Расчет затухания сигнала в системах видеонаблюдения на железнодорожных переездах, в соответствии с модернизированной моделью COST-231 Hata

Актуальность. Необходимость интеллектуального видеонаблюдения обусловлена нехваткой контроля отсутствия автотранспорта со стороны дежурного по переезду, из-за чего существует риск несвоевременного обнаружения препятствия машинистом. Для построения системы интеллектуального видеонаблюдения на неохраняемых переездах предлагается использовать систему стандарта 4G в выделенном для ОАО «РЖД» диапазоне частот от 1785 до 1805 МГц.

Цель: создание модели, позволяющей исследовать и моделировать зависимость затухания от дальности связи для систем интеллектуального видеонаблюдения на неохраняемых железнодорожных переездах.

Методы: использование математической модели COST-231 Hata, основанной на эмпирических соотношениях, учитывающих тип местности, частоту радиосигнала, абсолютные размеры объектов, перекрывающих трассу, расстояние между ними, а также высоты мачт базовых станций и антенн мобильных абонентов.

Результаты: полученное уточненное выражение модели для рассматриваемых условий определяет зависимость затухания на трассе радиоканала от расстояния между базовой станцией и пользовательским оборудованием платформ видеонаблюдений на основе сетей 4G для неохраняемых переездов, находящихся на перегоне вне городской застройки. В модели учитываются время реакции машиниста и длина тормозного пути для подвижного состава различных типов.

Практическая значимость: результаты работы могут использоваться в проектировании систем видеонаблюдения на железнодорожном транспорте на неохраняемых переездах с учетом скорости движения поездов на рассматриваемом участке.

1. ПНСТ 828-2023 Устройства и системы электросвязи для систем управления железнодорожным подвижным составом в автоматическом и дистанционном режимах. Общие технические требования. 2023.

2. Журавлёва Л.М., Журавлёв О.Е., Лошкарёв В.Л., Курьянцев Д.Г. Видеонаблюдение на базе сети мобильной связи // Автоматика, связь, информатика. 2019. № 9. С. 19‒22. EDN:PRSEVE

3. СП 227.1326000.2014 Пересечения железнодорожных линий с линиями транспорта и инженерными сетями. 2014.

4. Журавлёва Л.М., Журавлёв О.Е., Лошкарёв В.Л., Курьянцев Д.Г. Сетевая архитектура систем видеонаблюдения на железнодорожном транспорте // Автоматика, связь, информатика. 2018. № 8. С. 14‒18. EDN:LXSTVR

5. Буйносов А.П., Федоров Е.В. Совершенствование метода расчета длины тормозного пути железнодорожного подвижного состава // Известия Транссиба. 2018. № 1(33). С. 13‒22. EDN:XQXUXB

6. Прошин Ф.А., Сторожук М.Н., Сторожук Н.Л. Методы синхронизации в сетях связи // Первая миля. 2024. № 2(118). С. 62‒69. DOI:10.22184/2070-8963.2024.118.2.62.69. EDN:BQBPFX

7. Дворников С.В., Балыков А.А., Котов А.А. Упрощенная модель расчета потерь сигнала в радиолинии, полученная путем сравнения квадратичной формулы Введенского с существующими эмпирическими моделями // Системы управления, связи и безопасности. 2019. № 2. С. 87‒99. DOI:10.24411/2410-9916-2019-10204. EDN:MAFQIB

8. Дворников С.В., Крячко А.Ф., Тимашов П.В. Аппроксимация функций затухания сигналов в эмпирических моделях // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. № 11. С. 55‒63. DOI:10.18127/j20700784-201911-09. EDN:AVHCQD

9. Аюков Б.А., Дворников С.В., Крячко А.Ф., Левин Я.Я. Вероятностная оценка характеристик системы подвижной радиосвязи стандарта DMR // Успехи современной радиоэлектроники. 2019. № 12. С. 84‒94. DOI:10.18127/j20700784-201912-13. EDN:VOUHIW

10. Чикрин Д.Е. Сети и системы телекоммуникаций: курс лекций. Казань: Казанский университет, 2013. 146 с.

11. Дворников С.В., Литкевич Г.Ю., Романенко П.Г., Царелунго А.Б., Дворовой М.О., Федоренко И.В. и др. Эмпирический подход к расчёту зон покрытия цифровых телевизионных передатчиков // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2017. № 3. С. 70‒75. EDN:ZTCABH

12. Дворников С.В., Власенко В.И., Царелунго А.Б., Балыков А.А., Борисов В.В., Тимашов П.В. Упрощенный подход к расчету затухания сигналов в сетях широкополосного доступа // Вопросы радиоэлектроники. Серия: Техника телевидения. 2019. № 3. С. 93‒100. EDN:KMYLBJ

13. Лакин И.И., Семченко В.В. Применение теории массового обслуживания и сетей Петри при анализе параметров системы обслуживания тягового подвижного состава методом математического моделирования // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2023. № 4(80). С. 65‒77. DOI:10.26731/1813-9108.2023.4(80).65-77. EDN:UNTGVS

14. Фролов Н.О., Ветлугина О.В., Пышный И.М. Тяга поездов: конспект лекций. Екатеринбург: УрГУПС, 2020. 50 с.

15. Корбан В.В., Жебанов А.В. Математические модели для автоматизированной подготовки режимных карт ведения поезда // Наука и образование транспорту. 2019. № 1. С. 36‒38. EDN:UPGGYY

16. Cox C. An Introduction to LTE. LTE, LTE-Advanced, SAE, VoLTE and 4G Mobile Communications. Wiley, 2014.

17. Sabir Z., Babar M.I., Shah S.W. Performance enhancement of wireless mobile adhoc networks through improved error correction and ICI cancellation // EURASIP Journal on Advances in Signal Processing. 2012. P. 216. DOI:10.1186/1687-6180-2012-216

18. Дворников С.В., Осадчий А.И., Дворников С.С., Родин Д.В. Демодуляция сигналов на основе обработки их модифицированных распределений // Контроль. Диагностика. 2010. № 10. С. 46‒54. EDN:NBEXTJ

19. Ao S.I., Gelman L., Hukins D.W.L., Hunter A., Korsunsky A.M. (Eds.) Proceedings Book of World Congress on Engineering 2014 (WCE 2014, U.K., London, 2‒4 July 2014). 2014.