თანამედროვე გამოწვევები

        

ციფრული  რკინიგზა  GSM-R -დან LTE-R ან 5G-R-მდე

    რადიო კავშირი სარკინიგზო ტრანსპორტზე ტრადიციულად გამოიყენება საკმაოდ ფართოდ. ამჟამად ჰეკტომეტრული (2მგჰ) და მეტრული (160მგჰ) დიაპაზონის სიხშირეების რადიოსაშუალებები მუშაობენ რკინიგზის ყველა სამსახურის ინტერესებისათვის. თუმცაღა არსებული ანალოგური რადიოქსელების ტექნოლოგიური შესაძლებლობები საკმაოდ შეზღუდულია. სატელეფონო ქსელებთან  ურთიერთმოქმედება პრაქტიკულად არარსებობს. 35-ზე მეტი სახეობის ასეთი სისტემა არსებობს მხოლოდ ევროპაში. სტანდარტი წარმოადგენს 10 წელზე მეტი ხნის ურთიერთთანამშრომლობის შედეგს ევროპის სხვადასხვა სარკინიგზო კომპანიებს შორის, რათა მიღწეულ ყოფილიყო ურთიერთმოქმედების ერთი საერთო საკომუნიკაციო პლატფორმა. GSM-R  წარმოადგენს ევროპის სარკინიგზო მოძრაობის მართვის სისტემის (EPTMC) სტანდარტულ ნაწილს, რომელიც სიგნალიზაციის ინფორმაციას უშუალოდ გადასცემს მემანქანეს და რაც თავისმხრივ საშუალებას იძლევა მატარებლების უფრო მაღალი სიჩქარეებით მოძრაობას და ტრაფიკის სიმჭიდროვეს მაღალი უსაფრთხოებით.

დღევანდელ დღეს მსოფლიოს მაშტაბით ინერგება მატარებლების მართვის ევროპული სისტემა ERTMS (European Railway Traffic Management System) რომელიც შესდგება ორი ნაწილისაგან

  • მატარებელთა და კონტროლის ევროპული სისტემა ETCS  (European Train Control System)
  • GSM-R მობილური კავშირის სტანდარტი რკინინიგზისათვის , რომელიც უზრუნველყოფს უსაფრთხო კავშირს და მონაცემთა გადაცემას მატარებლებსა და მომსახურე მოწყობილობებს შორის.

GSM-R  ქსელი ევროპაში იქმნება EIRENE(European Integrated Railway Radio Enhanced Network)  -ს მოთხოვნების შესაბამისად რაც უზრუნველყოფს სხვადასხვა სერვისების ურთიერკორდინაციას. GSM-R  -ისთვის გამოყოფილია 4მგჰც-ანი სიხშირის დიაპაზონი 876-880 მგჰც-ბს შორის მოძრავი შემადგენლობიდან ინფორმაციის გადასაცემად და 4მგჰც-იანი დიაპაზონი 921-925 მგჰც სიხშირეებს შორის საბაზო სადგურებიდან ინფორმაციის გადასაცემად.

GSM-R  წარმოადგენს რკინიგზის ოპერატიულ პერსონალს შორის ხმოვანი კავშირის და მონაცემთა გადაცემის უსფრთხო პლატფორმას, მათშორის მემანქანეების, დისპეტჩერებისა და მანევრების მწარმოებლებს შორის.

ის უზრუნველყოფს ისეთ ფუნქციებს, როგორიცაა:

  • ჯგუფური გამოძახება (VGCS).
  • ხმოვანი შეტყობინება (VBS), დაკავშირებული ადგილმდებარეობის განსაზღვრის საფუძველზე და აგრეთვე საფრთხის წარმოქმნის შემთხვევაში გადასცეს შესაბამისი შეტყობინება;

