dorohusk_gsmr_v05 GSM R popr[1] 05 01 2011

Transkrypt

dorohusk_gsmr_v05 GSM R popr[1] 05 01 2011
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Dokumentacja przedprojektowa dla zadania
„Modernizacja linii kolejowej Nr 7 Warszawa Wschodnia Osobowa - Dorohusk
na odcinku Warszawa Wschodnia - Lublin - Dorohusk - Granica Państwa”
Etap I
Etap II
Etap III
Etap IV
Etap V
Etap VI
Etap VII
Etap VIII
Etap IX
Etap X
Etap XI
Prognozy społeczno - gospodarcze i analizy rynku usług transportowych
Analizy ruchowo - marketingowe opcji modernizacyjnych
Analiza stanu istniejącego infrastruktury kolejowej i taboru
Analizy techniczne opcji modernizacji linii, wraz z oszacowaniem kosztów
Analiza środowiskowa
Analiza CBA i wybór opcji
Raport o oddziaływaniu przedsięwzięcia na środowisko
Wniosek o wydanie decyzji o środowiskowych uwarunkowaniach zgody
na realizację przedsięwzięcia
Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Tom IX - 1
Uszczegółowienie analiz ruchowych
Tom IX - 2
Podtorze
na
szlakach
i
posterunkach
ruchu
(z odwodnieniem drogi kolejowej)
Stacje kolejowe
Szlaki kolejowe
Tom IX - 3
Nawierzchnia kolejowa
Stacje kolejowe
Szlaki kolejowe
Tom IX - 4
Obiekty inŜynieryjne
Stacje kolejowe
Szlaki kolejowe
Tom IX - 5
Przejazdy, drogi i place ładunkowe
Przejazdy i drogi
Place ładunkowe
Tom IX - 6
Obiekty kubaturowe, perony wraz z małą architekturą
Stacje kolejowe
Szlaki kolejowe
Tom IX - 7
Sieć trakcyjna i powrotna
Tom IX - 8
Układ zasilania sieci trakcyjnej
Tom IX - 9
Linia odbiorów nietrakcyjnych
Tom IX - 10 Energetyka do 1 kV
Tom IX - 11 SRK, SBL i urządzenia bezpieczeństwa (w tym DSAT)
Tom IX - 12 ERTMS
ETCS
GSM-R
Tom IX - 13 Telekomunikacja
Tom IX - 14 Tabor i zaplecze
Tom IX - 15 Analiza interoperacyjności
Tom IX - 16 Harmonogram realizacji i etapowania robót
Tom IX - 17 Koszty inwestycyjne
Tom IX - 18 Koszty utrzymania
Tom IX - 19 Analizy finansowe
Tom IX - 20 Analizy ekonomiczne
Tom IX - 21 Prezentacja multimedialna
Tom IX - 22 Raport podsumowujący z etapu IX
Sporządzenie syntezy ze Studium Wykonalności
Opracowanie materiałów przetargowych
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 1
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Spis treści
1.
Wprowadzenie, cel realizacji___________________________________________________ 4
2.
ZałoŜenia wyjściowe wdroŜenia sieci ERTMS/GSM-R na linii Nr 7____________________ 5
3.
Wymagania na niezbędną infrastrukturę liniową sieci ERTMS/GSM-R ________________ 6
3.1.
Wymagania na sterownik BSC_____________________________________________ 7
3.2.
Wymagania na stacje bazowe BTS _________________________________________ 8
3.3.
Wymagania na kontener telekomunikacyjny _________________________________ 9
3.4.
Wymagania na wieŜę radiową ____________________________________________ 10
3.5.
Wymagania na urządzenia SDH (backhaul) _________________________________ 11
3.6.
Wymagania na zasilanie site-u ___________________________________________ 14
4.
Planowanie radiowe, wymiarowanie sieci ERTMS/GSM-R , jakość usług sieciowych (QoS)
14
5.
Optymalizacja i wybór lokalizacji stacji bazowych ERTMS/GSM-R __________________ 19
6.
Zalecenia i wytyczne dla projektantów infrastruktury liniowej ERTMS/GSM-R ________ 34
7.
Koszty wdroŜenia infrastruktury ERTMS/GSM-R _________________________________ 37
8.
Bibliografia (standardy)______________________________________________________ 39
9.
Skróty ____________________________________________________________________ 41
Spis ilustracji
RYS 1. LOGICZNA RELACJA PODSYSTEMÓW GSM-R I ETCS W RAMACH SYSTEMU ERTMS.................... 6
RYS 2.UPROSZCZONA ARCHITEKTURA SYSTEMU GSM-R (OZNACZENIA W ROZDZIALE „SKRÓTY”) ...... 6
RYS. 3.SKŁADNIKI PODSYSTEMU BSS INFRASTRUKTURY SIECIOWEJ ERTMS/GSM-R ............................. 7
RYS. 4. DIAGRAM OSZACOWANIA PROMIENIA KOMÓRKI DLA TERENU PODMIEJSKIEGO (PM) I
WYSOKOŚCI WIEśY ANTENOWEJ 15M (A), 30M (B) I 50M (C). ............................................................ 23
RYS. 5. LOKALIZACJA STACJI BAZOWYCH BTS W SIECI GSM-R NA LINII WARSZAWA WSCH.- LUBLIN DOROHUSK – ODCINEK KILOMETRAśA: 0 – 50 KM. ............................................................................. 27
RYS. 6. LOKALIZACJA STACJI BAZOWYCH BTS W SIECI GSM-R NA LINII WARSZAWA WSCH.- LUBLIN DOROHUSK – ODCINEK KILOMETRAśA: 50 – 100 KM. ......................................................................... 28
RYS. 7. LOKALIZACJA STACJI BAZOWYCH BTS W SIECI GSM-R NA LINII WARSZAWA WSCH.- LUBLIN DOROHUSK – ODCINEK KILOMETRAśA: 100 – 150 KM. ....................................................................... 29
RYS. 8. LOKALIZACJA STACJI BAZOWYCH BTS W SIECI GSM-R NA LINII WARSZAWA WSCH. - LUBLIN DOROHUSK – ODCINEK KILOMETRAśA: 150 – 200 KM. ....................................................................... 30
RYS. 9. LOKALIZACJA STACJI BAZOWYCH BTS W SIECI GSM-R NA LINII WARSZAWA WSCH. – LUBLIN DOROHUSK – ODCINEK KILOMETRAśA: 200 – 250 KM. ....................................................................... 31
RYS. 10. LOKALIZACJA STACJI BAZOWYCH BTS W SIECI GSM-R NA LINII WARSZAWA WSCH. – LUBLIN DOROHUSK – ODCINEK KILOMETRAśA: 250 – 269,51KM. ................................................................... 32
RYS. 11. NAJCZĘSTSZE SPOSOBY POŁĄCZEŃ ELEMENTÓW WEWNĄTRZ INFRASTRUKTURY
RADIOWEJ BSS SIECI ERTMS/GSM-R.................................................................................................... 35
RYS. 12. INTERFEJSY W SIECI ERTMS/GSM-R............................................................................................... 36
RYS. 13. INFRASTRUKTURA BSS DLA LINII NR 7 WARSZAWA WSCH. – LUBLIN – DOROHUSK
(PROPOZYCJA)......................................................................................................................................... 37
RYS. 14. WYPOSAśENIE I KOSZTY JEDNOSTKOWE DLA INFRASTRUKTURY RADIOWEJ BSS SIECI
ERTMS/GSM-R (BEZ TERMINALI)............................................................................................................ 37
RYS. 15. PRZYKŁADY ZASTOSOWANIA KOMÓREK GSM-R NA LINII KOLEJOWEJ ..................................... 39
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 2
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Spis tabel
TABELA 1. PODZIAŁ FUNKCJI REALIZOWANYCH PRZEZ MSC/GSM-R, BSC I BTS ....................................... 8
TABELA 2. WYMAGANE PARAMETRY ZASILANIA .......................................................................................... 14
TABELA 3.WYMAGANIA QOS (QUALITY OF SERVICE) DLA RADIA KABINOWEGO ..................................... 15
TABELA 4.CZASY ZESTAWIANIA POŁĄCZEŃ.................................................................................................. 16
TABELA 5.MODEL RUCHU DLA POŁĄCZEŃ GŁOSOWYCH TYPU PUNKT-PUNKT ....................................... 16
TABELA 6. MODEL RUCHU DLA POŁĄCZEŃ GŁOSOWYCH GRUPOWYCH (VGCS) I ROZSIEWCZYCH
(VBS).......................................................................................................................................................... 17
TABELA 7. MODEL RUCHU DLA POŁĄCZEŃ GŁOSOWYCH STACJI STAŁYCH I RUCHOMYCH.................. 17
TABELA 8. MODEL RUCHU DLA POŁĄCZEŃ WYMIANY DANYCH (CSD) ...................................................... 17
TABELA 9. WYMOGI QOS DLA INFRASTRUKTURY GSM-R – ŁĄCZA GSM-R BEZ WYMOGÓW NA ETCS2 19
TABELA 10. WYMOGI QOS DLA INFRASTRUKTURY GSM-R – ŁĄCZA GSM-R DLA APLIKACJI ETCS2 ...... 19
TABELA 11. ZASIĘGI KOMÓREK (PROMIEŃ W KM) DLA RÓśNYCH RODZAJÓW TERENU I RÓśNYCH
WYSOKOŚCI WIEś ANTENOWYCH......................................................................................................... 20
TABELA 12. WYNIKI OPTYMALIZACJI POSADOWIENIA STACJI BAZOWYCH BTS NA LINII NR 7
WARSZAWA WSCH.-LUBLIN - DOROHUSK ............................................................................................ 24
TABELA 13. LOKALIZACJE STACJI BAZOWYCH BTS GSM-R DLA LINII NR 7 WARSZAWA WSCH. – LUBLIN
– WARSZAWA Z PODZIAŁEM NA TYP TERENU, RODZAJ STACJI I WYSOKOŚĆ WIEś
ANTENOWYCH.......................................................................................................................................... 33
TABELA 14. OSZACOWANIE KOSZTÓW INFRASTRUKTURY RADIOWEJ BSS SIECI ERTMS/GSM-R DLA
LINII NR 7 WARSZAWA WSCH. – LUBLIN – WARSZAWA ...................................................................... 37
Zespół autorski:
Emil Onderka
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 3
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
1.
Wprowadzenie, cel realizacji
Komisja Europejska kładzie nacisk na wprowadzanie pełnej interoperacyjności w
transporcie szynowym SłuŜą temu celowi dyrektywy dotyczące kolei duŜej prędkości
(DYREKTYWA 96/48/WE Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie interoperacyjności
transeuropejskiego systemu kolei duŜych prędkości) oraz kolei konwencjonalnych
(DYREKTYWA 2001/16/WE Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie interoperacyjności
transeuropejskiego systemu kolei konwencjonalnych), obejmujące wszystkie podsystemy
transportu kolejowego. Dla nich opracowuje się jednolite normy - Techniczne Specyfikacje
Interoperacyjności (TSI). Przykładami harmonizowanych działań są: Europejski System
Zarządzania Ruchem Kolejowym ERTMS (European Rail Traffic Management System),
Europejski System Sterowania Pociągiem ETCS (European Train Control System) oraz
Globalny System Kolejowej Radiokomunikacji Ruchomej GSM-R (Global System for Mobile
Communications - Railways).
Dla kolei europejskich ERTMS/GSM-R stanowi waŜny element strategii wprowadzania
nowoczesności na sieć kolejową. System został opracowany na podstawie publicznego
standardu GSM (Globalny System Radiokomunikacji Ruchomej). Powstały ujednolicone
europejskie rozwiązania techniczne, wydzielono jednolity zakres częstotliwości do
wyłącznego zastosowania systemu do prowadzeniu ruchu kolejowego. Istniejące
dotychczas analogowe systemy radiowe są po uruchomieniu GSM-R sukcesywnie
zastępowane urządzeniami cyfrowymi. Wprowadzenie GSM-R stwarza moŜliwość
automatycznego przekazywania informacji o pociągu do systemów nadzoru i utrzymania.
ERTMS/GSM-R stanowi równieŜ podstawę dla systemu sterowania pociągiem
(ERTMS/ETCS), który w przyszłości zastąpi wiele narodowych systemów zabezpieczenia
ruchu kolejowego. Tempo wprowadzania systemu ETCS będzie zaleŜeć od moŜliwości
finansowych Unii Europejskiej i poszczególnych krajów. W państwach dysponujących
stosunkowo niedawno wdroŜonymi systemami sterowania ruchem kolejowym, które jeszcze
nie uległy dekapitalizacji (Niemcy, Francja), moŜna przewidywać, Ŝe realizacja systemu
ETCS na szerszą skalę nastąpi w okresie późniejszym. Np. w Niemczech przejście do
systemów ETCS będzie następować w pierwszej kolejności w paneuropejskich korytarzach
transportowych. Do takich rozwiązań przekonuje konieczność odpowiedniego wyposaŜenia
wielosystemowych lokomotyw obsługujących ruch transgraniczny.
