тоннеле и на подходах к нему.

Методы исследования. В работе использованы методы теории вероятностей, математического анализа, статистические методы обработки экспериментальных данных.

Научная новизна определяется тем, что в диссертации предложены новые структуры радиосети подвижных объектов в тоннелях и на подходах к ним. Разработана методика расчета таких радиосетей с учетом электромагнитной совместимости (ЭМС) радиоэлектронных средств, входящих в ее состав. Учтено применение радиолиний разных типов (с точечными и пространственно распределенными стационарными излучающими системами) и использовано нетрадиционное решение «эстафетной передачи» их функций.

Практическая значимость заключается в том, что результаты диссертации позволяют не прерывать радиосвязь в пределах ТДП в тоннеле и на подходах к нему и использованы при организации тоннельной радиосвязи локомотивов ТДП в Красноуфимском тоннеле Горьковской дороги и на подходах к нему, что подтверждено актами об использовании и привело к решению в 2010 г. ОАО «РЖД» об отмене запрещения на прохождение ТДП на данном участке и дальнейшем распространении результатов на тоннели сети железных дорог.

Степень достоверности результатов проведенных исследований.

Достоверность результатов проведенных в диссертации исследований обусловлена корректным применением используемых математических методов, применением сертифицированного оборудования для экспериментальных

исследований реальной радиолинии и предложенной ее имитационно

физической модели, сравнением авторских данных и данных, полученных ранее по рассматриваемой тематике. На защиту выносятся:

структура организации радиолинии между подвижными объектами в тоннеле и на подходах к нему, состоящая в нетрадиционном совместном применении радиолиний разных типов (с точечными и пространственно распределенными стационарными излучающими системами) и нетрадиционном решении «эстафетной передачи» их функций, методика расчета такой радиосети с комплексным учетом ЭМС радиоэлектронных средств радиолиний, входящих в ее состав;

структурные схемы радиолинии тоннельной радиосвязи для различных комбинаций расположения в тоннеле ведущего и ведомого локомотивов ТДП;

- методика расчета радиолинии между локомотивами в тоннеле с
использованием ИК;

- аналитическое описание зависимости от надежности связи, переходного
затухания щелевого ИК применимое для различных типов кабеля во всех
диапазонах рабочих радиочастот и применимое при автоматизированном
проектировании радиолинии;

аналитическое описание экспериментальных функций распределения вероятностей мощности сигнала на входе приемника при использовании триаксиального ИК, применимое для различных типов кабеля во всех диапазонах рабочих радиочастот и применимое при автоматизированном проектировании радиолинии;

результаты сравнения вариантов радиолинии, организованной с использованием триаксиального и щелевого ИК;

пример методики расчета радиолинии диапазона 160 МГц в Красноуфимском тоннеле Горьковской железной дороги и на подходах к нему.

Апробация работы выполнена на заседаниях кафедры радиотехники и электросвязи МИИТа, а также - на конференциях:

Десятая международная научно-техническая конференция: «Перспективные технологии в средствах передачи информации», ВлГУ, 2009 г.

Научно-практическая конференция «Безопасность движения поездов», МИИТ,2010г.;

23-я международная школа-семинар «Перспективные системы управления на железнодорожном, промышленном и городском транспорте». Украина, Алушта, 2010 г.;

Результаты работы использованы в НИОКР «Система передачи данных диапазона 160 МГц в тоннелях для обеспечения движения соединенных поездов» 12.1.010Н ОАО «НИИАС», 2009-2010 г., а также использованы в учебном процессе на кафедре «Радиотехника и электросвязь» Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Публикации. Основные положения диссертации и результаты исследования опубликованы в шести работах. Из них три работы из перечня, определенного ВАК.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 93 наименований и приложения. Основная часть диссертации изложена на ПО страницах машинописного текста, содержит 30 рисунков, 25 таблиц.