მას აქვს ისეთი სისტემების მხარდაჭერა, როგორიცაა: ტვირთების მეთვალყურეობა, სადგურებში და ვაგონებშიGSM-R ჩვეულებრივ სრულდება რკინიგზის სიახლოვეში მდგომი სპეციალიზირებული საბაზო სასადგურო ანძების გამოყენებით. საბაზო სადგურებს შორის მანძილი შეადგენს 7-15კმ-ს. ეს ქმნის მაღალი დონის სიჭარბეს და უფრო მაღალ წვდომას და საიმედოობას. იმ რაიონებში, სადაც გამოიყენება მატარებლების მოძრაობის მართვის ევროპული სისტემა (ETCS) დონე 2 და 3, მატარებელი მოდემის საშუალებით არხების კომუტაციით ნებისმიერ დროს ახორციელებს ციფრულ დაკავშირებას მატარებლების მოძრაობის მართვის ცენტრთან. თუ მოდემმა დაკარგა კავშირი, მატარებელი ავტომატურად ჩერდება.

ქსელი ახდენს ინტელექტუალური ფუნქციების რეალიზებას და სატელეფონო კავშირისა და მონაცემთა გადაცემის მომსახურების დიდი ნაკრების მხარდაჭერას. მაგალითად ჯგუფური და ფართომაუწყებლური გამოძახება, გამოძახებების პრიორიტეტები,საუბრის შეწყვეტა მაღალი პრიორიტეტის მქონე სასწრაფო შეტყობინების მიღებისას (მაგ. განსაკუთრებული შემთხვევების დროს). ფუნქციონალური მისამართის მიკუთვნება, სადაც ფუნქციონალური ერთეულები (მაგ. მემანქანე ან გამცილებელი) შეიძლება გამოძახებულ იქნან დამოუკიდებლად მათი კონკრეტული სააბონენტო ნომრისა. გარდა ამისა GSM-R საშუალებას იძლევა უარყოს რამოდენიმე პარალელური რადიო ქსელები. GSM-R აკავშირებს სხვადასხვა სამსახურებს და რთულ სტრუქტურას ხდის არასაჭიროს, რომელიც ახასიათებს ანალოგურ ქსელს.

GSM-R-ის პოტენციალი მარტო სატელეფონო კავშირით არ შეომისაზღვრება. GSM-R ტექნოლოგია როგორც GSM ინტეგრირდება GPRS-თან მომსახურების მოწოდებისათვის საპაკეტო კომუტაციის საფუძველზე. ამის დამსახურებით შესაძლებელია რეალური დროისრეჟიმში მიღებულ იქნას ტელემეტრიული ინფორმაცია ნებისმიერი ლოკომოტივიდან, ადგილიდან ან გზის გადასარბენიდან. მატარებლის ადგილმდებარეობის ან სიჩქარის შესახებ გადაცემულ იქნება GSM-R ქსელის საშუალებით მართვის ცენტრში, რაც საშუალებას მისცემს სრულად ავტომატიზირებულად მართოს მატარებლების მოძრაობის რეგულირების პროცესი.

დღსესეობით აქტიურად მიმდინარების ახალი თაობის სარკინიგზო კავშირის სიტემებზე მოთხოვნების  დამუშავება ,დაგეგმილია მათი შემუშავების დასრულება უკვე 2018 წლისათვის.

ახალი სარკინიგზო კავშირის ქსელი მუშავდება როგორც ორი ქსელის კომბინაცია

LTE პლიუს R და არა როგორც ერთიანი LTE-R.განვიხილოთ LTE უფრო დეტალურად.

Версия LTE Release 12 დამთავრებული იქნება უკვე 2017 წელს ,მაგრამ ჯერჯერობით შეიცავს გარკვეულ ხარვეზებს და არ არის მზად გამოყენებისათვის. მწარმოებლები გვპირდებიან რომ შემდეგი ვერსია  Release 13 რომელიც 2018 წელსუკვე იქნება სტანდარტიზირებული  და  დამუშავებული გამოყენებისათვის უკვე 2023 წელს.