System GSM-R w dobie obecnej stanowi waŜne ogniwo w procesie bezpieczeństwa i
interoperacyjności ruchu kolejowego w Europie. Wg „The newsletter of ERTMS “Signal” –
wydanie 10, luty 2009” plany europejskich zarządów kolejowych obejmują wdroŜenie
GSM-R na blisko 150 000 km liniach kolejowych z ok. 221 000 wszystkich linii kolejowych w
Europie (66,6% pokrycia), przy czym – wg stanu na 1 stycznia 2009r. - na blisko 57 000 km
(38,5%) z planowanych, system ten jest juŜ eksploatowany. Dzięki systemowi
ERTMS/GSM-R , bez potrzeby wymiany radia, pociągi przekraczają „płynnie" granice
między:
• Niemcami a Holandią;
• Niemcami a Szwajcarią;
• Niemcami a Szwecją;
• Niemcami a Belgią,
• Niemcami a Francją;
• Szwecją a Norwegią;
• Włochami a Szwajcarią;
• Francją a Belgią;
• Belgią a Holandią;
• Niemcami a Austrią;
• Niemcami a Czechami.
Pięć zarządów kolejowych zakończyło juŜ pierwszy etap wdraŜania GSM-R: Niemcy
(24 000 km), Włochy (8 500 km), Szwecja (8 500km)., Holandia (3 000 km) i Norwegia (3
000 km). W Europie blisko 65 000 terminali ruchomych jest juŜ aktywowanych (ok. 33%
planowanych), z czego ok. 28 000 to Radia Kabinowe. Do końca 2010 roku system GSM-R
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 4
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
będzie eksploatowany na ok. 90 000 km (60%) linii kolejowych (Źródło: The newsletter of
ERTMS “Signal” – wydanie 10, luty 2009).
Niniejszy dokument ma na celu przygotowanie dokumentacji przedprojektowej w
zakresie infrastruktury systemu GSM-R dla linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin – Dorohusk,
która:
1. określi zakres przyszłej modernizacji na tej linii;
2. umoŜliwi uzyskanie finansowej pomocy unijnej na przeprowadzenie modernizacji
tej linii;
3. stworzy podstawę do opracowania części technicznej dokumentów
przetargowych dla następnego etapu realizacji projektu, jakim będzie
opracowanie dokumentacji projektowej.
2. ZałoŜenia wyjściowe wdroŜenia sieci ERTMS/GSM-R na linii Nr 7
Jak juŜ wspomniano we wstępie, w dziedzinie radiołączności pociągowej, na nowych i
modernizowanych liniach system ERTMS/GSM-R nie ma alternatywy. Jego wdroŜenie jest
obligatoryjne ze względu na interoperacyjność tego systemu.
W niniejszym opracowaniu przyjęto następujące załoŜenia:
a) dane przedprojektowe będą dotyczyć sieci ERTMS/GSM-R (stałej infrastruktury
naziemnej) – zgodnie z logiczną relacją
podsystemów ERTMS/GSM-R i
ERTMS/ETCS - rys. 1.;
b) stała infrastruktura naziemna GSM-R dla linii Nr 7 Warszawa-Lublin-Dorohusk, ze
względu na fakt, Ŝe wdraŜanie systemu ERTMS/GSM-R nastąpi na tej linii dopiero w
okresie, gdy na polskich kolejach będzie – zgodnie z Narodowym Planem WdroŜenia
ERTMS w Polsce - juŜ funkcjonował system GSM-R na wielu liniach kolejowych
(system NSS obejmujący centrale radiowe MSC wraz z rejestrami HLR, VLR, EIR i
innymi oraz systemy zarządzania OSS będą juŜ wdroŜone), obejmie głównie
podsystem BSS (stacje bazowe BTS oraz kontrolery tych stacji BSC) – rys. 2.;
c) ze względu na fakt, Ŝe na koszty infrastruktury podsystemu BSS sieci ERTMS/GSMR mają głównie wpływ koszty stacji bazowych BTS, przeprowadzona zostanie
optymalizacja wyboru posadowienia tych stacji (metodykę optymalizacji
przedstawiono w rozdziale 5.) pod kątem minimalizacji liczby wymaganych stacji
bazowych;
d) podsystem BSS infrastruktury naziemnej ERTMS/GSM-R zapewni wszystkie usługi
głosowe niezbędne w sieciach radiołączności kolejowej oraz łącza transmisji danych
niezbędne do przesyłu sygnałów w relacji „tor-pojazd” dla systemu ERTMS/ETCS
poziom 2.;
e) dołączenie (backhaul) podsystemu BSS do podsystemu NSS sieci ERTMS/GSM-R
nastąpi poprzez kabel światłowodowy, ułoŜony wzdłuŜ torów linii Nr 7, którego koszt
zostanie oszacowany w rozdziale poświęconym wdroŜeniu systemu ERTMS/ETCS;
f) w pracach przedprojektowych zostaną uwzględnione aktualne normy i standardy
systemu ERTMS/GSM-R (zwłaszcza EIRENE, MORANE) oraz doświadczenia
europejskich zarządów kolejowych wdraŜających system ERTMS/GSM-R, przede
wszystkim na liniach, gdzie zastosowano system ERTMS/ETCS poziom 2.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 5
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys 1. Logiczna relacja podsystemów GSM-R i ETCS w ramach systemu ERTMS
Rys 2.Uproszczona architektura systemu GSM-R (oznaczenia w rozdziale „Skróty”)
3. Wymagania na niezbędną infrastrukturę liniową sieci ERTMS/GSM-R
Podsystem BSS sieci składa się głównie z dwóch elementów:
a) sterownika (sterowników) stacji bazowych BSC;
b) zespołu stacji bazowych BTS.
Stacja bazowa (site) składa się z kolei z następujących elementów (rys. 3):
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 6
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
a) wolnostojącej wieŜy radiowej zawierającej anteny GSM-R oraz ewentualnie
anteny radioliniowej słuŜącej do przesyłania sygnałów do sterownika stacji
bazowych BSC;
b) kontenera telekomunikacyjnego jako pomieszczenia zawierającego
urządzenia stacji bazowej BTS, urządzenia teletransmisyjne do przesyłania
sygnałów do sterownika stacji bazowych BSC (backhaul) oraz urządzenia
zasilające (baterie, UPS). Uwaga: w analizie nie rozpatrywano opcji stacji
bazowej BTS w wersji „indoor” i „outdoor” ze względu na fakt, ze dla
systemów GSM-R obsługujących ETCS poziom 2 z reguły nie stosuje tego
typu stacji (ze względu na bezpieczeństwo sprzętu i rozmiar baterii
akumulatorowych dla warunku podtrzymania 8h przy zaniku napięcia
podstawowego 230V AC).
3Com
Rys. 3.Składniki podsystemu BSS infrastruktury sieciowej ERTMS/GSM-R
PoniŜej przedstawiono wymagania na poszczególne elementy podsystemu BSS.
3.1.
Wymagania na sterownik BSC
PoniŜej przedstawiono wymagania na podsystem BSS i poszczególne elementy
podsystemu.
1. Sterownik stacji bazowych BSC powinien realizować następujące funkcje:
a) konfigurować i zarządzać rozmównymi i sygnalizacyjnymi kanałami radiowymi
podległych mu stacji bazowych,
b) sterować skakaniem (hopping) po częstotliwościach,
c) zarządzać procedurą szyfrowania transmisji radiowej,
d) realizować przywoływanie stacji ruchomych,
e) sterować mocą podległych mu stacji bazowych i stacji ruchomych,
f) sterować przełączaniem kanałów,
g) kontrolować stopy błędów i poziom mocy sygnału odbieranego przez stacje bazowe i
stacje ruchome w zajętych kanałach radiowych,
h) realizować komutację łączy w celu koncentracji ruchu w łączach do centrali
MSC/GSM-R,
i) utrzymywać i nadzorować połączenia między sterownikiem i stacjami bazowymi.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 7
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
2. Sterownik stacji bazowych BSC powinien umoŜliwiać realizację podłączenia stacji
bazowych w sposób:
a) indywidualny (pojedyncza stacja bazowa),
b) szeregowy (kilka stacji bazowych),
c) szeregowy z pętlą (ring stacji bazowych)
zgodnie z opisem interfejsu A-bis standardu GSM.
3.2.
Wymagania na stacje bazowe BTS
1. Główne funkcje realizowane przez zespół stacji bazowych BTS powinny być
następujące:
a) wykrywanie zgłoszeń (Ŝądania przydzielenia wydzielonego kanału sygnalizacyjnego)
stacji ruchomych,
b) funkcje związane z przetwarzaniem sygnału
• w kierunku nadawczym i odbiorczym:
kodowanie i dekodowanie mowy,
kodowanie i dekodowanie kanałowe,
przeplot i rozplot,
modulacja i demodulacja;
• w kierunku nadawczym:
konwersja sygnału do częstotliwości radiowej,
wzmacnianie i łączenie (combining) sygnałów radiowych dochodzących
do anteny;
• w kierunku odbiorczym:
filtracja sygnałów,
rozdział i konwersja do pasma podstawowego,
szyfrowanie i rozszyfrowanie sygnałów przesyłanych w kanale radiowym,
przekazywanie wyników pomiarów własnych
przekazywanie wyników otrzymanych od stacji ruchomych do sterownika
BSC,
realizacja skakania po częstotliwościach,
zapewnienie synchronizacji pomiędzy stacją ruchomą a stacją bazową.
W tabeli 1. przedstawiono podział funkcji (zadań) realizowanych przez centralę
MSC/GSM-R, sterownik stacji bazowych BSC i zespół stacji bazowych BTS.
Tabela 1. Podział funkcji realizowanych przez MSC/GSM-R, BSC i BTS
Funkcja
Miejsce realizacji
BTS
BSC
MSC/GSM-R
Zarządzanie kanałami transmisyjnymi w części stałej systemu ERTMS/GSM-R
Odcinek MSC-BSC:
- przydział kanałów
X
- wykrywanie blokady
X
Odcinek BSC-BTS
- przydział kanałów
X
- wykrywanie blokady
X
Zarządzanie kanałami radiowymi
KONFIGUROWANIE KANAŁÓW
X
Skakanie po częstotliwościach:
- zarządzanie
X
1)
- wykonanie
X
Zarządzanie kanałami rozmównymi TCH:
- przydział (wybór kanałów)
X
- nadzór łącza
X
- zwolnienie kanału
X
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 8
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
- obserwacja biernych kanałów
- sterowanie mocą stacji ruchomych
Zarządzanie wydzielonymi kanałami sygnalizacyjnymi
SDCCH:
- przydział kanałów SDCCH
- nadzór łącza
- zwolnienie kanału
- sterowanie mocą
Zarządzanie
rozsiewczymi
i
wspólnymi
kanałami
sygnalizacyjnymi BCH i CCCH:
- cykliczne generowanie wiadomości - zarządzanie
- cykliczne generowanie wiadomości - wykonanie
Dostęp do wydzielonego kanału sygnalizacyjnego SDCCH:
- wykrywanie Ŝądania dostępu
- przydział kanału
KODOWANIE I DEKODOWANIE KANAŁOWE
Pomiary:
- pomiar sygnału w kanale „w górę”
- przetwarzanie wyników pomiarów otrzymanych od MS i
BTS
- pomiary ruchu
Transmisja z wyprzedzeniem:
- obliczanie wartości wyprzedzenia
- sygnalizacja do MS przy zestawianiu połączenia
- sygnalizacja do MS w trakcie połączenia
Szyfrowanie:
- zarządzanie (klucz z MSC)
- zarządzanie (klucz z BSC)
Przywoływanie stacji ruchomej:
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
2)
X
X
X
X
X
X
X
- inicjacja
- przywoływanie - zarządzanie
- przywoływanie - wykonanie
Przełączanie kanałów w ramach jednego sterownika BSC
X
X
X
Przełączanie kanałów pomiędzy róŜnymi sterownikami
BSC:
- rozpoznanie powodu (jakość transmisji)
- rozpoznanie powodu (natęŜenie ruchu)
- decyzja
- wykonanie
X
Zarządzanie „ruchomością” abonentów
Identyfikacja abonenta
Uaktualnianie informacji o połoŜeniu abonenta
1)
2)
X
X
X
X
X
X
– równieŜ stacja ruchoma (MS)
– „w dół” realizuje MS
3.3.
Wymagania na kontener telekomunikacyjny
1. Dla kaŜdej stacji bazowej kontener telekomunikacyjny powinien mieć maksymalne
wymiary szer. zewn. 2560 mm, wys. wew. 2750 mm, dł. zewn. 2560 mm.
2. Kontener powinien być posadowiony na blokach fundamentowych prefabrykowanych.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 9
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
3. Kontener powinien być wykonany w technologii stalowych paneli warstwowych o
konstrukcji samonośnej. Kontener powinien posiadać dobrą izolacje termiczną i
wilgotnościową.
4. Kontener powinien posiadać kompletną dokumentację techniczną.
5. Kontener powinien być wyposaŜony w kompletną instalację elektryczną wraz z tablicą
przyłączeniową, szynę wyrównania potencjału oraz zintegrowaną instalację
wentylacyjną i grzewczą zapewniającą stabilne warunki termiczne. Kontener powinien
mieć system alarmowy z czujnikami ruchu, otwarcia/zamknięcia drzwi, wilgotności,
dymu i temperatury.
