Współczesne systemy telekomunikacyjne w transporcie kolejowym.

Spis treści
Przedmowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Rozdział 1: Kolejowe systemy telekomunikacyjne – geneza i rozwój . . . . . . . . . . . . 11
1.1. Geneza systemów telekomunikacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2. Systemy radiołączności stosowane na PKP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Rozdział 2: Problematyka transmisji radiowej w kolejowych systemach łączności . . . . 21
2.1. Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2. Charakterystyka sygnału i jego zakłóceń w kolejowych systemach radiokomunikacji
wąskopasmowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3. Charakterystyka kanałów radiowych w radiokomunikacji kolejowej . . . . . . . . . . . . . 25
2.4. Praca kolejowych systemów radiokomunikacyjnych w obecności zakłóceń . . . . . . . . . 26
2.4.1. Analiza zjawisk w kolejowym kanale łączności . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
2.4.2. Wpływ szumu na odbiór sygnałów w kolejowych systemach radiołączności . . . . . . .28
2.5. Charakterystyka transmisji radiowej przyziemnej dla kolejowych systemów łączności . . 31
2.5.1. Modele toru i łącza radiowego kolejowych systemów radiokomunikacyjnych . . . . . .31
2.5.2. Ogólna charakterystyka transmisji przyziemnej przedhoryzontowej . . . . . . . . . . .34
2.5.3. Ogólna charakterystyka transmisji przyziemnej pozahoryzontowej . . . . . . . . . . . .38
2.5.4. Pojęcie zasięgu rzeczywistego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
2.6. Interferencje sygnałów w kolejowych systemach łączności . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.6.1. Zakłócenia interferencyjne współkanałowe w kolejowych środkach łączności . . . . . .46
2.6.2. Analiza ogólna interferencji dla kolejowych środków łączności . . . . . . . . . . . . . .49
2.7. Elementy analizy ruchu abonenckiego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Rozdział 3: Charakterystyka modeli propagacyjnych w radiokomunikacji . . . .
3.1. Model propagacyjny w wolnej przestrzeni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Klasyfikacja fal radiowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Pierwsza strefa Fresnela . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4. Podział modeli propagacyjnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.4.1. Modele empiryczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
3.4.1.1. Model Okumura-Hata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
3.4.1.2. Przykład wykorzystania metody planowania radiowego z wykorzystaniem
Modelu Okumura-Hata dla systemu GSM-R na Linii E-30 . . . . . . . . . . . .69
3.4.1.3. Metoda analizy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69
3.4.1.4. COST 231-Hata model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
3.4.1.5. Model COST 231Walfish-Ikegami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .754
Współczesne systemy telekomunikacyjne w transporcie kolejowym
3.4.2. Modele deterministyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
3.4.3. Modele losowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
3.4.3.1. Model Rayleigh’a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
3.4.4. Wyznaczanie parametrów kanału z zanikami dla radiołączności GSM-R i LTE . . . . .79
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Rozdział 4: Charakterystyka systemów łączności stosowanych na PKP . . . . . . . . . . . 85
4.1. Łączność telefoniczna i transmisja danych przewodowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.2. Łączność radiotelefoniczna . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.2.1. System RADIOSTOP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .95
4.3. Systemy informacji pasażerskiej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
4.3.1. Architektura systemu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
4.3.2. Centralny System Dynamicznej Informacji Pasażerskiej . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
Rozdział 5: Analogowy wąskopasmowy system telefonii komórkowej . . . . . . . . . . . 105
5.1. Architektura systemu NMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.1.1. Model warstwowy systemu NMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.1.2. Centrala systemu komórkowego MTX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.1.3. Stacja bazowa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.1.4. Stacja ruchoma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.2. Parametry techniczne systemu NMT 450i. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.2.1. Procedury systemowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.2.2. Śledzenie położenia abonenta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.2.3. Przekazywanie połączenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.2.4. Identyfikacja abonenta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.3. Pojemność systemu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.4. Usługi oferowane w systemie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
Rozdział 6: System radiołączności dla kolei oparty o standard GSM-R . . . . . . . . . . . 117
6.1. Charakterystyka GSM-R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.1.1. Usługi GSM-R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.1.2. Handover w systemie GSM-R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
6.1.3. Ograniczenia GSM-R . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
Rozdział 7: Wykorzystanie innych technologii telekomunikacyjnych na kolei . . . . . . 133
7.1. Wykorzystanie technologii bezprzewodowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
7.1.1. Wykorzystanie łączności radiowej do sterowania ruchem kolejowym . . . . . . . . . . 139
7.2. Wykorzystanie technologii nawigacji satelitarnej w transporcie kolejowym . . . . . . . . 142
7.2.1. Określenie pozycji za pomocą satelitów systemu GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
7.2.2. Wykorzystanie techniki satelitarnej do pozycjonowania wad w szynach
w wagonie diagnostycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
7.2.3. Koncepcja wykorzystania techniki satelitarnej do pozycjonowania wad w szynach
w ręcznym defektoskopie diagnostycznym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
7.3. Metody lokalizacji pociągu na szlaku kolejowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
7.3.1. Wykorzystanie systemu GPS na liniach małoobciążonych . . . . . . . . . . . . . . . . 152
7.3.2. Ruchomy odstęp blokowy wykorzystujący system GPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
7.3.3. Wykorzystanie odmiany różnicowej systemu GPS do zwiększenia dokładności
wyznaczania pojazdu na szlaku kolejowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
Bibliografia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
Wykaz skrótów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165