საერთაშორისო სარკინიგზო კავშირი UIC ( International Union of Railways) მხარს უჭერს GSM-R -ის გამოყენებას  მინიმუმ 2030 წლამდე.   გასათვალისწინებელია რომ ,ახალი თაობის საკომუნიკაციო ტექნოლოგიები  მოითხოვს ხანგრძლივ  დროს დამუშავებისათვის. მაგალითად, GSM სტანდარტი გამოქვეყნდა 1987 წელს და GSM-R(GSM-Rail) მობილური ქსელის სტანდარტი მხოლოდ ათი წლის ოპერირებისშემდეგ შემდეგ გამოჩნდა, ხოლო 2008 წელს ევროპის რკინიგზამ მიიღო როგორც ერთიანი  საკომუნიკაციო სტანდარტი

5G ქსელის სტანდარტის – ის ბოლო თაობის ბედის საკითხიც  ღიაა. თუ 5G ქსელის  სპეციფიკაციის დამუშავება  დასრულდება LTE  და R ქსელზე გადასვლამდე, მაშინ 5G ქსელი შეიძლება გახდეს GSM-R- ის მემკვიდრე. მაგრამ ამჟამად არ არსებობს ვარაუდები, როდის შეიძლება  5G სტანდარტის  დანერგვის განხორციელება  რკინიგზაზე.

  რედაქტორი:  თ. გზირიშვილი   

 

ტექნიკური  დიაგნოსტიკისა  და  მონიტორინგის  მცნებები

ტექნიკური მომსახურების სისტემის განვითარების ძირითად მიმართულებას წარმოადგენს ტექნიკური მომსახურების მრავალი ოპერაციის ავტომატიზაცია, რომელიც დაფუძვნებულია ტექნიკური დიაგნოსტირების  საშუალებების  გამოყენებაზე.

ტექნიკური დიაგნოსტიკა _ ეს არის ობიექტის ტექნიკური მდგომარეობის, რომელიც ტექნიკური დოკუმენტაციით დადგენილი პარამეტრებით ახასიათებს ობიექტს დროის გარკვეულ მომენტში და გარკვეულ გარემო პირობებში,  განსაზღვრის თეორიების, მეთოდების და საშუალებების ცოდნის სფერო. ხოლო, ობიექტის ტექნიკური მდგომარეობის განსაზღვრის პროცესს ეწოდება ტექნიკური დიაგნოსტირება და მისი დახასიათება შესაძლებელია ისეთი პარამეტრებით, როგორიცაა სისრულე და სიღრმე. Dდიაგნოსტირების სისრულე განისაზღვრება გაუმართაობების შემადგენლობით, რომლებიც ექვემდებარებიან გამოვლენას, ხოლო სიღრმე განისაზღვრება გაუმართაობების იდენტიფიკაციით.

ტექნიკური დიაგნოსტირების ძირითადი ამოცანებია:

  • ობიექტის(სისტემის) ტექნიკური მდგომარეობის კონტროლი;
  • დაზიანების(გაუმართაობების) ადგილმდებარეობისა და მიზეზის ძებნა;
  • ობიექტის(სისტემის)  ტექნიკური მდგომარეობის პროგნოზირება.

ტექნიკური დიაგნოსტიკის მიმართულების წარმოქმნამ განსაზღვრა მოწყობილობების მდგომარეობის დისტანციური უწყვეტი კონტროლისა და მონიტორინგის(ლათიუნური სიტყვიდან მონიტორ–ზედამხედველი)  სისტემები. მონაცემების  უწყვეტი კონტროლის მოწყობილობები, გადაცემის ქსელი, არხწარმომქმნელი მოწყობილობები დიაგნოსტიკის ინფორმაციის გადამამუშავებელ პერსონალთან ერთად წარმოადგენენ ტექნიკური დიაგნოსტირებისა და მონიტორინგის(ტდმს) სისტემას.

  1. ტექნიკური დიაგნოსტირებისა და მონიტორინგის სისტემების სტრუქტურა

ტექნიკური დიაგნოსტირების სისტემას წარმოადგენს ობიექტისა და ტექნიკური დოკუმენტაციით დადგენილი წესების მიხედვით დიაგნოსტირების (კონტროლის) საშუალებების ერთობლიობა.  ტექნიკური დიაგნოსტირების     სახეების კლასიფიცირება შესაძლებელია ორი ნიშნის მიხედვით:

  1. დიაგნოსტირების ხერხის მიხედვით _ ტესტური და მუშაობის;
  2. დიაგნოსტირების პროცესში ადამიანის ჩართულობის მიხედვით _ ხელით; ავტომატიზებული და ავტომატური დიაგნოსტირება;