6. Kontener powinien mieć drzwi antywłamaniowe z zamkiem antypanic.
7. Kontener powinien być wyposaŜony w przepust dla kabli antenowych, przepusty dla
kabla energetycznego i teletechnicznego.
8. Tablica przyłączeniowa w kontenerze powinna zawierać zabezpieczenie przepięciowe,
pola przyłączeniowe dla zasilania świateł przeszkodowych i odbiorów technologicznych.
9. Wytrzymałość podłogi powinna zapewniać zabudowę wszystkich urządzeń
telekomunikacyjnych.
10. Dach powinien być zabezpieczony przed upadkiem lodu oraz powinien posiadać
powłokę odbijającą światło.
11. Kontener technologiczny nie moŜe być źródłem uciąŜliwości akustycznej, hałasu o
mierzalnych wartościach. a takŜe emisji pola elektromagnetycznego.
3.4.
Wymagania na wieŜę radiową
1. W
lokalizacjach
stacji
bazowych
BTS
naleŜy
zastosować
wieŜe stalowe cynkowane ogniowo lub w technologii betonowej.
2. Konstrukcja wieŜ powinna uwzględniać umieszczenie w ich wnętrzu kabli zasilających
anteny.
3. Projekt wieŜ powinien być zgodny z normą wiatrową PN-77/B-02011 z przyjętym
parciem wiatru 25daN/m² (I strefa wiatrowa) oraz kategorią terenu A.
4. W przypadku oceny przez Wykonawcę konieczności zastosowania wieŜ w innej strefie
wiatrowej niŜ podano powyŜej, naleŜy zastosować parcie wiatru wynikające dla
odpowiedniej lokalizacji inwestycji, zgodnie z normą PN-77/B-02011.
5. W projekcie naleŜy podać wymóg maksymalnego skręcenie wieŜ na poziomie 0,5m
przed wierzchołkiem wieŜy.
6. W projekcie naleŜy podać wymóg maksymalnego wychylenie wieŜy na poziomie
wierzchołka wieŜy.
7. WieŜe powinny być wyposaŜone w:
a) iglicę odgromową,
b) platformę konserwacyjną o szerokości ok. 70cm od wieŜy, usytuowaną w górnej
części wieŜy, umoŜliwiającą montaŜ i konserwację anten,
c) główną drabinę dostępową do platformy konserwacyjnej wraz z systemem
zabezpieczającym, realizowanym poprzez linki asekuracyjne, przed upadkiem z
wysokości. Uwaga: Nie dopuszcza się stosowania szynodrabin oraz szczebli
włazowych,
d) wyjście na platformę konserwacyjną bezpośrednio z drabiny głównej,
e) dodatkową drabinę nad platformą konserwacyjną, umoŜliwiającą dostęp do anten,
zlokalizowaną po drugiej stronie drabiny głównej,
f) pomosty spoczynkowe usytuowane ok. w połowie wieŜy oraz przy wyjściu na
platformę konserwacyjną,
g) drzwiczki rewizyjne nad platformą konserwacyjną,
h) 2 uchwyty do zamontowania dwóch sektorowych anten GSM-R i 2 uchwyty do
zamontowania dwóch anten radioliniowych,
i) drzwi konserwacyjne u dołu wieŜy,
j) osłonę anty-dostępową do drabiny głównej oraz osłonę anty-wspinaczkową
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 10
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
8. Maksymalne parametry anten:
a) anteny sektorowej GSM-R: waga: 25kg, wymiary (L-W-H): 1300x600x150mm,
b) anteny radioliniowe: waga: 60 kg, wymiary 1400x1400x750mm
9. Wszystkie wieŜe i inne elementy wsporcze zespołów antenowych muszą mieć
bezwzględnie moŜliwość uziemienia w celu zapewniania ochrony odgromowej. W
trakcie instalacji w/w elementy powinny być połączone z siecią ochrony odgromowej.
10. Przy konstrukcji stalowej wieŜy wymaga się, aby wszystkie elementy stalowe konstrukcji
podantenowych oraz drabinek kablowych w celu zabezpieczenia przed korozją były
ocynkowane ogniowo. W przypadkach, gdy wystąpi jakiekolwiek uszkodzenie powłoki
cynkowej, miejsca uszkodzeń naleŜy pomalować farbą cynkową w sposób zapewniający
właściwą ochronę przed korozją. NaleŜy unikać bezpośredniego stykania się elementów
wykonanych z róŜnych metali (np. nie ocynkowane śruby stalowe z elementami
ocynkowanymi) aby zapobiec tworzeniu się ognisk korozji. Wszystkie ostre krawędzie
muszą być ogradowane i zabezpieczone przed korozją.
3.5.
Wymagania na urządzenia SDH (backhaul)
1. W projekcie technicznym powinny zostać określone:
a) lokalizacje urządzeń teletransmisyjnych zapewniających dołączenie wszystkich
elementów budowanej infrastruktury BSS/GSM-R do sieci telekomunikacyjnej;
b) sposób połączenia zaproponowanych urządzeń teletransmisyjnych;
c) sposób dołączenia systemu teletransmisyjnego do centrali (central) MSC;
d) rodzaj zaproponowanej protekcji w sieci teletransmisyjnej i w urządzeniach.
2. W projekcie technicznym naleŜy określić wszystkie łącza (BSC-BTS, BTS-BTS, inne)
wraz z niezbędną przepływnością, na potrzeby sieci ERTMS/GSM-R dla linii Nr 7
Warszawa Wsch. – Lublin - Dorohusk.
3. Wszystkie urządzenia powinny spełniać wymogi zawarte w Obwieszczeniu Prezesa
Urzędu Transportu Kolejowego z dnia 8 sierpnia 2005 roku „w sprawie ustalenia listy
właściwych krajowych specyfikacji technicznych i dokumentów normalizacyjnych,
których zastosowanie umoŜliwi spełnienie zasadniczych wymagań dotyczących
interoperacyjności kolei”.
4. Urządzenia SDH wykonane w postaci bloków, paneli, kart powinny być dostosowane do
stojaków 19” lub innych zgodnych z wymaganiami standardu ETSI 300 119.
Dopuszczalne jest zastosowanie urządzeń w wersji desktop.
5. Rozwiązanie mechaniczne urządzeń SDH powinno odpowiadać właściwościom
elektromagnetycznym zgodnie ze standardem ETS 300 386-1.
6. Konstrukcja urządzeń powinna być tak wykonana, aby uniemoŜliwiać niewłaściwe
umieszczenie w stojakach wymiennych modułów, zespołów, kart. Przypadkowe
umieszczenie zespołu (karty) w miejscu dla niego nie przeznaczonym nie powinno
spowodować uszkodzenia zarówno tego zespołu jak i innych zespołów urządzenia.
7. NaleŜy
podać
wymiary
wszystkich
typów
światłowodowych
teletransmisyjnych (wysokość x szerokość x głębokość).
elementów
8. Urządzenia teletransmisyjne światłowodowe powinny być zasilane ze bezprzerwowego
źródła prądu stałego o napięciu znamionowym 48 V z uziemionym biegunem dodatnim.
Powinny one pracować poprawnie przy zmianach napięcia zasilania w zakresie co
najmniej ±10% w stosunku do wartości nominalnej. Urządzenia powinny spełniać
wymagania określone w zaleceniu ETS 300 132-2.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 11
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
9. NaleŜy podać pobór mocy w normalnej konfiguracji dla wszystkich urządzeń
teletransmisyjnych.
10. Urządzenia SDH powinny być wyposaŜone w optyczny interfejs liniowy STM-1 o
parametrach zgodnych z zaleceniami ITU-T G.957.
11. Urządzenia SDH STM-1 powinny zapewniać moŜliwość wyposaŜenia ich w następujące
rodzaje styków optycznych: S-1.1, L-1.1, L-1.2.
12. NaleŜy podać moŜliwą liczbę interfejsów liniowych, w jakie mogą być wyposaŜone
elementy sieciowe SDH. NaleŜy takŜe podać wszystkie parametry interfejsów liniowych
takich jak: poziom sygnału na wyjściu, czułość na odbiorze itp.
13. Oferowane urządzenia SDH powinny współpracować
następujących przepływnościach binarnych:
z
systemami
PDH
o
a) 2048 ± 50ppm, kod liniowy HDB3,
b) 34368 ± 20ppm, kod liniowy HDB3.
14. Parametry fizyczne i elektryczne dla sygnałów składowych powinny być zgodne z
zaleceniem ITU-T G.703 z następującymi opcjami:
a) styk 2048 kbit/s zgodny z G.703 rozdz. 6 i ETS 300 166, we/wy symetryczne 120
Ohm,
b) styk 34368 kbit/s zgodny z G.703 rozdz. 8 i ETS 300 166
c) styk synchronizacyjny 2048 kHz zgodny z G.703
15. NaleŜy wyspecyfikować dostępne w oferowanych urządzeniach SDH interfejsy sieciowe
i interfejsy dopływowe.
16. Dostarczony system powinien umoŜliwiać transport Ethernet 10/100 (ISA Eth 10/100) z
adaptacją szybkości. NaleŜy określić maksymalną ilość dostępnych kontenerów i ilość
dostępnych interfejsów Eth w kontenerze.
17. NaleŜy podać moŜliwości Infrastruktury w zakresie konfiguracji (maksymalne ilości
interfejsów kaŜdego typu i moŜliwe ich kombinacje).
18. Niezawodność urządzeń teletransmisyjnych SDH ma wpływ na ogólne wymagania w
zakresie poziomu dostępności systemu GSM-R. Wymaga się, aby dostępność systemu
teletransmisyjnego dla systemu GSM-R była nie gorsza niŜ 99,99%.
19. W celu osiągnięcia poziomu 99,99% dostępności naleŜy przyjąć, Ŝe:
a) urządzenia teletransmisyjne, do których dołączone są BTS powinny pracować w
pierścieniu,
20. NaleŜy przedstawić następujące informacje na temat poziomu dostępności urządzeń
teletransmisyjnych:
a) wartości MTBF dla wszystkich modułów wszystkich elementów sieciowych,
b) wartości MTBF dla wszystkich elementów sieci obsługujących połączenie dostęp –
linia.
21. NaleŜy określić globalny czas międzyawaryjny MTBF uwzględniający wszystkie zespoły
(karty) dostarczonych urządzeń.
22. Oferowany sprzęt teletransmisyjny SDH powinien posiadać mechanizmy protekcji na
poziomie sprzętowym. NaleŜy zapewnić protekcję zasadniczych modułów urządzenia na
poziomie sprzętowym określając zastosowane typy tej protekcji w oferowanych
urządzeniach.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 12
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
23. Urządzenia teletransmisyjne SDH powinny zapewnić realizację mechanizmu protekcji
odcinków zwielokratniających w sieci SDH zgodnie z opisem podanym w zaleceniu ITUT G.841.
24. Urządzenia teletransmisyjne SDH powinny zapewnić realizację mechanizmu protekcji
Sub Network Connection Protection (SNC-P) zgodnie z opisem podanym w zaleceniu
ITU-T G.841 dla wszystkich poziomów VC.
25. Urządzenia teletransmisyjne SDH powinny zapewnić realizację mechanizmu protekcji
Multiplex Section Shared Protection Ring (MS SPRING) zgodnie z opisem podanym w
zaleceniu ITU-T G.841.
26. Urządzenia teletransmisyjne SDH powinny zapewnić realizację mechanizmu protekcji
dedykowanego pierścienia odcinków zwielokratniających (Multiplex Section Dedicated
Ring) w sieci SDH.
27. NaleŜy podać czas przełączania na rozwiązanie zapewniające protekcję dla
poszczególnych oferowanych mechanizmów protekcji.
28. Zarządzanie urządzeniami SDH zastosowanymi w oferowanej sieci teletransmisyjnej
powinno być realizowane przez istniejący system nadzoru i zarządzania siecią
teletransmisyjną Telekomunikacji Kolejowej oparty na dwóch aplikacjach:
a) zarządzaniu elementami sieci,
b) zarządzaniu połączeniami w sieci.
29. W sieci teletransmisyjnej powinna być moŜliwa realizacja następujących funkcji
zarządzania:
a) zarządzanie błędami,
b) zarządzanie konfiguracją,
c) zarządzanie jakością transmisji,
d) zarządzanie bezpieczeństwem.
30. Oferowane urządzenia SDH powinny dysponować stykami:
a) dostępu lokalnego F, umoŜliwiającego dołączenie lokalnego terminala sterującego
(Craft Terminal),
b) systemu operacyjnego Q zapewniającego połączenie fizyczne i logiczne elementów
sieci SDH z systemem zarządzania,
c) wyprowadzania alarmów optycznych i akustycznych stacji.
31. Wskazane jest przekazywanie wszystkich informacji dotyczącej tej sieci do systemu
nadzoru centralnego nad siecią WDM / SDH tak, aby sieć ta była widoczna przez ten
system.
