Mesh сеть для железных дорог

Аннотация

В статье рассматриваются возможности, предоставляемые применением mesh-сети, для организации связи на железнодорожной сети. Анализируется использование комплекса терминальных станций радиосвязи, расположенных на поездах, в качестве ретрансляторов для поездов, находящихся вне зоны действия базовых станций сети связи. В статье такая mesh-сеть представлена как в качестве основной сети связи на железнодорожных линиях, оборудованных недостаточным количеством базовых станций радиосвязи, так и в качестве бэкап-опции на случай выхода из строя базовой станции на пути следования поезда либо понижения уровня сигнал/шум на терминальной станции вследствие поломки на поезде. Представлены результаты теоретического математического расчета увеличения эффективной площади покрытия радиосети от использования mesh-технологии. Также приводятся результаты моделирования mesh-сети на железной дороге и представлены зависимости вероятности установления связи от таких факторов, как: количество поездов на железнодорожной линии, количество и радиус действия базовых станций, радиус действия терминальных станций, емкость сети и ограничение по количеству ретрансляций, и др. Для случая использования mesh-сети в качестве бэкап-опции при полном покрытии базовыми станциями железнодорожной линии приведены результаты моделирования времени установления связи через ретрансляторы в зоне выхода из строя базовой станции. Приводится сравнение возможностей, предоставляемых mesh-сетями первого порядка (с одной ретрансляцией между терминальной и базовой станциями) и более емких (второго и более высоких порядков по количеству допустимых ретрансляций). В качестве стандарта радиосвязи для моделирования mesh-сети рассмотрено применение DMR (Digital Mobile Radio), как перспективного для железнодорожной связи, требующего небольшого количества базовых станций.