Системы радиосвязи компании Center Systems

Компания Center Systems (Австрия) разработала решения для обеспечения радиосвязи в тоннелях для большого числа наиболее распространенных систем радиосвязи [9]. В тоннелях прокладываются ИК. Вне тоннеля размещается базовая станция системы радиосвязи (мастер-станция), а в тоннелях - репитеры (ведомая станция). Соединение базовой станции с аппаратурой в тоннелях выполняется коаксиальным или оптическим кабелем. Линейные усилители в составе тоннельных станций компенсируют потери в кабелях. Общая схема построения системы связи в тоннеле и включения оборудования на мастер-станции приведены на рис. 1.3 [9]. Для ИК специфицируются следующие параметры [4,10,11,12]: - частотный диапазон и когерентная ширина полосы; - продольные потери (погонное затухание); - потери на связь; - системные потери. В результате многолучевого распространения и интерференции возникают пространственные флуктуации напряженности электрического поля в точке приема. В процессе перемещения мобильного объекта антенна его приемопередатчика может попадать в точки локальных минимумов этих флуктуации, что приводит к ухудшению качества приема или к полной потере связи [13]. Поэтому при расчете параметров сетей радиосвязи всегда вводится понятие надежности связи р,% (процент точек приема, в которых пространственно флуктуирующий сигнал превышает минимально необходимый уровень приема в пределах относительно короткого отрезка пути на максимально заданном расстоянии) [5,14]. Щелевой ИК, так же как и коаксиальный кабель, состоит (рис. 1.4 [10]) из внутреннего и внешнего проводников, разделенных вспененным диэлектриком с малыми потерями. Первые щелевые ИК имели протяженную щель вдоль внешнего проводника. Параметры кабеля зависели от ширины этой щели. В дальнейшем конструкция изменилась, вместо протяженной щели в настоящее время используют ряд (или ряды) отверстий различной формы и размера [15]. Характеристики щелевых ИК компании Radio Frequency Systems (RFS) представлены в табл. 1.2 (погонное, продольное затухание) и в табл. 1.3 (схппн, дБ - нормированное переходное затухание ИК, относительно нормированной точки расположенной на расстоянии гн=2м от оси ИК для разных диапазонов и разных значений р,% надежности связи) [10,16]. Поскольку при расчетах радиолинии, использующей ИК, требуется иметь зависимость аПп.н от надежности в пределах изменения надежности от медианного значения р = 50% до р = 100% предложим аппроксимацию этой зависимости для щелевых кабелей RFS RLKW, используя данные табл. 1.3. Будем использовать следующие обозначения: - Р - надежность связи в единицах (Р= р,% /100); - (Х5о%и (Х95%- табличные (см. табл. 1.3) значения аппн, дБ при значениях р=50% и р=95%, соответственно В качестве аппроксимации предложим (с учетом обеспечения наибольшей точности для значений надежности р = 50% - 100%) функцию: [а95% ехр[ -0,1111п(а5о/а95%)]] ехр[2,22(1-Р)» 1п(а50/ а95%)] (1.1)

Системы управления, использующие сети радиосвязи ТДП

ИСАВП-РТ - интеллектуальная система автоматического ведения двух и более сцепленных между собой грузовых поездов с действующими локомотивами в голове каждого поезда. В ИСАВП-РТ обмен информацией по радиоканалу между локомотивами ТДП осуществляется циклами от ведущего локомотива к ведомому и обратно (ТУ-ТС) [21].

СУЛ-РМ - система управления локомотивом-толкачом тяжеловесных поездов на участках с повышенным подъёмом [38]. В действующей системе СУЛ-РМ на Дальнем Востоке применены радиомодемы МОСТ-Л, на Юго-восточной железной дороги радиомодемы ВЭБР-160/35.

СУТП - система управления тормозами поезда по командам, поступающим от локомотива на блок хвостового вагона (БХВ) [23].

В системе предусматривается передача команд управления тормозами от радиомодема, устанавливаемого на локомотиве на радиомодем, устанавливаемый в БХВ, и обеспечивающий воздействие на тормозную магистраль. Время передачи одного пакета из 8 байт не более 115 мс. Передача информации осуществляется в MB диапазоне при скорости в канале до 9,6 кбит/с. (МОСТ-Л) и резервируется в ГМВ диапазоне волн с использованием направляющих линий. Сложность реализации эффективной антенны БХВ на передачу определяет возможность реализации на БХВ лишь канала приёма. Обмен данными с ООД двухсторонний асинхронный в дуплексном режиме через последовательный интерфейс RS-232 [39]. В табл. Основными особенностями организации радиосетей тоннельной радиосвязи ТДП, исключающими возможность использования классических методов (работа через базовые радиостанции, ретрансляция и др.) являются: разнотипность эксплуатируемых на сети железных дорог радиомодемов (по видам модуляции и кодирования); исключение возможности какой-либо доработки типовых режимов работы радиомодемов, работающих на открытом пространстве; работа в режиме одночастотного симплекса; работа на одной из 16 радиочастот; исключение возможности дополнительной временной задержки.