32. W przypadku zastosowania, radiolinie powinny spełniać następujące wymagania
techniczne:
a) pasmo pracy 32GHz w zakresie strojenia obsługującym przynajmniej: 3231932571MHz dla kanałów dolnych oraz 33131-33383MHz dla kanałów górnych (duplex
812MHz),
b) anteny 0,6m typu offsetowego zintegrowane z ODU,
c) całkowita przepływność radiolinii nie mniejsza niŜ 100Mbit/s full duplex,
d) konstrukcja typu „Split Mount” (IDU połączone kablem IF z ODU),
e) moduły IDU wyposaŜone w następującą kombinację
(symetryczne 120 Ω) oraz 3xFast Ethernet (100BaseT),
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
interfejsów:
32xE-1
strona 13
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
f)
porty do zarządzania wbudowane w IDU: 10/100BaseT oraz USB,
g) obsługiwane schematy modulacji: 4, 16, 32-dwu wartościowe przełączanie ręcznie,
h) alokacja kanału: 3,5; 7; 14; 28MHz przełączana programowo,
i)
kaŜde dostarczone przęsło musi być zrealizowane w konfiguracji z protekcją 1+1 Hot
Standby w układzie Space Divercity
3.6.
Wymagania na zasilanie site-u
1. Stacje bazowe BTS powinny być zasilane
którego celem jest ochrona odbioru zasilania
energetycznej (zaniki sieci, chwilowe wahania
obniŜenia napięcia, szumy, zakłócenia,
harmoniczne).
z systemu zasilania gwarantowanego,
przed podstawowymi typami awarii sieci
amplitudy, udary napięciowe, długotrwałe
przepięcia łączeniowe, odkształcenia
2. System zasilania gwarantowanego powinien posiadać układ samoczynnego zasilania
rezerwy, który w razie awarii bieŜącego źródła zasilania przełączy samoczynnie
obciąŜenie na kolejne dostępne źródło (źródła) energii. NaleŜy załoŜyć, Ŝe przerwa
bieŜącego (podstawowego) źródła energii moŜe wynosić do 8 godzin.
3. Dopuszcza się, aby agregat prądotwórczy był drugim rezerwowym źródłem zasilania,
włączającym się samoczynnie w przypadkach braku lub znacznego obniŜenia się
napięcia obwodzie zasilania pierwotnego i pierwszej rezerwy.
4. Zaleca się, aby urządzenia telekomunikacyjne w kontenerze były przystosowane do
zasilania ze źródeł prądu stałego (–48V) i zmiennego (230V) o wartościach napięć
podanych w tab. 2.
Tabela 2. Wymagane parametry zasilania
Napięcie nominalne [V]
Napięcie minimalne [V]
48 DC
40,50
230V AC1
207
1
Częstotliwość powinna zawierać się w granicach 50Hz±2Hz.
Napięcie maksymalne
[V]
57,00
253
5. System zasilania w kontenerze telekomunikacyjnym powinien gwarantować, Ŝe zasilane
urządzenia w tym kontenerze nie będą stanowić jakiegokolwiek niebezpieczeństwa dla
personelu w trakcie instalacji, eksploatacji, utrzymania i zarządzania urządzeniami.
6. Dla kaŜdego typu urządzenia telekomunikacyjnego w kontenerze naleŜy określić
standard, który odnosi się do bezpieczeństwa personelu.
4. Planowanie radiowe, wymiarowanie sieci ERTMS/GSM-R , jakość usług
sieciowych (QoS)
1. Szczegółowe planowanie radiowe powinno odnosić się do rozplanowania kanałów w
paśmie radiowym zgodnie z rozdziałem 3.2. specyfikacji EIRENE SRS, przy czym dla
linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin - Dorohusk zaleca się wartość 41,5 dBµV/m (-95
dBm) jako wartość progową natęŜenia pola w antenie na dachu lokomotywy tj. 4m nad
torem i przy prawdopodobieństwie pokrycia 95% (-95dBm jest to wartość wymagana
przez EIRENE dla linii z ETCS poziom 2/3 i dla prędkości na linii mniejszych i równych
od 220 km/h)
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 14
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
2. Dla anten w BTS-ach naleŜy przyjąć zysk anteny, co najmniej jako 15dBi (zaleca się
18dBi) i polaryzację pionową. NaleŜy
OKUMURA_HATA. z rozdzielczością 50m.
zastosować
model
propagacyjny
3. Planowanie radiowe powinno uwzględnić spełnienie wymagań QoS (Quality of Service)
wyszczególnione w tab.3. dla Radia Kabinowego o mocy w.cz. 8W.
Tabela 3.Wymagania QoS (Quality of Service) dla Radia Kabinowego
QoS parameter
Definicja parametru
Czas zestawiania
połączenia
Wartość czasu, który mija od momentu
polecenia CHANNEL REQUEST do
odbioru komunikatu ALERT w interfejsie
IUm (GSM 04.08). (MOC)
Prawdopodobieńst Liczba prób połączeń nie zakończonych
wo błędu
sukcesem do całkowitej liczby prób
połączenia
nawiązania połączeń
Stopa
Średnia liczba
odrzuconych
odrzuconych/niezrealizowanych połączeń
połączeń
na godzinę nie spowodowanych z winy
abonenta. Czas połączenia jest czasem
miedzy komunikatami CONNECT i
DISCONNECT na interfejsie IUm.
6s
Poziom
ufności
95%
1%
95%
-2
95%
Wartość
10 /hour
Dane dla połączeń z/do Radia Kabinowego
4. Przy planowaniu radiowym naleŜy przyjąć poziom natęŜenia pola zmierzony na wejściu
anteny lokomotywy, przy czym naleŜy przyjąć:
a) wysokość anteny równą 4m nad poziomem toru;
b) antenę izotropową o wzmocnieniu 0dBi;
c) czułość odbiornika Radia Kabinowego: –104dBm (wartość podawana przez „GSM-R
System Procurement Guide CLA111D005-4.0, January 2007 – rozdz. 8.9.4);
d) moc wcz. Radia Kabinowego 8W.
5. Na całej linii Nr Warszawa-Lublin-Dorohusk wartość natęŜenia pola powinna być wyŜsza
od poziomu -95dBm z prawdopodobieństwem 95% (oznacza to, Ŝe dla wszystkich
odcinków o długości 100m w 95% przypadkach średni zmierzony poziom na danym
odcinku stumetrowym powinien być większy od –95dBm – w co najmniej 95%
przedziale czasu).
6. System stacji bazowych BTS powinien zapewnić łączność dla pociągów jadących z
prędkością do 220 km/h.
Dane dla połączeń z/do radiotelefonu noszonego
7. Przy planowaniu radiowym naleŜy przyjąć poziom natęŜenia pola zmierzony na
wysokości 2m nad poziomem toru, przy czym naleŜy przyjąć:
a) czułość odbiornika radiotelefonu: -102dBm;
b) moc wcz. Radiotelefonu 2W.
Handover (przełączenie połączenia radiowego terminala)
8. Stopa handover’ów zakończonych pomyślnie powinna być większa od 99.5% w
warunkach eksploatacyjnych przebiegu pociągów.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 15
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
9. Czas handover’u nie powinien być dłuŜszy od 500 ms.
Czas zestawiania połączeń
10. Wymogi na czasy zestawiania połączeń powinny być zgodne z EIRENE FRS.
11. W przypadku połączeń alarmowych, maksymalne opóźnienie wewnątrz sieci
zewnętrznych w stosunku do sieci GSM-R nie powinno być dłuŜsze niŜ 250ms.
12. Czasy zestawiania połączeń są przedstawione w tab. 4. Czas zestawiania dotyczy
czasu wymaganego dla kaŜdej translacji numeru funkcyjnego.
Tabela 4.Czasy zestawiania połączeń
Czas
zestawienia
połączenia
Typ połączenia
Kolejowe połączenia alarmowe
<2s
Połączenia grupowe maszynistów w tym samym obszarze
<5s
Wszystkie eksploatacyjne połączenia z radiotelefonów noszonych
do terminali stałych nie objętych ww. połączeniami
Wszystkie eksploatacyjne połączenia z terminali stałych do
radiotelefonów noszonych nie objętych ww. połączeniami
Wszystkie eksploatacyjne połączenia z radiotelefonów noszonych
do radiotelefonów noszonych nie objętych ww. połączeniami
Wszystkie połączenia o niskim priorytecie
<5s
<7s
<10s
<10s
13. Model sieci dla linii Nr 7 powinien uwzględniać dane ruchowe zawarte w tab. 5., 6., 7 i 8
(dane zaczerpnięte ze źródła: GSM-R „The Railways Integrated Mobile Communication
System”, Siemens Communication on Air „GSM-R description”).
Połączenia głosowe
Ruch punkt-punkt
Tabela 5.Model ruchu dla połączeń głosowych typu punkt-punkt
UŜytkownicy
Typ
połączenia
Ruch na
uŜytkownika
(Erl)
Liczba
połączeń w
GNR na
uŜytkownika
Punkt-punkt
% aktywnych
uŜytkowników
w godzinie
największego
ruchu (GNR)
60%
Łączność pociągowa
(personel pociągu i Radia
Kabinowe)
Stacje/manewry/personel
techniczny
Administracja
0.075
3
Punkt-punkt
60%
0.063
2.5
Punkt-punkt
60%
0.033
1
Ruch VGCS/VBS (połączenia grupowe i rozsiewcze)
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 16
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Tabela 6. Model ruchu dla połączeń głosowych grupowych (VGCS) i rozsiewczych (VBS)
UŜytkownicy
Typ
połączenia
Liczba
grup
VGCS
VBS
40
40
Rozrząd/grupy utrzymania
Alarmy
%
aktywnych
grup w
GNR
60%
60%
Liczba
połączeń w
GNR na
grupę
1.5
1
Tabela 7. Model ruchu dla połączeń głosowych stacji stałych i ruchomych
UŜytkownicy
Łączność pociągowa (personel
pociągu i Radia Kabinowe)
Stacje/manewry/personel techniczny
Administracja
Ruchomystały
(R-S)
Ruch punkt-punkt
Stałyruchomy
(S-R)
Ruchomyruchomy
(R-R)
40%
35%
50%
40%
35%
40%
20%
30%
10%
Ruch VGCS/VBS
Zainicjowany
Zainicjowany
przez
przez
ruchomych
dyspozytora
50%
50%
50%
50%
UŜytkownicy
Rozrząd/grupy utrzymania
Alarmy
Do/z
Dyspozytor
PABX
Inne sieci
(PSTN/PLMN...)
85%
5%
10%
Ruch głosowy ruchomy-stały/stałyruchomy
Ruch danych (CSD – Circuit Switched Data)
Tabela 8. Model ruchu dla połączeń wymiany danych (CSD)
UŜytkownicy
Łączność pociągowa
(personel pociągu i Radia
Kabinowe)
Stacje/manewry/personel
techniczny
Administracja
Typ
połączenia
% aktywnych
uŜytkowników
w godzinie
największego
ruchu (GNR)
60%
Ruch na
uŜytkownika
(Erl)
0.011
CSD
CSD
CSD
Liczba
połączeń w
GNR na
uŜytkownika
3.75
60%
0.008
60%
0.006
UŜytkownicy
Łączność pociągowa (personel pociągu i Radia
Kabinowe)
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
R-S
77%
0.32
0.24
Ruch CSD
S-R
R-R
18%
5%
strona 17
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Stacje/manewry/personel techniczny
Administracja
Ruch CSD R-S i S-R
Dyspozytor
80%
77%
77%
PABX
15%
18%
18%
5%
5%
Do/z
Inne sieci (PSTN/PLMN...)
5%
14. W sieci ERTMS/GSM-R na linii Nr 7 naleŜy przewidzieć stanowiska (terminale)
dyspozytorskie podłączone do MSC poprzez interfejs ETSI DSS.1 PRI.
15. W celu analizy powypadkowej, powinno być rozwiązanie umoŜliwiające zapis i
archiwizację wszystkich operacyjnych połączeń głosowych zrealizowanych w ciągu
ostatnich 4 dni.
16. Wszystkie krytyczne elementy sieciowe i łącza transmisyjne łączące te elementy
powinny być redundantne w technologii 2n lub n+1.
17. Wszystkie stacje bazowe infrastruktury ERTMS/GSM-R powinny mieć moŜliwość
rozbudowy do minimum 3 jednostek TRX na stojak.
18. Łącza GSM-R na linii Nr 7 powinny spełniać parametry jakościowe (QoS) sieci
ERTMS/GSM-R
zmierzone
wg
metodyki
opisanej
w
dokumencie
UIC No. O-2475 „ERTMS/GSM-R Quality of Service Test Specification” z dnia 11
września 2003r.
19. Łącza GSM-R na linii Nr 7 powinny spełniać parametry zawarte w dokumencie “GSM-R
Interfaces Class 1 Requirements” SUBSET-093 z 11 października 2005r.
20. Graniczne wartości parametrów QoS powinny być następujące:
a) Czas (opóźnienie) zestawienia połączenia
Definicja: czas, który upłynął od momentu Ŝądania ustanowienia połączenia
do momentu wykazania, Ŝe połączenie zostało dokonane z sukcesem.
Wynik: czas zestawienia połączeń zainicjowanych przez terminale mobilne
powinien być mniejszy od 8,5s dla 95% prób i mniejszy lub równy od 10s dla
wszystkich dokonanych prób zestawienia połączeń. Uwaga: wynik większy
od 10s powinien być potraktowany jako błąd systemu GSM-R.
b) Stopa błędnie zestawionych połączeń
Definicja: stosunek liczby prób połączeń nie zakończonych sukcesem do
liczby wszystkich wykonanych prób zestawienia połączeń.