მუშაობის(ფუნქციონალური) დიაგნოსტირების სისტემებს მიეკუთვნება ისეთი სისტემები, რომლებშიც ტექნიკური მდგომარეობის განსაზღვრის პროცესი დაკავშირებულია მხოლოდ სამუშაო ზემოქმედებების მიწოდებასთან მომუშავე ტექნიკურ ობიექტზე. ასეთ შემთხვევაში დიაგნოსტირების საშუალებები არიან პასიურნი _ მხოლოდ იღებენ ინფორმაციას.  მათგან განსხვავებით ტესტური დიაგნოსტირების სისტემებში ობიექტის ტექნიკური მდგომარეობის განსაზღვრის პროცესი წარმოებს სპეციალური ტესტური ზემოქმედებების მიწოდებისა და მუშა მდგომარეობიდან დიაგნოსტირების ობიექტის ხანმოკლე გამორთვით. ტესტური დიაგნოსტირების სისტემები წარმოადგენენ აქტიურ სისტემებს _ გამოიმუშავებენ ტესტურ სიგნალებს  და აფიქსირებენ დიაგნოსტირებადი ობიექტის რეაქციას. Dდიაგნოსტირების სისტემები ასევე შეიძლება იყოს ჰიბრიდულები და მოიცავდეს, როგორც ტესტურ ასევე  მუშაობის დიაგნოსტირებას.

დიაგნოსტირების პროცესში ადამიანის მონაწილეობის ხარისხის მიხედვით, განასხვავებენ  ხელით  დიაგნოსტირების,  ავტომატიზებულ  და  ავტომატურ სისტემებს. Aდამიანის ჩართულობის ყველაზე დიდი წილი გააჩნიათ ხელით დიაგნოსტირების სისტემებს. ავტომატიზებულ სისტემებში დიაგნოსტირების პროცესში ადამიანი მონაწილეობს ნაწილობრივ, ხოლო ავტომატური დიაგნოსტირების სისტემებში ადამიანის მონაწილეობა სულ არ არის საჭირო. შედარებით სრულყოფილია  ავტომატური დიაგნოსტირების  სისტემები, რამდენადაც გამორიცხავს ადამიანის ფაქტორის ზემოქმედებას შედეგზე. Aამგვარად, მით უფრო სრულყოფილია სისტემა რაც უფრო ნაკლებია ადამიანის  ფაქტორი დიაგნოსტირების შედეგზე.

სარკინიგზო ავტომატიკისა და ტელემექანიკის თანამედროვე ტდმს_ს არ გააჩნიათ დიაგნოსტიკის ინფორმაციის ანალიზის საკმარისად სრულყოფილი საშუალებები და მონაცემების დასამუშავებლად საჭიროებენ ადამიანის ნაწილობრივ ჩარევას.

სარკინიგზო ავტომატიკისა და ტელემექანიკის თანამედროვე ტდმს დიაგნოსტირების სახეობის მიხედვით მიეკუთვნება მუშაობის დიაგნოსტირების სისტემებს. Oობიექტი ასრულებს თავის ფუნქციებს: იღებს შესასვლელ ხი მონაცემებს და ამ სიდიდეების მიხედვით გამოიმუშავებს  ყი   გამოსასვლელ მნიშვნელობებს. დამიანს(ტექნოლოგს) არ გააჩნია გავლენა არც დიაგნოსტირების ობიექტზე, არც დიაგნოსტირების საშუალებებზე, მის ფუნქციებში შედის მხოლოდ დიაგნოსტიკის შედეგად მიღებული ინფორმაციის ანალიზი. თუმცა, ტექნოლოგს შეუძლია მომსახურე პერსონალს  მიუთითოს მოქმედებების თანმიმდევრობა და უკარნახოს დიაგნოზის შედეგები, კონტროლირებადი ობიექტის მუშა პარამეტრების აღდგენისათვის  წარმოებული   სამუშაოს ორგანიზებისათვის.