Пространственный разнос трактов передачи и приема обеспечивается выбором места подвески ИК в пределах тоннеля, обеспечивающим максимальную развязку по взаимным влияниям трактов друг на друга [40].

Протяженность секций определяется расположением ведущего и ведомого локомотивов в составе ТДП в соответствии с «Правилами...» [21], а также расположением ведущего и ведомого локомотивов или БХВ, в соответствии с «Инструкцией по организации...» [22] и с «Инструкцией по эксплуатации...» [23 ].

Обеспечение радиосвязи в тоннеле, наряду с собственно тоннелем, требует обеспечения радиосвязи и на подходах к тоннелю, то есть при входе ведущего локомотива в тоннель, а ведомого локомотива за пределами тоннеля на открытой местности, обоих локомотивов в пределах тоннеля или за пределами тоннеля, с двух его сторон, а также при выходе ведущего локомотива из тоннеля, а ведомого, находящегося в тоннеле. Это требует, наряду с организацией радиосвязи в тоннеле с использованием секционированного ИК, создания секции радиосвязи на входе и выходе из тоннеля с использованием антенно-фидерных устройств.

Оборудование радиосвязи в пределах тоннеля, включая тип кабеля, число секций и их протяженность, места подвески ИК тракта передачи и тракта приема, способ крепления ИК, протяженность разрыва ИК между секциями и на подходах к порталам тоннеля, тип и коэффициент усиления в заданной полосе частот, определяется [41]: протяженностью тоннеля; габаритами тоннеля; облицовкой стен тоннеля; видом тяги; типом поезда (соединенный, длинносоставный или тяжеловесный); наличием БХВ; возможностью прохода поездов в четном и нечетном направлениях; характеристикой над тоннельного пространства.

Оборудование радиосвязи у порталов тоннеля, включая тип и местоположение антенн тракта передачи и тракта приема и их разноса, тип и коэффициент усиления усилителя в заданной полосе частот определяется: характером местности на подходе к тоннелю, в пределах 1-1,5 км; наличием и местами расположения мешающих радиостанций, работающих в диапазоне 151 - 156 МГц; структурой построения портала тоннеля; характеристикой над тоннельного пространства.

Во всех случаях в основе технического решения лежит метод пространственного разделения трактов передачи и приёма. При этом транспортной средой является один общий ИК, развязка трактов используется с использованием фильтров, дуплексёров, циркуляторов и других средств в различных сочетаниях (приложение 3). Однако, такие решения наиболее приемлемы для узкополосных, чаще дуплексных радиосетей [42,43]. Но в данном случае ширина рабочей полосы порядка 4 МГц (151,7-156 МГц). При такой рабочей полосе, включающей 16 радиочастот передачи данных (155-155,46 МГц) и 3 типа радиомодемов, а также систему ПРС в полосе 151,7-152 МГц, требуют другие решения.

Определение надежности связи для радиолинии ТДП организованной с использованием излучающего кабеля

Будем считать, что радиолиния блокирована, когда уровень напряжения полезного сигнала на входе приемного устройства ниже уровня его чувствительности. Длина части пути движения мобильного объекта, на протяжении которой радиолиния блокирована (участка блокирования) является случайной величиной. Предложим формулу для определения математического ожидания времени блокирования радиолинии в тоннеле М[блок ]: где LT0H , км - длина тоннеля; М[1 ,ок],км/ч- математическое ожидание скорости движения по тоннелю локомотивов (средняя скорость); Р= р% /100 - безразмерное значение надежности связи. Для определения надежности связи необходимо произвести энергетический расчет радиолинии. Используем формулу [5,56] где, SAP - мощность сигнала на входе приемника (так называемая доступная (действующая) мощность); ХМТ- мощность передатчика; RCV- чувствительность приемника; Э - энергетический потенциал радиолинии, Э= ХМТ- RCV; PSV- сумма потерь всех пассивных и активных компонентов линии. PSV включает в себя потери в компонентах кабельной линии, коэффициенты усиления мобильных антенн и «потери на излучение» CL (coupling loss), представляющие собой разность между уровнем сигнала в ИК и сигналом, полученным мобильной антенной.