Wynik: stopa błędnych połączeń zainicjowanych przez terminale mobilne
powinna być mniejsza od 10-2 dla kaŜdej wykonanej próby.
c) Opóźnienie przenoszenia danych
Definicja: czas, który upłynął między Ŝądaniem operatora przetransmitowania
bloku danych a wskazaniem, Ŝe blok danych został przetransmitowany z
sukcesem.
Wynik: opóźnienie dla bloku 30 bajtów powinno być mniejsze lub równe od
0,5s dla 99% procent wykonanych prób.
d) Stopa utraconych połączeń
Definicja: liczba nieumyślnie wyzwolonych połączeń w skumulowanym czasie
połączeń.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 18
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Wynik: jeśli stopa ustanowionych połączeń jest mniejsza lub równa od 10-2 ,
stopa utraconych połączeń powinna być mniejsza lub równa od 10-2/h.
e) Zakłócenia transmisji
Definicja: okres zakłócenia transmisji w czasie ustanowionego połączenia dla
fazy transmisji danych, w którym z przyczyny usługi podstawowej, nie jest
moŜliwa transmisja jednostki danych o długości 30 bajtów.
Wynik: okres powinien być mniejszy od 0,8s (95% prób) i od 1s (99% prób).
Okres transmisji wolnej od błędów powinien być większy od 20s (95% prób) i
większy od 7s (99% prób).
f) Opóźnienie rejestracji w sieci GSM-R
Definicja: wartość czasu, który upłynął od momentu zaŜądania rejestracji do
wskazania, Ŝe rejestracja zakończyła się sukcesem.
Wynik: opóźnienie powinno być mniejsze lub równe od 30s (95% prób) i
mniejsze lub równe od 35s (99% prób). Wynik większy od 40s powinien być
uznany za błędy rejestracji.
21. Zbiorcze zestawienie powyŜszych wymagań przedstawiono w tab. 9. i 10.
Tabela 9. Wymogi QoS dla infrastruktury GSM-R – łącza GSM-R bez wymogów na ETCS2
Parametr QoS
Czas zestawiania połączenia inicjowanych przez
terminale mobilne
Stopa błędnie zestawionych połączeń
Maksymalne opóźnienie transferu end-to-end danych
bloku 30 bajtów
Stopa utraconych połączeń
Okres zakłóconej transmisji
Okres transmisji wolnej od błędów
Opóźnienie rejestracji w sieci
Wymagana wartość
< 8,5s (95%); ≤ 10s (99%)
-2
< 10
≤ 0,5s (99%)
≤ 10 /h
< 0.8s (95%), <1s (99%)
>20s (95%), >7s(99%)
≤30s (95%), ≤35s (99%), ≤40s
(100%)
-2
Tabela 10. Wymogi QoS dla infrastruktury GSM-R – łącza GSM-R dla aplikacji ETCS2
Parametr QoS
Czas zestawienia połączenia
Prawdopodobieństwo uszkodzenia
ustanowionego połączenia
Błędy w transmisji
Opóźnienie transferu danych
Okres trwania uszkodzonej (błędnej) transmisji
Czas odtworzenia (niezakłócony)
Stopa błędów
Wymagana
wartość
≤6 s
≤1 %
95 %
100 %
≤10 /h
≤450 ms
≤1 s
≤7 s
-3
≤10 /h
100 %
100 %
100 %
100 %
100 %
-4
Poziom ufności
5. Optymalizacja i wybór lokalizacji stacji bazowych ERTMS/GSM-R
Systemy łączności ruchomej, a więc takie systemy jak system GSM-R, planuje się „na
gruncie” z uŜyciem narzędzi pomiarowych, które weryfikują wstępnie przyjęte „laboratoryjne”
oszacowanie. Z tego teŜ powodu, budowę systemów łączności ruchomych realizuje się z
reguły w technice „projektuj i buduj”, która skutkuje tym, Ŝe Wykonawca wyznacza w terenie
optymalne lokalizacje stacji bazowych, uwzględniając wszystkie aspekty terenowe.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 19
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Projektowanie wstępne słuŜy zwykle Wykonawcy jedynie do oszacowania kosztów oferty a
nie do wyznaczenia ostatecznych lokalizacji.
W niniejszym rozdziale przedstawiono wyniki projektowania wstępnego, które ma charakter
szacunkowy i nie oznacza wyznaczenia stricte docelowych lokalizacji stacji bazowych dla
linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin - Dorohusk, lecz jedynie oznacza wskazanie terenu
(stacja, km linii) posadowienia stacji.
NaleŜy teŜ zaznaczyć, Ŝe jak wynika z doświadczeń europejskich zarządów kolejowych,
budowę systemu ERTMS/GSM-R pod potrzeby systemu ETCS poziom 2, który jest
systemem odpowiedzialnym za bezpieczeństwo ruchu kolejowego, realizuje się prawie w
100% korzystając z terenów kolejowych i tylko w ściśle uzasadnionych i koniecznych
przypadkach zarządcy infrastruktury korzystają z terenów prywatnych lub z zasobów
(wieŜe) publicznych operatorów telefonii komórkowych.
Metodyka optymalizacji oparto o następujące zasady:
1. teren linii Nr 7 podzielono, ze względu na ukształtowanie i urbanizację, na 3 rodzaje:
• teren wielkomiejski WM (duŜe miasta)
• teren miejski M (średnie i małe miasta)
• teren podmiejski PM (niewielkie miasteczka i wsie)
2. wprowadzono, ze względu na obsługę ruchu i zasięg, dwa rodzaje stacji bazowych:
• stację bazową liniową BTS1 (1+1), która ma 2 sektory po ok. 65 stopni kaŜdy,
skierowane w obu kierunkach linii (północ-południe); 1+1 oznacza redundancję
sprzętową stacji (układów nadawczo-odbiorczych);
• stację bazową stacyjno-liniową BTS4, która ma 4 sektory po 90 stopni kaŜdy lub
antenę dookólną z wymaganym zyskiem;
3. przyjęto, Ŝe wysokość wieŜ antenowych będzie wynosiła:
• 15m, 30m i 50m dla stacji BTS1;
• 30m i 50m dla stacji BTS4.
4. optymalizację lokalizacji BTS-ów dokonywano mając na względzie:
• pokrycie zasięgu przede wszystkim wieŜami jak najniŜszymi;
• lokalizację jak największej liczby BTS-ów na stacjach (ST) i posterunkach
odgałęźnych (PO) - ze względu na koszty przyłączeń energetycznych i
bezpieczeństwa urządzeń (większa obserwowalność przez ludzi).
5. oszacowano budŜet łączy radiowych dla łącza „uplink” (U), czyli od terminala (Radia
Kabinowego) do stacji bazowej i „downlink” (D) w kierunku odwrotnym do U. Do analiz
przyjmowano mniejszą wartość zasięgu z obu łączy U i D.
6. prawdopodobieństwo pokrycia przyjęto na poziomie 95% miejsc i czasu dla poziomu
progowego (-95 dBm lub 41.5 dBmV/m) – wg wymagań EIRENE dla ETCS poziom 2/3 i
prędkości nie większej niŜ 220 km/h.
7. zastosowano model propagacji Okumura-Hata;
8. dla połączeń BSC-BTS przyjęto układ „łańcucha” dla kaŜdego z czterech (Pilawa,
Dęblin, Lublin, Rejowiec) załoŜonych obszarów sterowania LCS (RBC).
Wyniki oszacowanych zasięgów (promienia komórki) dla ww. załoŜeń przedstawiono w tab.
11.:
Tabela 11. Zasięgi komórek (promień w km) dla róŜnych rodzajów terenu i róŜnych wysokości wieŜ
antenowych
Teren
WM
(wielkomiejski)
M (miejski)
PM (podmiejski)
Wysokość anteny:
15m
2,1
Wysokość anteny:
30m
1,2
Wysokość anteny:
50m
1,5
2,4
2,9
3,0
3,7
PoniŜej na rys. 4. przedstawiono przykładowo oszacowanie promienia komórki dla terenu
PM i wszystkich rozpatrywanych wysokości anteny (15, 30 i 50m).
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 20
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
a)
Simplified link budget for GSM system
Transmitter characteristics
Transmitter power
TX antenna gain
TX cable loss
TX Body loss
Combiner loss
Transmitter EIRP
Receiver characteristics
unit
W
dBm
dBi
dB
dB
dB
dBm
0
101
0
-2
0
99
dBi
dBm
dB
dB
dB
dB
RX antenna gain
RX sensitivity
RX Cable loss
RX Body loss
Diversity gain
Total receiver gain
System gain
Margins
Downlink
32
45,0515
14,41501
-4,5
0
-4,5
50,46651
Shadow Fading Margin (cell edge approach)
Antenna Gain
8
39,0309
0
0
-2
0
37,0309
unit
W
dBm
dBi
dB
dB
dB
dBm
14,41501
103
-2
0
0
115,415
dBi
dBm
dB
dB
dB
dB
149,4665 dB
152,4459 dB
0,95
6
3
0
3
0,95
6
3
0
3
Coverage probability (cell edge)
Shadow fading std deviation
Shadow Fading Margin
Indoor penetration loss
Total margin
Allowed propagation loss
Uplink
dB
dB
dB
dB
146,4665 dB
149,4459 dB
Given coverage probability on cell edge (P)
Shadow fading standard deviation
1-P
Closest 1-P in table
Argument (inverse of Q)
Shadow fading margin
Horizontal 3dB beam width
Horizontal gain
Number of dipoles
Vertical gain (dBd)
Vertical gain (dBi)
Total antenna gain
65
7,493795
3
4,771213
6,921213
14,41501
Carrier frequency
BS antenna height
MS antenna height
Parameter A
Parameter B
Parameter C
MS antenna gain function (large city)
Path loss exponent
Path loss constant
Downlink range
Uplink range
Cell range
900
15
4
69,55
26,16
44,9
3,976916
3,71966
134,4774
2,10047
2,525894
2,10047
Range (Okumura-Hata path loss model)
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
dB
dB
dB
dB
0,95
2,4 dB
0,05
0,1
1,25
3 dB
degrees
dB
dBd
dBi
dBi
Unit
MHz
m
m
dB
km
km
km
strona 21
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
b)
Transmitter characteristics
Transmitter power
TX antenna gain
TX cable loss
TX Body loss
Combiner loss
Transmitter EIRP
Receiver characteristics
unit
W
dBm
dBi
dB
dB
dB
dBm
0
101
0
-2
0
99
dBi
dBm
dB
dB
dB
dB
RX antenna gain
RX sensitivity
RX Cable loss
RX Body loss
Diversity gain
Total receiver gain
System gain
Margins
Downlink
32
45,0515
14,41501
-4,5
0
-4,5
50,46651
Shadow Fading Margin (cell edge approach)
Antenna Gain
8
39,0309
0
0
-2
0
37,0309
unit
W
dBm
dBi
dB
dB
dB
dBm
14,41501
103
-2
0
0
115,415
dBi
dBm
dB
dB
dB
dB
149,4665 dB
152,4459 dB
0,95
6
3
0
3
0,95
6
3
0
3
Coverage probability (cell edge)
Shadow fading std deviation
Shadow Fading Margin
Indoor penetration loss
Total margin
Allowed propagation loss
Uplink
dB
dB
dB
dB
146,4665 dB
149,4459 dB
Given coverage probability on cell edge (P)
Shadow fading standard deviation
1-P
Closest 1-P in table
Argument (inverse of Q)
Shadow fading margin
Horizontal 3dB beam width
Horizontal gain
Number of dipoles
Vertical gain (dBd)
Vertical gain (dBi)
Total antenna gain
65
7,493795
3
4,771213
6,921213
14,41501
Carrier frequency
BS antenna height
MS antenna height
Parameter A
Parameter B
Parameter C
MS antenna gain function (large city)
Path loss exponent
Path loss constant
Downlink range
Uplink range
Cell range
900
30
4
69,55
26,16
44,9
3,976916
3,522486
130,3172
2,873846
3,491771
2,873846
Range (Okumura-Hata path loss model)
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
dB
dB
dB
dB
0,95
2,4 dB
0,05
0,1
1,25
3 dB
degrees
dB
dBd
dBi
dBi
Unit
MHz
m
m
dB
km
km
km
strona 22
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
c)
Transmitter characteristics
Transmitter power
TX antenna gain
TX cable loss
TX Body loss
Combiner loss
Transmitter EIRP
Receiver characteristics
unit
W
dBm
dBi
dB
dB
dB
dBm
0
101
0
-2
0
99
dBi
dBm
dB
dB
dB
dB
RX antenna gain
RX sensitivity
RX Cable loss
RX Body loss
Diversity gain
Total receiver gain
System gain
Margins
Downlink
32
45,0515
14,41501
-4,5
0
-4,5
50,46651
Shadow Fading Margin (cell edge approach)
Antenna Gain
8
39,0309
0
0
-2
0
37,0309
unit
W
dBm
dBi
dB
dB
dB
dBm
14,41501
103
-2
0
0
115,415
dBi
dBm
dB
dB
dB
dB
149,4665 dB
152,4459 dB
0,95
6
3
0
3
0,95
6
3
0
3
Coverage probability (cell edge)
Shadow fading std deviation
Shadow Fading Margin
Indoor penetration loss
Total margin
Allowed propagation loss
Uplink
dB
dB
dB
dB
146,4665 dB
dB
dB
dB
dB
149,4459 dB
Given coverage probability on cell edge (P)
Shadow fading standard deviation
1-P
Closest 1-P in table
Argument (inverse of Q)
Shadow fading margin
Horizontal 3dB beam width
Horizontal gain
Number of dipoles
Vertical gain (dBd)
Vertical gain (dBi)
Total antenna gain
65
7,493795
3
4,771213
6,921213
14,41501
Carrier frequency
BS antenna height
MS antenna height
Parameter A
Parameter B
Parameter C
MS antenna gain function (large city)
Path loss exponent
Path loss constant
Downlink range
Uplink range
Cell range
900
50
4
69,55
26,16
44,9
3,976916
3,377175
127,2512
3,706589
4,541466
3,706589
Range (Okumura-Hata path loss model)
0,95
2,4 dB
0,05
0,1
1,25
3 dB
degrees
dB
dBd
dBi
dBi
Unit
MHz
m
m
dB
km
km
km
Rys. 4. Diagram oszacowania promienia komórki dla terenu podmiejskiego (PM) i wysokości wieŜy
antenowej 15m (a), 30m (b) i 50m (c).