Сведения об авторах

Donat Manfredovich Schneps-Schneppe, AbavaNet

старший менеджер

Eugene Olegovich Tikhonov, AbavaNet

технический директор

Литература

[1] Smith K. Beyond GSM-R: the future of railway radio. International Railway Journal. March 01, 2017. Available at: https://www.railjournal.com/in_depth/beyond-gsm-r-the-future-of-railway-radio (accessed 12.01.2019). (In Eng.)
[2] Sneps-Sneppe M., Namiot D. On 5G Projects for Urban Railways. 2018 22nd Conference of Open Innovations Association (FRUCT). Jyvaskyla, 2018, pp. 244-249. (In Eng.) DOI: 10.23919/FRUCT.2018.8468290
[3] Rozenberg E.N., Dziuba Yu.V., Batraev V.V. On directions of digital railway development. Automation, communication and Informatics. 2018; 1:9-13. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32245249 (accessed 12.01.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[4] Memorandum: Soren Degnegaard. ERTM Level 2 for large stations and junction areas, Banedanmark, 2008. (In Eng.)
[5] Wu H., Gu Y., Zhong Z. Research on the Fast Algorithm for GSM-R Switching for High-speed Railway. Journal of Railway Engineering Society. 2009; 1:92-98. (In Eng.)
[6] Zhong Z.-D. et al. Chapter 2. Key Issues for GSM-R and LTE-R. Dedicated Mobile Communications for High-speed Railway, Advances in High-speed Rail Technology. Beijing Jiaotong University Press and Springer-Verlag GmbH Germany, 2018, pp. 19-55. (In Eng.) DOI: 10.1007/978-3-662-54860-8_2
[7] Sun T., Zhou K., Luo X., Huang Y. Research on the Fast Handover Algorithms of GSM-R for High-Speed Railway. 2015 International Conference on Network and Information Systems for Computers. Wuhan, 2015, pp. 213-218. (In Eng.) DOI: 10.1109/ICNISC.2015.68
[8] Ding Lu, Wei Wen Jun. Research on optimal method for GSM-R double-layer handover for railway. Railway Computer Application. 2010; 19(12):9-11. (In Eng.)
[9] Sniady A., Soler J. An overview of GSM-R technology and its shortcomings. 2012 12th International Conference on ITS Telecommunications. Taipei, 2012, pp. 626-629. (In Eng.) DOI: 10.1109/ITST.2012.6425256
[10] Banerjee S., Hempel N., Sharif H. A Survey of Wireless Communication Technologies & Their Performance for High Speed Railways. Journal of Transportation Technologies. 2016; 06(1):62604. (In Eng.) DOI: 10.4236/jtts.2016.61003
[11] Vishnevsky V.M., Krishnamoorthy A., Kozyrev D.V., Larionov A.A., Ivanov R.E. Methods for research and building up the broadband wireless. Communication networks along the long transport routes. T-Comm. 2015; 9(5):9-15. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=23734337 (accessed 12.01.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[12] Tingting G., Bin S. A high-speed railway mobile communication system based on LTE. 2010 International Conference on Electronics and Information Engineering. Kyoto, 2010, pp. V1-414-V1-417. (In Eng.) DOI: 10.1109/ICEIE.2010.5559665
[13] Han J., Zhou K. Interference research and analysis of LTE-R. 2013 5th IEEE International Symposium on Microwave, Antenna, Propagation and EMC Technologies for Wireless Communications. Chengdu, 2013, pp. 732-734. (In Eng.) DOI: 10.1109/MAPE.2013.6689858
[14] Namiot D., Kutuzmanov Z., Fedorov E., Pokusaev O. On the assessment of socio-economic effects of the city railway. International Journal of Open Information Technologies. 2018; 6(1):92-103. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=32314918 (accessed 12.01.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[15] Misharin A., Pokusaev O., Namiot D., Katzin D. On passenger flow modeling for high-speed railways. International Journal of Open Information Technologies. 2018; 6(5):15-20. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=34865313 (accessed 12.01.2019). (In Russ., abstract in Eng.)
[16] Yefanov D.V. Funktsionalnyy kontrol i monitoring ustroystv zheleznodorozhnoy avtomatiki i telemekhaniki [Functional Control and Monitoring of Rail Automatics and Telematics Devices]. St. Petersburg, FGBOU VO PGUPS, 2016. 171 pp. (In Russ.)
[17] Shneps-Shneppe D. On Digital Signaling for Moscow City Railways. International Journal of Open Information Technologies. 2018; 6(6):28-37. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=35050445& (accessed 12.01.2019). (In Eng.)
[18] Qaddus A. Real Time Performance Analysis of Digital Mobile Radio (DMR) and APCO Project 25 (P-25) Radio Systems in Land Mobile Radio (LMR) Systems. International Journal of Computer Engineering and Information Technology. 2016; 8(3):49-55. Available at: http://www.ijceit.org/published/volume8/issue3/3Vol8No3.pdf (accessed 12.01.2019). (In Eng.)
[19] Zhu Q., Jiang Xin-hua, Zou Fu-min. Experimental Research on the Influence Factors in the Multi-hop Multi-radio Mesh Network. Science Technology and Engineering. 2008; 21. Available at: http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTotal-KXJS200821017.htm (accessed 12.01.2019). (In Eng.)
[20] Matsumoto M., Nishimura T., Hagita M., Saito M. Cryptographic Mersenne Twister and Fubuki Stream/Block Cipher. Cryptology ePrint Archive, Report 2005/165. 2005. Available at: https://pdfs.semanticscholar.org/60c7/518d60b6b53f8344c4bff116240a88132fa4.pdf (accessed 12.01.2019). (In Eng.)
Опубликована
2019-07-25
Как цитировать
SCHNEPS-SCHNEPPE, Donat Manfredovich; TIKHONOV, Eugene Olegovich. Mesh сеть для железных дорог. Международный научный журнал «Современные информационные технологии и ИТ-образование», [S.l.], v. 15, n. 2, p. 516-527, july 2019. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/540>. Дата доступа: 21 nov. 2019 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.15.201902.516-527.
Раздел
Цифровая трансформация транспорта