Для затуханий (усилений), вносимых элементами радиолинии, согласно схемам рис.3.1, 3.2 и 3.3 введем следующие обозначения [7,8,34]: - «афт ДБ - затухание сигнала в фидерном тракте локомотивной радиостанции: оскн, дБ/100 м - нормированное продольное (погонное) затухание коаксиального кабеля на 100 м; 1Л, м — длина коаксиального кабеля, соединяющего радиостанцию и антенну локомотива; - Gn, дБ - коэффициент усиления локомотивной антенны; - аэ, дБ - коэффициент экранирования в тоннеле; - апп, дБ - поперечное (переходное) затухание ИК: апп.н ДБ - нормированное поперечное (переходное) затухание РЖ, относительно нормированной точки расположенной на расстоянии г, м - расстояние между осью ИК и антенной локомотива; = 201g (—), дБ - переходное затухание; \гн/ -, дБ - продольное затухание ИК: н, дБ/100 м - нормированное продольное (погонное) затухание ИК на 100 м; Іиксек м " длина секции ИК (секция - расстояние между двумя усилителями, длина секции должна быть меньше чем расстояние между двумя локомотивами); к, количество секций; - К{, дБ - усиление і-го усилителя ИК; - 1КСек м - длина коаксиального кабеля в секции; - акс, дБ - коэффициент ослабления поля контактной сетью; - аи, дБ - коэффициент, учитывающий наличие интерференции; - араз,дБ - затухание, вносимое разъёмным соединением; - праз, количество разъёмных соединений

Кпорт, дБ - коэффициент усиления припортального усилителя; - Gc, дБ - коэффициент усиления стационарной (припортальной) антенны; - М (/i ), дБ - высотный коэффициент для произведения высот; - ав, дБ - коэффициент, учитывающий суточные и сезонные колебания напряжённости поля из-за изменения рефракции в атмосфере; -ос3, дБ - коэффициент, учитывающий затухание вносимое загрязнением, обледенением ИК, антенны, элементов корпуса мобильного объекта; - f(li)- величина затухания, зависящая от расстояния между антенной ведущего локомотива и стационарной (припортальной) антенны; f(.h) величина затухания, зависящая от расстояния между антенной ведомого локомотива и стационарной (припортальной) антенны. Для схем рис.3.1-3.2 приведем формулы для расчёта суммы потерь PSV. 1. Ведущий и ведомой локомотивы соединенного поезда находятся в тоннеле (см.рис. 3.1): 2. Ведущий локомотив находится на расстоянии L1 от портала при выходе из тоннеля, а ведомый локомотив находится в тоннеле (рис.3.2)- по формуле: Ведущий локомотив находится на расстоянии L1 от портала при выходе из тоннеля, а ведомый локомотив находится на расстоянии L2 от портала до входа в тоннель (см.рис. 3.3)- по формуле: Сравнение вариантов радиолинии, организованной с использованием триаксиального и щелевого излучающих кабелей Сравнение вариантов радиолинии, организованной с использованием триаксиального и щелевого ИК будем производить для примера использования диапазона 160 МГц и схемы радиолинии, представленной на рис.3.4. SAP= 195- 2x58-15,5= 63,5 дБ. Таким образом, для условий рассмотренного примера использование щелевого ИК обеспечивает выигрыш в 11,3 дБ в мощности сигнала на входе приемника по сравнению со случаем использования триаксиального ИК. Выигрыш при использовании щелевого ИК можно оценить и по-иному. Нормированное переходное затухание рассматриваемого щелевого кабеля ( RFS RLKW 12-50) увеличивается от значения 58 дБ (при р=50%) до значения 67 дБ (при р=95%) , то есть на 9 дБ (см.табл. 1.3). Таким образом, для условий рассмотренного примера при использовании щелевого ИК мощность сигнала на входе приемника уменьшится при увеличении надежности связи от р=50% до р=95% до значения SAP = 195 - 2x67 -15,5 = 45,5 дБ то есть на 18 дБ. Такое же изменение величины SAP для условий рассмотренного примера при использовании триаксиального РІК приводит к изменению надежности связи от р=50% до р=93% (см.рис. 1.8 а). Использование щелевого ИК обеспечивает по сравнению со случаем использования триаксиального ИК, увеличению значения надежности связи с 93 до 95%. Это, естественно, приводит к уменьшению среднего времени блокирования радиолинии.