PoniŜej w tab. 12. przedstawiono wyniki optymalizacji lokalizacji BTS-ów na linii Nr 7
Warszawa Wsch. – Lublin - Dorohusk.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 23
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Tabela 12. Wyniki optymalizacji posadowienia stacji bazowych BTS na linii Nr 7 Warszawa Wsch.Lublin - Dorohusk
Lp.
MIEJSCOWOŚĆ
Rodzaj
obiektu
kolejowego
KilometraŜ
Odległość od
poprzedniej
miejscowości
Typ
terenu
Wysokość
wieŜy
Wymagany
[km]
antenowej
/ moŜliwy
[m] /
Zasięg
[km] zasięg
[km]
WM
50 / 1,5 4,08 / BTS4
M
50 / 3,0 4,5
BTS1
1
Wwa Wschodnia
ST
4,25
0,00
2
Wwa Olsz. Groch.
PO
8,33
4,08
3
Wwa Gocławek
PO
10,78
2,45
M
-
4
Wwa Wawer
ST
12,57
1,79
M
30 / 2,4 BTS1
5
Wwa Anin
PO
13,93
1,36
PM
6
Wwa Międzylesie
PO
15,13
1,20
PM
7
Wwa Radość
PO
17,55
2,42
PM
8
Wwa Miedzeszyn
PO
19,20
1,65
PM
9
Wwa Falenica
ST
20,58
1,38
PM
10
Michalin
PO
22,39
1,81
PM
11
Józefów
PO
23,99
1,60
PM
12
Świder
PO
25,93
1,94
PM
13
Otwock
ST
27,57
1,64
M
14
Śródborów
PO
30,05
2,48
PM
15
Pogorzel Wwska
PO
32,80
2,75
PM
16
Stara Wieś
PO
35,22
2,42
PM
17
Celestynów
ST
38,76
3,54
PM
18
Kolbiel
PO
42,17
3,41
PM
19
Chrosna
PO
43,26
1,09
PM
20
ZabieŜki
ST
46,82
3,56
PM
21
Augustówka
PO
50,32
3,50
PM
22
Pilawa
ST
54,02
3,70
M
23
Garwolin
ST
60,63
6,61
M
24
Ruda Talubska
ST
65,96
5,33
PM
25
Wola Rowska
PO
70,13
4,17
PM
26
Łaskarzew Po
PO
72,81
2,68
PM
27
Łaskarzew
ST
73,80
0,99
PM
28
Leokadia
PO
76,66
2,86
PM
29
Sobolew
ST
80,80
4,14
PM
30
Wygoda
PO
86,17
5,37
PM
31
Mika
PO
90,09
3,92
PM
32
śyczyn
ST
93,22
3,13
PM
33
Rokitnia Stara
PO
98,25
5,03
PM
34
Dęblin
ST
103,29
5,04
M
35
Dęblin Tow
ST
105,26
1,97
M
36
Zarzeka Przyst
PO
108,04
2,78
PM
37
Zarzeka Przyst
ST
108,47
0,43
PM
38
Gołąb
PO
114,6
6,13
PM
39
Puławy Azoty
ST
117,42
2,82
M
40
Puławy Chemia
PO
121,58
4,16
M
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
30 / 2,9
4,24 /
5,4
4,98 /
5,3
BTS1
50 / 3,7 BTS1
3,03 /
6,6
6,99 /
6,7
50 / 3,0
BTS1
30 / 2,9 BTS1
5,23 /
5,9
5,96 /
6,6
BTS1
50 / 3,7
50 / 3,7 BTS1
15 / 2,1 3,5 /
5,0
50 / 3,0 3,7 /
5,1
50 / 3,0 6,61 /
6,0
30 / 2,9 5,33 /
5,9
15 / 2,1 4,17 /
5,0
15 / 2,1 BTS1
15 / 2,1 2,85 /
4,2
30 / 2,9 4,14 /
5,0
30 / 2,9 5,37 /
5,8
15 / 2,1 3,92 /
5,0
15 / 2,1 3,13 /
4,2
30 / 2,9 5,03 /
5,0
30 / 2,4 5,04 /
5,3
8,1 /
7,4
BTS1
BTS4
BSC
BTS1
BTS1
BTS1
3,67 /
4,2
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS4
BSC
30 / 2,9 BTS1
4,75 /
5,3
6,56 /
6,6
BTS1
50 / 3,7
30 / 2,4 2,83 /
6,1
30 / 2,4 4,16 /
BTS1
BTS1
strona 24
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
4,8
41
Puławy Miasto
PO
124,13
2,55
M
42
Puławy
ST
126,78
2,65
M
43
PoŜóg
PO
130,19
3,41
PM
44
Klementowice
ST
135,90
5,71
PM
45
Łopatki
PO
140,77
4,87
PM
46
Nałęczów
ST
145,32
4,55
M
47
Czesławice
PO
149,03
3,71
PM
48
Sadurki
ST
152,02
2,99
PM
49
Miłocin Lub
PO
154,78
2,76
PM
50
Motycz Leśny
PO
158,98
4,20
PM
51
Motycz
ST
164,17
5,19
PM
52
Stasin Polny
PO
167,94
3,77
PM
53
Lublin
ST
174,97
7,03
WM
54
Lublin Płn
podg
177,48
2,51
M
55
Świdnik
ST
185,24
7,76
M
56
Świdnik Miasto
PO
186,06
0,82
M
57
Świdnik Wsch.
PO
187,33
1,27
M
58
Minkowice
ST
191,02
3,69
PM
59
Podzamcze
PO
192,85
1,83
PM
60
Dominów
PO
196,97
4,12
PM
61
Jaszczów
ST
201,79
4,82
PM
62
Biskupice
PO
207,27
5,48
PM
63
Trawniki
ST
211,72
4,45
PM
64
Wólka Kańska
PO
216,97
5,25
PM
65
Kanie
PO
219,70
2,73
PM
66
Zalesie Krasz.
PO
224,05
4,35
PM
67
Rejowiec
ST
229,29
5,24
M
68
Zawadówka
ST
238,22
8,93
PM
69
Chełm Miasto
PO
245,94
7,72
M
70
Chełm
ST
248,42
2,48
M
71
Chełm Wsch.
ST
250,46
2,04
M
72
Chełm Cement.
PO
251,80
1,34
M
73
Brzeźno
ST
257,55
5,75
PM
74
Wólka Okopska
ST
263,78
6,23
PM
75
Dorohusk
ST
269,51
5,73
M
50 / 3,0 BTS1
15 / 2,1 3,41 /
5,1
30 / 3,7 5,71 /
5,8
15 / 2,1 4,87 /
5,8
30 / 2,4 4,55 /
4,5
15 / 2,1 3,71 /
4,5
50 / 3,7 BTS1
15 / 2,1 4,20 /
5,8
30 / 2,9 5,19 /
5,0
50 / 3,7 3,77 /
6,6
50 / 1,5
7,03 /
5,2
5,2 /
5,4
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
5,75 /
5,8
BTS1
BTS1
BTS1
BTS4
BSC
+ SD
30 / 2,4 2,51 /
BTS1
3,9
50 / 3,0 7,76 / BTS1+
SD
5,4
30 / 2,9 BTS1
30 / 2,9
5,78 /
5,9
5,95 /
5,8
BTS1
30 / 2,9 4,82 /
BTS1
5,8
30 / 2,9 5,48 /
BTS1
5,8
15 / 2,1 4,45 /
BTS1
5,0
30 / 2,9 5,25 /
BTS1
5,0
15 / 2,1 2,73 /
BTS1
5,0
15 / 2,1 4,35 /
BTS1
4,2
50 / 3,0 5,24 / BTS4
BSC
5,1
50 / 3,7 8,93 / BTS1+
SD
6,7
50 / 3,0 7,72 / BTS1+
SD
6,7
30 / 2,4 BTS1
30 / 2,4 1,34 /
4,8
50 / 3,7 5,75 /
6,1
30 / 2,9 6,23 /
6,6
50 / 3,0 5,73 /
5,9
4,52 /
6,1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
STACJE DODATKOWE
Lp.
Między miejscowościami:
BTS-y
posadowione
„w polu”
1
Stasin Polny – Lublin
Orientacyjny Długość„dziury”
Typ
kilometraŜ
propagacyjnej
terenu
[km]
171,4
1,8
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
M
Wysokość
wieŜy
antenowej
[m] /
Zasięg
[km]
30 / 2,4
Wymagany
[km]
/ planowany
[km] zasięg
• 3,5 / 6,1 w
strona 25
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
•
2
Lublin Płn. – Świdnik
181,4
2,4
M
30 / 2,4 •
•
3
Rejowiec – Zawadówka
233,8
2,2
PM
15 / 2,1 •
•
4
Zawadówka – Chełm Miasto
242,1
1,0
PM
kierunku
Stasina
3,5 / 3,9 w
kierunku
Lublina
3,8 / 4,8 w
kierunku
Lublina Płn.
3,8 / 5,4 w
kierunku
Swidnika
4,5 / 5,1 w
kierunku
Rejowca.
4,5 / 5,8 w
kierunku
Zawadówki
15 / 2,1
• 3,9 / 7,6 w
kierunku
Zawadówki
• 3,9 / 6,9 w
kierunku
Chełma M.
Kolor czerwony czcionki na szarym tle – lokalizacja BTS1 lub BTS4 oraz BSC i stacji dodatkowych
SD SD – stacja (BTS) dodatkowa (dla zapełnienia „dziur” propagacyjnych)
Lokalizacja stacji bazowych na linii Warszawa Wsch.- Lublin - Dorohusk została
przedstawiona na rys. 5., 6.. 7., 8., 9 i 10.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 26
ZabieŜki (46,82 km)
Celestynów (38,76 km)
Pogorzel W-wska (32,80 km)
Otwock (27,57 km)
Falenica (20,58 km)
Wwa Radość (17,55 km)
Wwa Wawer (12,57 km)
Olszynka Grochowska (8,33 km)
Warszawa Wschodnia (4,25 km)
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys. 5. Lokalizacja stacji bazowych BTS w sieci GSM-R na linii Warszawa Wsch.- Lublin - Dorohusk – odcinek kilometraŜa: 0 – 50 km.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 27
Rokitnia Stara (98,25 km)
śyczyn (93,22 km)
Mika (90,09 km)
Wygoda (86,17 km)
Sobolew (80,80 km)
Leokadia (76,66 km)
Łaskarzew (73,80 km)
Wola Rowska (70,13 km)
Ruda Talubska (65,96 km)
Garwolin (60,63 km)
Pilawa (54,02 km)
Augustówka (50,32 km)
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys. 6. Lokalizacja stacji bazowych BTS w sieci GSM-R na linii Warszawa Wsch.- Lublin - Dorohusk – odcinek kilometraŜa: 50 – 100 km.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 28
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
ODCINEK LINII
100 - 150 km
Zapas zasięgu [km]…0……...….0………….....0……...…...3,3………0,6……….0…………...1,7……….0…………...0,9………….0………….0,8………...0
45 dBm (32W)
30 dBm
0 dBm
-30 dBm
-60dB
-90 dBm
- 95 dBm
Typ stacji
4,8
km
BTS4
5,8
km
7,4
km
BTS1
BTS1
4,8
km
BTS1
4,8
km
6,0
km
BTS1
BTS1
4,2
km
BTS1
5,8 km
BTS1
4,2
km
4,8
km
4,2
km
BTS1
BTS1
BTS1
Średnica
komórki
do Miłocina Lub.