ყი

 

 

ხი

ნახ. დიაგნოსტირების სისიტემების კლასიფიკაცია

მართალია, სარკინიგზო ავტომატიკისა და ტელემექანიკის ტდმს მუშაობის ასეთი ორგანიზება არაა სრულყოფილი, მაგრამ გამორიცხავს ობიექტზე  ტექნოლოგის მცდარი მოქმედებების ზეგავლენას და საშუალებას აძლევენ ტდმს განახორციელონ თავისი ფუქციები. ამათან მიიღწევა:

  • სარკინიგზო ავტომატიკისა და ტელემექანიკის მოწყობილობების ტექნიკური მდგომარეობის კონტროლი მათი მუშა პარამეტრების დასაშვები ნორმებიდან გადახრის ფიქსაციის შესაძლებლობით;
  • მტყუნებების რიცხვის შემცირება მოწყობილობების დაზიანების წინა მდგომარეობის გამოვლენის მეშვეობით;
  • ტექნიკური მომსახურების ხარისხის კონტროლი, ზოგიერთ შემთხვევაში კი, ტექნიკური მომსახურების ავტომატიზაცია.
  • მოწყობილობების ფაქტობრივი მდგომარეობის მიხედვით ტექნიკურ მომსახურებაზე გადასვლის წინაპირობების შექმნა.
  • სარკინიგზო ავტომატიკისა და ტელემექანიკის მოწყობილობების გაუმართაობების ძებნის და  მათი მუშაობის უნარის აღდგენის
  • სტატისტიკური ინფორმაციის შეგროვება, დაარქივება, შენახვა და მოვლენების აღდგენის შესაძლებლობა.

მოწყობილობების საიმედოობის შემცირების გამომწვევი მიზეზები

საიმედოობა ობიექტის თვისებაა, დროის გარკვეულ მონაკვეთში, შეინარჩუნოს დადგენილ საზღვრებში ყველა პარამეტრის მნიშვნელობა, რომლებითაც ხასიათდება მოთხოვნილი ფუნქციების შესრულების შესაძლებლობა მოხმარების, ტექნიკური მომსახურების, შენახვისა და ტრანსპორტირების მოცემულ რეჟიმებსა და პირობებში.

სარკინიგზო ავტომატიკისა და ტელემექანიკის ნებისმიერმა მოწყობილობამ მუშაობის პროცესში შეიძლება დაკარგოს ფუნქციონალური შესაძლებლობები, ანუ არ არის გამორიცხული საიმედოობის შემცირება მოთხოვნილ დონესთან შედარებით. ე.ი. საიმედოობის შემცირების გამომწვევი მიზეზი დეფექტის(დაზიანება ან მტყუნება) წარმოშობაა.  საიმედოობის მიხედვით ტექნიკური ობიექტი შეიძლება იმყოფებოდეს ორ მდგომარეობაში: წესივრულ ან უწესივრო მდგომარეობაში.

წესივრულ მდგომარეობაში ობიექტი შეესაბამება ნორმატიულ-ტექნიკური და კონსტრუქტორული დოკუმენტაციის ყველა მოთხოვნას. უწესივრო მდგომარეობაში ობიექტი აღმოჩნდება აღნიშნული მოთხოვნებიდან ერთ-ერთის დარღვევის შემთხვევაშიც კი. აღნიშნულიდან გამომდინარე უწესივრო  მდგომარეობა შეიძლება გავყოთ რამოდენიმე ქვემდგომარეობად: მუშაობის უნარიანი;  მუშაობის უუნარო და ზღვრული მდგომარეობები.

მუშაობის უნარიანი მდგომარეობა ნიშნავს ყველა პარამეტრის  იმ მდგომარეობაში შენარჩუნებას, რომლებიც ახასიათებენ ტექნიკურ ობიექტის უნარს შეასრულონ მოცემული ფუნქციები. ნორმის ფარგლებიდან ერთ-ერთი

ჩამოწერა

 

Nნახ.  ტექნიკური ობიექტის მდგომარეობების დიაგრამა

პარამეტრის გამოსვლის შემთხვევშიც, კი ობიექტი გადადის მუშაობის უუნარო მდგომარეობაში. Oობიექტის ზღვრული მდგომარეობა ის შემთხვევაა, როდესაც დაუშვებელია, არამიზანშეწონილია ობიექტის შემდგომი გამოყენება დანიშნულების მიხედვით. ამასთან, ობიექტის აღდგენა შეუძლებელია ან მიუღებელია მორალური ან ეკონომიკური მოსაზრებებით.U

