Зона на дистанции пути (перегоны)

Ширина полотна на однопутном участке железной дороги составляет около 7 м. Ширина полосы отвода земли – около 50 м в каждую сторону от полотна.

Все объекты предприятий железной дороги, как правило, располагаются в полосе отвода.

Следовательно, все участники работ на полотне и окружающей инфраструктуре дороги, пользующиеся носимыми радиостанциями, будут находиться в полосе шириной до 100–200 м вдоль полотна дороги. Это зона обслуживания радиосвязью с надёжностью 100 %.

В случае катастрофы, аварии или иного происшествия, зона концентрации производственных сил: технологических подразделений дороги, милиции, медицинских учреждений и т.д., участвующих в работах по расследованию и ликвидации последствий, также будет находиться в узкой полосе – не более 100–200 м от железнодорожного полотна, а, в отдельных случаях, не более 300–400 м.

Эта полоса ограничивается рельефом местности вдоль полотна, застройкой населенных пунктов, наличием лесов, болот, рек и т.п.

При необходимости посещения руководителями работ предприятий или организаций на удалении более 1 км от железнодорожного полотна, специалисты будут пользоваться ведомственным транспортом, и, следовательно, мобильными радиостанциями.

Таким образом, необходимая зона радиосвязи на носимые радиостанции с надёжностью 100% на железнодорожных участках должна занимать полосу до 500 м в обе стороны от полотна дороги. На большем удалении надёжность может снижаться и на внешней границе зоны обслуживания носимых радиостанций составлять 60–70 %.

Внешняя граница зоны обслуживания носимых радиостанций на перегонах не превышает 500 м в обе стороны от железнодорожного полотна – дальше находятся поля, леса, болота, небольшие населенные пункты, в которых могут быть остановочные пункты пригородных поездов.

Внешняя граница зоны обслуживания носимых радиостанций на железнодорожных станциях различного назначения должна определяться шириной населённого пункта (вдоль железной дороги), поскольку на его территории проживают специалисты и руководители, которые могут быть вызваны из дома при необходимости.

Но надёжность связи на границе не обязательно должна быть равна 100 %, в таких зонах надёжность связи может составлять 70–80 %.

Необходимый радиус обслуживания мобильных радиостанций. Мобильная связь может использоваться специалистами и руководителями при выдвижении на место аварии, при поездке их в территориальные органы, взаимодействующие и привлекаемые в случае аварии организации и предприятия.

Удаление этих объектов от железной дороги может быть значительным, поэтому необходимость связи на них можно оценить только экономической целесообразностью в каждом конкретном случае.

Мобильная связь также необходима при посещении предприятий и объектов железной дороги, располагаемых в стороне от территорий станций и железнодорожного полотна. Такие предприятия находятся на удалении от полотна, как правило, около 1–2 км.

Стопроцентное радиополе необходимо на удалении от железнодорожного полотна на расстояние до 2–3 км.

На больших расстояниях (до 5 км) надёжность радиосвязи может быть порядка 80 – 90 %[60].

Для получения качества технологических связей не хуже удовлетворительного необходимо, чтобы уровень ВЧ сигнала был не менее минимально допустимого U _2min.

Минимальную используемую напряжённость электромагнитного поля, необходимую для работы приёмника определяем по формуле

дБ, (68)

где U _пр – чувствительность приёмника (для неэлектрифицированного участка железной дороги U _пр =1,3 мкВ, для электрифицированного участка U_пр = 3,2 мкВ);

l _д – действующая длина антенны.

Действующую длину антенны определяем по формуле

м, (69)

где λ – длина радиоволны, м;

G _а – коэффициент усиления приёмной антенны относительно полуволнового вибратора (G _а=1);

R _вх – входное сопротивление антенны (R _вх = 50 Ом).

Длина радиоволны определяется из выражения

λ м, (70)

где с – скорость распространения ЭМП в вакууме;

f – рабочая частота приёма (f = 450 МГц);

Величина действующей длины приёмной антенны составляет

м.

Тогда:

– для неэлектрифицированного участка железной дороги

дБ;

– для электрифицированного участка железной дороги

дБ.

Дальность связи между передающей и приёмной антеннами будем определять по формуле

м, (71)

где L – расстояние между проектируемыми местами установки базовых станций.

По кривым распространения и заданной дальности связи определяем необходимый уровень напряжённости поля (рисунок 26).

По значению U ₂= U _{2 min} определяем высотный коэффициент М из формулы

U₂ = M + E₂ + B_m +G₁+ G₂ – α₁l₁ – α₂l₂ – g₂ – K _и – K _в– K _м, (72)

где В_т – коэффициент мощности;

G ₁ – коэффициент усиления передающей антенны относительно полуволнового вибратора(G ₁ = 10 дБ);

G ₂ – коэффициент усиления приёмной антенны(G ₂ = 0 дБ);

α _1, α ₂ – соответственно, постоянные затухания фидера передающей и приёмной антенны (α = 0,1 дБ/м);

l ₁ – длина фидера передающей антенны(l ₁ = 25 м);

g ₂ – коэффициент преобразования напряжённости поля ВЧ сигнала в напряжение в точке соединения приёмной антенны с фидером (g ₂ = 18 дБ);

К _и – коэффициент, учитывающий интерференцию прямого и отраженного лучей ЭМП в пространстве (для неэлектрифицированного участка К _и = 2 дБ, для электрифицированного участка К _и = 4 дБ);

К _в – коэффициент, учитывающий колебания напряжённости поля из-за изменения рефракции в тропосфере (К _в = 2 дБ);

К _м – коэффициент, учитывающий медленные колебания напряжённости поля вследствие изменения рельефа местности по которой проходит радиотрасса (К _м = 1 дБ).

(73)

где Р – мощность передатчика базовой станции, Р = 50 Вт;

Р₁ – номинальная мощность, Р ₁ = 1 Вт;

Высотный коэффициент М равен

, (74)

По полученному значению М определяем необходимую высоту установки передающей антенны h ₁ из формулы

(75)

где h ₂ – высота установки приёмной антенны (для стационарной радиостанции h ₂ = 15 м, для мобильной радиостанции на локомотиве h ₂ = 6 м, для мобильной радиостанции на автомобиле h ₂ = 2 м, для носимой радиостанции h ₂ = 1,6 м).

. (76)

Произведём, например, расчёт высоты установки антенны на станции Е для организации связи на участке Е–Ж.

Так как расстояние между рассматриваемыми станциями составляет 31 км, то дальность связи в данном случае составляет

км.

Тогда по графикам (рисунок 9) определяем Е ₂ = 28 дБ.

Определяем высотный коэффициент М:

– для приёма стационарной радиостанцией

дБ;

– для приёма локомотивной радиостанцией

дБ;

– для приёма автомобильной радиостанцией

дБ;

– для приёма носимой радиостанцией

дБ.

Определяем высоту установки антенны:

– для приёма стационарной радиостанцией

м;

– для приёма локомотивной радиостанцией

м;

– для приёма автомобильной радиостанцией

м;

– для приёма носимой радиостанцией

м.

Результаты расчётов заносим в таблицу, аналогичную таблице 41.

Дальнейшее определение высоты установки антенн производим, рассматривая расчёты для приёма сигналов носимой радиостанцией.

Осуществляем размещение базовых станций на рассматриваемом участке железной дороги приведено на рисунке 41.