26
27
28
29
30
31
32
M
30 m
M
30 m
M
50m
PM
15m
PM
30m
PM
15m
M
30 m
PM
15m
135,0
km
140,0
km
145,0
km
130,0
km
150,0
km
Czesławice (149,03 km)
125,0
km
PoŜóg (130,19 km)
120,0
km
Puławy (126,78 km)
115,0
km
Puławy Chemia (121,58 km)
110,0
km
Puławy Azoty (117,42 km)
105,0
km
Dęblin (103,29 km)
100,0
km
Nałęczów 145,32 km)
25
PM
50m
Łopatki (140,77 km)
24
PM
30m
Klementowice (135,90 km)
23
M
30 m
Gołąb (114,60 km)
Linia
Nr 7
22
Zarzeka Przyst. (108,04 km)
Nr stacji
Rys. 7. Lokalizacja stacji bazowych BTS w sieci GSM-R na linii Warszawa Wsch.- Lublin - Dorohusk – odcinek kilometraŜa: 100 – 150 km.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 29
Dominów (196,97 km)
Minkowice (191,02 km)
Świdnik (185,24 km)
181,4
Lublin Płn. (177,48 km)
Lublin (174,97 km)
171,4
Stasin Polny (167,94 km)
Motycz (164,17 km)
Motycz Leśny (158,98 km)
Miłocin Lub. (154,78 km)
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys. 8. Lokalizacja stacji bazowych BTS w sieci GSM-R na linii Warszawa Wsch. - Lublin - Dorohusk – odcinek kilometraŜa: 150 – 200 km.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 30
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
ODCINEK LINII
200 - 250 km
Zapas zasięgu [km].1,0…..……0………....…0,5………..…0………...2,3……..0…………...0…………....0,8………1,4……......1,9………1,3……..0,9…
45 dBm (32W)
30 dBm
0 dBm
-30 dBm
-60dB
-90 dBm
- 95 dBm
5,8
km
5,8
km
4,2
km
5,8
km
4,2
km
4,2
km
6,0
km
4,2
km
7,4
km
4,2
km
6,0
km
Średnica
komórki
do Chełma Cem.
Typ stacji
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
BTS4
BTS1
BTS1
BTS1
BTS1
Nr stacji
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
Linia
Nr 7
PM
30m
PM
30m
PM
15m
PM
30m
PM
15m
PM
15m
M
50m
PM
15m
PM
50m
PM
15m
M
50m
250,0
km
Chełm Miasto (245,94 km)
245,0
km
242,1 km
240,0
km
Zawadówka (238,22 km)
235,0
km
233,8 km
230,0
km
Rejowiec (229,29 km)
225,0
km
Zalesie Krasz. (224,05)
220,0
km
Kanie (219,70 km)
215,0
km
Wólka Kańska (216,97 km)
210,0
km
Trawniki (211,72 km)
205,0
km
Biskupice (207,27 km)
Jaszczów 201,79 km)
200,0
km
Rys. 9. Lokalizacja stacji bazowych BTS w sieci GSM-R na linii Warszawa Wsch. – Lublin - Dorohusk – odcinek kilometraŜa: 200 – 250 km.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 31
Dorohusk (269,51 km)
Wólka Opkopska (263,78 km)
Brzeźno (257,55 km)
Chełm Cem. (251,80 km)
Chełm Wsch. . (250,46 km)
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys. 10. Lokalizacja stacji bazowych BTS w sieci GSM-R na linii Warszawa Wsch. – Lublin - Dorohusk – odcinek kilometraŜa: 250 – 269,51km.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 32
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
PoniŜej w tab. 13. przedstawiono podsumowanie analizy wyboru lokalizacji stacji bazowych.
Tabela 13. Lokalizacje stacji bazowych BTS GSM-R dla linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin –
Warszawa z podziałem na typ terenu, rodzaj stacji i wysokość wieŜ antenowych.
Typ terenu
Wysokość
wieŜy
antenowej
[m]
Lokalizacja
BTS1
Teren
wielkomiejski
WM
Teren miejski
M
Teren podmiejski
PM
Razem
50
30
50
30
Olszynka
Grochowska
Otwock
Warszawa
Wawer
Puławy
Azoty
Puławy
Chemia
Nałęczów
171,4 km
Lublin
Płn.
181,4 km
Garwolin
Puławy
Świdnik
Chełm
Miasto
Dorohusk
Dominów
Chełm
Wsch.
Chełm
Cement.
50
Falenica
Celestynów
ZabieŜki
Gołąb
Miłocin Lub.
Stasin
Polny
Zawadówka
Brzeźno
30
15
Warszawa
Radość
Pogorzel Wwska
Ruda
Talubska
Sobolew
Wygoda
Rokitnia
Stara
Zarzeka
Przyst.
Klementowice
Motycz
Augustówka
Minkowice
Jaszczów
Biskupice
Wólka
Kańska
Wólka
Okupska
Wola
Rowska
Łaskarzew
Leokadia
Mika
śyczyn
PoŜóg
54
Łopatki
Czesławie
Motycz
Leśny
Trawniki
Kanie
Zalesie
Krasz.
233,8 km
242,1 km
Lokalizacja
BTS4
Razem
stacji
Warszawa
Wschodnia
Lublin
2
Pilawa
Dęblin
5
Rejowiec
0
9
11
8
14
15
59
Z przeprowadzonej analizy wynika, Ŝe dla osiągnięcia wymaganych warunków
propagacyjnych (pokrycia radiowego) na linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin – Dorohusk
naleŜy posadowić 59 stacji bazowych BTS o następującej rozkładzie wysokości wieŜ
antenowych:
1. 50m – 19 stacji;
2. 30m – 25 stacji;
3. 15m – 15 stacji.
Średnia wysokość wieŜ antenowych wynosi więc ok. 32,6m a średni rozstaw stacji ok.
4,5km. Przykładowo, w projekcie rządowym Programu Operacyjnego Infrastruktura i
Środowisko (projekt 7.1-16) dla budowy systemu ERTMS/GSM-R na odcinku linii E-30
Legnica – Węgliniec - Bielawa Dolna (ok. 85 km) planuje się posadowienie 16-18 stacji o
wysokości 50m kaŜda, co daje średni rozstaw między stacjami BTS ok. 4,7 – 5,3 km.
Zakładając, Ŝe zysk propagacyjny z wieŜy 50-metrowej jest większy niŜ z wieŜy niewiele
większej od 30m, analiza propagacyjna dla linii Nr 7 wydaje się prawidłowa.
Analiza propagacyjna dotyczyła równieŜ „zapasu” zasięgów dla poszczególnych lokalizacji
stacji bazowych, czyli nadmiarowości sygnału radiowego w stosunku do potrzeb. Na rys. 5
÷ 10 przedstawiono rozkład tych „zapasów”, przy czym za „0km” nadmiarowości
przyjmowano wszystkie róŜnice między zasięgiem planowanym i wymaganym, które były
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 33
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
mniejsze od 10% zasięgu wymaganego. Stwierdzono ok. 50 km nadmiarowego zasięgu co
stosunku do całej długości linii Nr 7 (265,26km) daje wynik blisko 20% nadmiarowości.
NaleŜy jednak stwierdzić, Ŝe taka nadmiarowość jest uzasadniona i stosowana, ze względu
na uwzględnienie pogarszania się pokrycia radiowego w czasie (wzrost drzew, nowe
inwestycje, itd.).
Z przeprowadzonej. analizy moŜna wysnuć wniosek, Ŝe uzyskana liczba stacji bazowych
(59) nie zostanie przekroczona w szczegółowym planowaniu radiowym przeprowadzonym
przez przyszłego Wykonawcę budowy systemu ERTMS/GSM-R dla linii Nr 7 co było
załoŜeniem analizy dla prawidłowej oceny kosztów inwestycji.
6. Zalecenia i wytyczne dla projektantów infrastruktury liniowej ERTMS/GSM-R
Jak juŜ wspomniano wcześniej (rozdz. 5.) sieć ERTMS/GSM-R realizuje się w technologii
inwestycyjnej „projektuj i buduj” a projekt opracowuje Wykonawca inwestycji. Z tego powodu
istnieją jedynie ogólne wytyczne dla tego typu projektów, które są umieszczane w
dokumentacji przetargowej w Opisie Przedmiotu Zamówienia (OPZ) w postaci wymagań
strony Zamawiającego. W rozdziale 3. przedstawiono najwaŜniejsze wymagania. W
zakresie projektowania, w OPZ naleŜy przedstawić następujące zalecenia i wytyczne:
1.
Podsystem GSM-R musi zapewniać dla radiołączności pociągowej realizację
wszystkich
obligatoryjnych
(mandatory)
wymagań
wyszczególnionych
w
obowiązujących dokumentach standardu EIRENE.
2.
Sieć GSM-R musi zostać tak zaprojektowana, aby zapewniła transmisję danych dla
podsystemu ETCS na wymaganym poziomie jakości (QoS).
3.
Niezbędne włókna światłowodowe będą udostępnione przez PLK S.A. z kabli
budowanych w ramach modernizacji linii.
4.
NaleŜy zapewnić łączność z innymi operatorami kolejowymi GSM-R i publiczną siecią
telefoniczną.
5.
W projekcie Wykonawca powinien przedstawić:
A. Pojemność sieci w zakresie kanałów ruchu (traffic channels) i kanałów
sygnalizacyjnych (signalling channels) uwzględniając docelową liczbę
uŜytkowników sieci radiowej ERTMS/GSM-R podaną przez Zamawiającego;
B. Pokrycie radiowe z wymaganym przez EIRENE prawdopodobieństwem w
dziedzinie czasu i miejsc dla relacji: pociągi-sieć, personel-sieć i personel-pociągi;
C. Rozkład obszarów z przerwami propagacyjnymi, dla których sygnał jest niŜszy od
wymaganego;
D. Obszary dostępne radiowo przez dyŜurnych (dyspozytorów) ruchu i obszary
manewrowe;
E. Plan alokacji zasobów kanałów częstotliwościowych pod potrzeby sieci
ERTMS/GSM-R;
F. Projekt sieci z uwzględnieniem redundancji urządzeń i łączy dla potrzeb systemu
ERTMS/ETCS;
G. BudŜet łączy ERTMS/GSM-R w oparciu o wymagany model propagacyjny, odstęp
od zakłóceń i zaniki wielodrogowe – potwierdzony pomiarami terenowymi;
H. Konfigurację urządzeń sieciowych (komórki, anteny, sektory, pobór mocy itd.)
I. Numerację dla wszystkich terminali systemu ERTMS/GSM-R;
J. Rozkład priorytetów i pierwszeństwa w łączach GSM-R .
6.
W projekcie Wykonawca powinien zaproponować optymalny sposób połączeń
wewnątrz podsystemu BSS, biorąc pod uwagę aspekty ekonomicznoniezawodnościowe i wykorzystując jeden ze sposobów połączeń zamieszczonych na
rys. 11.
7.
Wykonawca w projekcie uwzględni standardowe interfejsy w sieci ERTMS/GSM-R
przedstawione na rys. 12.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 34
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
BTS
BTS
BTS
BTS
UKŁAD „ŁAŃCUCH”
BSC
UKŁAD „ŁAŃCUCH - GWIAZDA”
BSC
UKŁAD „GWIAZDA”
BTS
BTS BTS
BTS
BTS BTS
BTS
BTS
BTS
BTS BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
BTS
BTS
UKŁAD „ŁAŃCUCH” Z ZAMKNIĘTĄ PĘTLĄ
BTS
BTS
BTS
BTS
BSC
UKŁAD NAPRZEMIENNE ŁAŃCUCHY Z ZAMKNIĘTĄ PĘTLĄ
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
Rys. 11. Najczęstsze sposoby połączeń elementów wewnątrz infrastruktury radiowej BSS sieci
ERTMS/GSM-R
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 35
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys. 12. Interfejsy w sieci ERTMS/GSM-R
Przykładowy schemat funkcjonalny infrastruktury BSS dla linii Nr 7 Warszawa Wsch. –
Lublin - Dorohusk, zakładający układ „łańcucha z zamkniętą pętlą” oraz równomierne
obciąŜenie czterech proponowanych sterowników BSC stacjami bazowymi BTS
przedstawiono na rys. 13.
15 stacji bazowych BTS
(nr 31 - 45)
14 stacji bazowych BTS
(nr 46 - 59)
Łańcuch „LUBLIN”
Łańcuch „REJOWIEC”
BSC
LUBLIN
BSC
REJOWIEC
BSC
PILAWA
BSC
DĘBLIN
MSC
(nie naleŜy do projektu)
15 stacji bazowych BTS
(nr 16 - 30)
15 stacji bazowych BTS
(nr 1 -15)
Łańcuch „PILAWA”
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
Łańcuch „DĘBLIN”
strona 36
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
Rys. 13. Infrastruktura BSS dla linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin – Dorohusk (propozycja)
7. Koszty wdroŜenia infrastruktury ERTMS/GSM-R
Jednostkowe koszty urządzeń przedstawiono na rys. 14. i w tab. 14., przy czym zawierają
one równieŜ koszty dostawy, instalacji i uruchomienia sprzętu).
3Com
Rys. 14. WyposaŜenie i koszty jednostkowe dla infrastruktury radiowej BSS sieci ERTMS/GSM-R
(bez terminali)
Tabela 14. Oszacowanie kosztów infrastruktury radiowej BSS sieci ERTMS/GSM-R dla linii Nr 7
Warszawa Wsch. – Lublin – Warszawa
Uwaga:
Lp.