ობიექტის მუშაობის უუნარო მდგომარეობიდან შეგვიძლია გამოვყოთ ე.წ. დამცავი და სახიფათო მდგომარეობები. Dდამცავ  მდგომარეობას მიეკუთვნება ტექნიკური ობიექტის ისეთი მდგომარეობა, როდესაც დადგენილ საზღვრებშია ყველა იმ პარამეტრის მნიშვნელობა, რომლებითაც ხასიათდება ობიექტის უნარი შეასრულოს დაკისრებული ფუნქციები. სახიფათო მდგომარეობა კი ფიქსირდება ნორმის ფარგლებიდან თუნდაც ერთი პარამეტრის გამოსვლის შემთხვევში.

მუშაობის უნარიანი მდგომარეობის ერთ-ერთი შემადგენელი ნაწილია დაზიანებისწინა მდგომარეობა_ასეთ მდგომარეობაში მყოფი ტექნიკური ობიექტის შემდგომი ექსპლოატაცია იწვევს მისი მუშაობის უნარიანობის დაკარგვას. Dობიექტის დაზიანებისწინა მდგომარეობის გამოყოფა და დაფიქსირება ქმნის მტყუნებების თავიდან აცილების წინაპირობას.

ტექნიკური ობიექტის ერთი მდგომარეობიდან მეორეში გადასვლა წარმოებს მისი ტექნიკური მონაცამების გაუარესებით ან გაუმჯობესებით.

ნახ. Mმოცემულ დიაგრამაზე ნაჩვენებია ტექნიკური ობიექტის ყველა შესაძლო გადასვლა ერთი მდგომარეობიდან  სხვა მდგომარეობაში.

გადასვლა № 1 _ წესივრული მდგომარეობიდან მუშაობის უნარიან მდგომარეობაში გადასვლას ეწოდეა ტექნიკური ობიექტის დაზიანება.

  გადასვლა  № 2  _ წესივრული მდგომარეობიდან  მუშაობის უუნარო დამცავ მდგომარეობაში გადასვლა წარმოებს დამცავი მტყუნების ზეგავლენით.

გადასვლა № 3  _ წესივრული მდგომარეობიდან  მუშაობის უუნარო სახიფათო მდგომარეობაში გადასვლა წარმოებს სახიფათო მტყუნების ზეგავლენით.

  გადასვლა № 4   _ წესივრული მდგომარეობიდან მუშაობის უნარიან, დაზიანებისწინა მდგომარეობაში გადასვლა ესაა მტყუნების წინა პერიოდი.

გადასვლა № 5  _ წესივრულ მდგომარეობაში წარმოებს ობიექტის ფუნქციონალური შესაძლებლობის, აღდგენის, შედეგად გაუმჯობესების შემთხვევაში.

გადასვლა № 6   _ წესივრულ მდგომარეობაში წარმოებს ობიექტის ფუნქციონალური შესაძლებლობის, კაპიტალური რემონტის, შედეგად გაუმჯობესების შემთხვევაში.

დამცავი მტყუნების მაგალითად შეგვიძლია მოვიყვანოთ სარელსო წრედის ყალბი დაკავება; წითელი ჩვენების გადატანა გადასარბენის სასიგნალო წერტილიდან მის წინმდებარე სასიგნალო წერტილზე ნათურის გადაწვის შემთხვევაში; რელეს ზურგული და საერთო კონტაქტების შედუღება და ა. შ.

სახიფათო მტყუნებებს მიეკუთვნება სარელსო წრედის ყალბი თავისუფლების ჩვენება; შუქნიშანზე მეტად ნებადამრთველი ჩვენება ნაკლებად ნებადამრთველის მაგივრად(მაგალითად მწვწნე ფერის ჩვენება ყვითლის მაგივრად); ისრის გადაყვანა მოძრავი შემადგენლობის ქვეშ და ა.შ.

რედაქტორი:  ნ. მუხიგულაშვილი.