Определение напряжённости поля в тоннеле в точке размещения антенны на подвижном объекте

Представляет интерес определить напряжённость поля в тоннеле в точке возможного размещения антенны на подвижном составе. То есть определить распределение поля относительно нормированной точки, расположенной на расстоянии 2 метра от оси ИК [60]. Даже без учёта вышеперечисленных факторов влияющих на распределение поля, его теоретический расчёт задача достаточно сложная и многоплановая. Например, базируясь на законе Ламберта, ИК может быть представлен как цепочка, образованная бесконечно большим количеством элементарных излучателей, малых площадок щелей, определяющих распределение поля вдоль ИК [63,64]. Значение затухания в любой точке поперечной плоскости тоннеля выразится через оспп отнесённое к нормированной точке [34,60]: где, оспп - переходное затухание в зависимости от удаления на расстояние г (м) от оси ИК полуволнового вибратора расположенного параллельно оси ИК; отношение расстояния г относительно нормированного гн = 2 (м); ги оспп н - нормированные потери переходного затухания. Общее затухание в тоннеле Кт, включая продольное и поперечное затухание кабеля может быть представлено, как: При этом оспрн и осппн берутся из таблиц 1.2 и 1.3 или 1.5, соответственно / и г от точки подключения генератора до расчётной точки в тоннеле подставляются в метрах. Полученное выражение (4.1) позволяет определить затухание в потенциально возможных точках расположения локомотивной антенны и антенны БХВ в районе автосцепки хвостового вагона. На рис.4.2 приводятся габариты приближения и габариты локомотива ВЛ80 в однопутном тоннеле, а также точки потенциально возможного расположения антенн, что позволяет рассчитать общее затухание в тоннеле Кт применительно к любой из выбранных точек. Приведенные исходные данные координат X и Y приближены к условиям Красноуфимского тоннеля Горьковской железной дороги и первоначальным исходным материалам, позволяют оценить значения затухания тракта передачи в зависимости от местоположения локомотивов относительно друг друга и тоннеля, в пределах и вне него. Результаты отображены в таблице 4.1.

Полученные результаты расчётов при нормированных показателях значений параметров для кабеля типа RFS RLKW 12-50 (1/2") в части продольного затухания Пр.н.= ЗД дБ и поперечного затухания при вероятности Р=95%, осппн= 67 дБ, лежат в пределах от 62 до 85 дБ. При этом продольное затухание лежит в пределах 12,6 дБ, а общее затухание применительно к локомотивной антеннеКт = 71 -f- 86 дБ, антенне дрезины Кт = 66 -г 84 дБ, антенне БХВ Кт = 69 - 81 дБ. Полученные результаты позволяют оценить условия обеспечения работы радиосетей передачи данных применительно к радиосетям стационар-локомотив, включая и поездную радиосвязь и локомотив-локомотив. Расчёт радиосетей передачи данных базируется на принятых «Правилах...» [24] и принятых в их обозначениях, а также на методике расчёта продольного и поперечного затухания радио тракта тоннельных радиосетей [60,65]. Применительно к радиосети стационар-локомотив рассчитаем потенциально обслуживаемую протяжённость тоннеля с использованием кабеля RFS RLKW 12-50 (1/2") и RFS RLKW 114-50 (1 1/4") при вероятности Р=95% без использования тоннельных усилителей, при мощности передатчика Рх = 12 Вт. и волновым сопротивлением 50 Ом. U± = 148 дБ (мкВ). Из табл. 1.2 и 1.3 находим оспрн и осппн для вышеназванных ИК, а хпп находим из таблицы 4.1. Из п. 8.5. «Правил...» [24] формулу 8.3. приводим к виду отражающему нахождение локомотива в пределах тоннеля и вводим в неё оспп и оспр. Полученное выражение решаем относительно оспр: где, и2мш. - минимально допустимый уровень полезного сигнала на входе приёмника возимого радиомодема, принимаем с некоторым запасом /2мин 30 дБ (мкВ) в связи с возможностью повышенного уровня импульсных радиопомех и близостью антенны к контактному проводу. Кэ = 1 дБ. - коэффициент ослабления напряжённости поля контактной сетью; д2 =12 дБ. - коэффициент преобразования напряжённости поля в напряжении на выходе антенны; oq 1г = 0,1x5=0,5 дБ. - затухание в фидере от приёмопередатчика до антенны.

Похожие диссертации на Разработка методики расчёта радиолинии в пределах тяжеловесных и длинносоставных поездов в тоннеле и на подходах к нему