1
2
3
4
5
6
Typ stacji
bazowej
Koszt jednej
stacji bazowej
[w mln Euro]
Liczba stacji
bazowych
BTS1 (15m)
0,190
15
BTS1 (30m)
0,200
24
BTS1 (50m)
0,215
15
BTS4 (30m)
0,250
1
BTS4 (50m)
0,285
4
KOSZT ŁĄCZNY WSZYSTKICH STACJI BAZOWYCH
Typ sterownika
Koszt jednego
Liczba BSC
stacji bazowych
sterownika BSC
[ w mln Euro]
BSC/GSM-R
0,200
4
KOSZT ŁĄCZNY SYSTEMU BSS
Koszt
wszystkich stacji
bazowych
danego typu
[w mln Euro)
2,850
4,800
3,225
0,250
1,140
12,265
Koszt
wszystkich
sterowników
BSC
0,800
13,065
Koszt całkowity 13,065 mln Euro daje koszt jednostkowy wyposaŜenia linii Nr 7 Warszawa
Wsch. – Lublin – Dorohusk w system BSS rzędu 49 250 Euro na km linii. Jest to wartość
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 37
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
zgodna z kosztami, które maja miejsce we wdroŜeniach systemu ERTMS w Europie.
Przyjmuje się, Ŝe średni koszt jednostkowy (bez kosztu kabla światłowodowego) systemu
ERTMS/GSM-R na liniach kolejowych przyjmuje wartości:
• 25 000 ÷ 30 000 Euro/km dla „klasycznej” sieci GSM-R tzn. sieci nie obsługującej
łączy dla systemu ERTMS/ETCS poziom 2;
• 50 000 ÷ 60 000 Euro/km dla sieci sieci GSM-R z obsługa łączy dla systemu
ERTMS/ETCS poziom 2.
Uzyskany wynik moŜe wskazywać na lekkie niedoszacowanie uzyskanych kosztów dla linii
Nr 7. NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe podane wyŜej przedziały kosztów obejmują zwykle
centralę MSC (koszt ok. 2,4 mln Euro) oraz w niektórych przypadkach terminale GSM-R, a
zwłaszcza Radia Kabinowe (koszt ok. 100 000 Euro za sztukę).
Przy szacowaniu kosztów załoŜono normalny rozstaw komórek GSM-R. NaleŜy jednak
zaznaczyć, Ŝe przy wdraŜaniu systemu ERTMS/ETCS poziom 2, stosuje się często inne
rozkłady komórek (rys. 15.). Wynika to przede wszystkim z faktu zwiększenia
niezawodności łącz GSM-R (awaria jednej stacji bazowej nie powoduje np. „dziury”
propagacyjnej). Sieć ERTMS/ETCS poziom 2 powinna spełniać niezwykle wysokie
wymagania niezawodnościowe, wyraŜające się poziomem dostępności 99,995% (co
oznacza sumaryczną przerwę w działaniu sieci nie większą niŜ 4 godziny w ciągu roku).
Zastosowanie nakładających się komórek (rys. 15b.), podwójnych komórek z redundancja
sprzętową (rys. 15c.) czy nakładających się komórek z redundancją sprzętową (rys. 15d.)
spowoduje oczywiście wzrost kosztów wdroŜenia sieci GSM-R dla danej linii.
I tak dla linii Nr 7 Warszawa Wsch. – Lublin – Dorohusk oszacowano, Ŝe w przypadku
zastosowania:
1. nakładających się komórek GSM-R koszty wdroŜenia sieci będą wyŜsze o ok. 50% i
wyniosą ok. 20 mln Euro;
2. podwójnych komórek GSM-R z redundancją sprzętową koszty wdroŜenia sieci będą
wyŜsze o ok. 100% i wyniosą ok. 26 mln Euro;
3. nakładających się komórek GSM-R z redundancją sprzętową koszty wdroŜenia sieci
będą wyŜsze o ok. 75% i wyniosą ok. 23,5 mln Euro.
Wybór właściwej opcji dla wszystkich projektowanych linii z systemem ERTMS/ETCS
poziom 2 powinien nastąpić po badaniach pilota ERTMS (linia E-30 Legnica – Węgliniec –
Bielawa Dolna) i być określony przez narodowego zarządcę infrastruktury PKP Polskie Linie
Kolejowe S.A.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 38
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
a) rozstaw normalny komórek
Kabel światłowodowy
BSC A
MSC A
b) komórki nakładające się
Kabel światłowodowy
BSC A
MSC A
c) podwójne komórki z redundancją sprzętową
BSC B
MSC B
Kabel światłowodowy
Kabel światłowodowy
BSC A
MSC A
d) komórki nakładające się z redundancją sprzętową
BSC B
MSC B
Kabel światłowodowy
Kabel światłowodowy
BSC A
MSC A
Rys. 15. Przykłady zastosowania komórek GSM-R na linii kolejowej
8. Bibliografia (standardy)
System ERTMS/GSM-R powinien spełniać standardy telekomunikacyjne wyszczególnione poniŜej.
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 39
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
1. UIC Project EIRENE Functional Requirements Specification version 7.0, March 2006
2. UIC Project EIRENE System Requirements Specification version 15.0, March 2006
st
3. UIC 751-4 “ The co-ordination GSM-R systems and radio planning at borders” 1 edition
December 2005.
4. ETSI EN 301 515 V2.3.0 (2005-02) Global System for Mobile communication (GSM);
Requirements for GSM operation on railways
5. ETSI TR 102 281 V1.0.0 (2004-09) Technical Report Railways Telecommunications (RT);
Global System for Mobile communications (GSM); Detailed requirements for GSM operation
on Railways
6. ETSI TS 100 590: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Mobileservices Switching Centre - Base Station System (MSC - BSS) interface; Layer 3
specification (GSM 08.08 version 8.5.0 Release 1999)".
7. ETSI TS 100 607-1: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Mobile
Station (MS) conformance specification; Part 1: Conformance specification (GSM 11.10-1
version 8.2.0 Release 1999)".
8. ETSI TS 100 929: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Security
related network functions (GSM 03.20 version 8.0.0 Release 1999)".
9. ETSI TS 100 933: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Voice
Group Call Service (VGCS); Stage 2 (GSM 03.68 version 8.2.0 Release 1999)".
10. ETSI TS 100 934: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Voice
Broadcast Service (VBS); Stage 2 (GSM 03.69 version 8.2.0 Release 1999)".
11. ETSI TS 100 948: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Group Call
Control (GCC) protocol (GSM 04.68 version 8.1.0 Release 1999)".
12. ETSI TS 100 949: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Broadcast
Call Control (BCC) protocol (GSM 04.69 version 8.1.0 Release 1999)".
13. 8] ETSI TS 100 977: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM);
Specification of the Subscriber Identity Module - Mobile Equipment (SIM - ME) interface
(GSM 11.11 version 8.3.0 Release 1999)".
14. ETSI EN 300 918: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); General
on supplementary services (GSM 02.04 version 7.1.2 Release 1998)".
15. ETSI TS 122 030: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Universal
Mobile Telecommunications System (UMTS); Man-Machine Interface (MMI) of the User
Equipment (UE) (3G TS 22.030 version 3.3.0 Release 1999)".
16. ETSI EN 301 702: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); User-toUser Signalling (UUS); Service description, Stage 1 (GSM 02.87 version 7.1.2 Release
1998)".
17. ETSI TS 122 094: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Universal
Mobile Telecommunications System (UMTS); Follow Me Service description - Stage 1 (3G
TS 22.094 version 3.1.0 Release 1999)".
18. ETSI TS 100 932: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); enhanced MultiLevel Precedence and Pre-emption service (eMLPP); Stage 2 (3GPP TS 03.67 version 7.1.0
Release 1998)".
19. ETSI EN 301 710: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); User-toUser Signalling (UUS); Stage 2 (GSM 03.87 version 7.0.2 Release 1998)".
20. ETSI TS 123 094: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Universal
Mobile Telecommunications System (UMTS); Follow-Me (FM); Stage 2 (3GPP TS 23.094
version 3.2.0 Release 1999)".
21. ETSI EN 300 940: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Mobile
radio interface layer 3 specification (GSM 04.08 version 6.3.1 Release 1997)".
22. ETSI TS 100 950: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Mobile
radio interface layer 3 supplementary services specification; Formats and coding (GSM 04.80
version 7.0.1 Release 1998)".
23. ETSI EN 301 711: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); User-toUser Signalling (UUS); Stage 3 (GSM 04.87 version 7.0.2 Release 1998)".
24. ETSI TS 100 916: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); AT command set
for GSM Mobile Equipment (ME) (3GPP TS 07.07 version 6.5.0 Release 1997)".
25. ETSI TS 129 002: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Universal
Mobile Telecommunications System (UMTS); Mobile Application Part (MAP) specification
(3G TS 29.002 version 3.5.2 Release 1999)".
26. ETSI EN 300 925: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Voice
Group Call Service (VGCS) - Stage 1 (GSM 02.68 version 7.0.2 Release 1998)".
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 40
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
27. ETSI EN 300 926: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Voice
Broadcast Service (VBS) - Stage 1 (GSM 02.69 version 8.0.1 Release 1999)".
28. ETSI EN 300 904: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Bearer
Services (BS) supported by a GSM Public Land Mobile Network (PLMN) (GSM 02.02 version
6.1.1 Release 1997)".
29. [24] ETSI TS 100 905: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+)
(GSM);Teleservices supported by a GSM Public Land Mobile Network (PLMN) (GSM 02.03
version 7.0.0 Release 1998)".
30. ETSI EN 300 919: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Types of
Mobile Stations (MS) (GSM 02.06 version 7.0.1 Release 1998)".
31. ETSI TS 100 906: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Mobile
Stations (MS) features (GSM 02.07 version 7.1.0 Release1998)".
32. ETSI EN 300 924: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); enhanced
Multi-Level Precedence and Pre-emption service (eMLPP) - Stage 1 (GSM 02.67 version
7.0.1 Release 1998)".
33. ETSI TS 100 625: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM);
Unstructured Supplementary Service Data (USSD) - Stage 1 (GSM 02.90 version 7.0.0
Release 1998)".
34. ETSI TS 100 522: Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Network
architecture (GSM 03.02 version 7.1.0 Release 1998).
35. ETSI TR 101 631: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Technical
performance objectives (GSM 03.05 version 8.0.0 Release 1999)".
36. ETSI TS 100 549: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM);
Unstructured Supplementary Service Data (USSD) - Stage 2 (GSM 03.90 version 7.0.0
release 1998)".
37. ETSI EN 300 947: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); enhanced
Multi-Level Precedence and Pre-emption service (eMLPP); Stage 3 (GSM 04.67 version
7.0.1 Release 1998)".
38. ETSI EN 300 957: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM);
Unstructured Supplementary Service Data (USSD); Stage 3 (GSM 04.90 version 7.0.1
Release 1998)".
39. ETSI EN 300 952: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Call
Forwarding (CF) supplementary services; Stage 3 (GSM 04.82 version 7.0.2 Release 1998)".
40. ETSI EN 300 910: Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM); Radio
transmission and reception (GSM 05.05 version 6.7.1 Release 1997).
41. ETSI TS 101 267: "Digital cellular telecommunications system (Phase 2+) (GSM);
Specification of the SIM Application Toolkit for the Subscriber Identity Module – Mobile
Equipment (SIM - ME) interface (GSM 11.14 version 8.3.0 Release 1999)".
W niniejszym opracowaniu korzystano ponadto z następujących źródeł:
42. The newsletter of ERTMS “Signal” – wydanie 10, luty 2009.
43. Narodowy Plan WdroŜenia ERTMS w Polsce przyjęty przez Radę Ministrów RP w dniu 6
marca 2007r.
44. GSM-R System Procurement Guide CLA111D005-4.0, January 2007.
45. Dokumentacja przetargowa Telekomunikacji Kolejowej na pilotaŜ GSM-R (2008).
46. Signalling Programme - Banedanmark – Boundaries between ETCS and GSM-R network.
Service and interface definition. Kwiecień 2008.
47. Cellular Network Planning and Optimization Part V: GSM – Helsinki University Technology –
Styczeń 2008.
48. GSM-R Radio Planning Guidelines – Jernbaneverket – luty 2006.
49. Signalling Programme - Banedanmark – Requirements on the GSM-R Network for ETCS
Support. Capacity, Performance and RAM. Kwiecień 2008.
50. GSM-R „The Railways Integrated Mobile Communication System”, Siemens Communication
on Air „GSM-R description”, v.1.2, May 1999
9. Skróty
BSC
BSS
BTS
Base Station Controller
Base Station Subsystem
Base Transceiver Station
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 41
Etap IX – Uszczegółowienie analiz dla wybranej opcji modernizacji linii
EIR
EIRENE
ERTMS
ETCS
ETSI
GSM
GSM-R
HLR/AC
IN
IP
ISDN
MLPP
MNC
MOC
MORANE
MoU
MS
MSC
MSC/VLR
MTC
NSS
OMC
PABX
PDH
PLMN
PSTN
QoS
RBC
SDH
SMS
TCH
TDMA
TK
TRAU
TRX
UIC
USSD
UUS.1
VBS
VGCS
VLR
Equipment Identification Register
European Integrated Railway radio Enhanced NEtwork
European Rail Traffic Management System
European Train Control System
European Telecommunications Standards Institute
Global System for Mobile Communication
Global System for Mobile Communication (for Railway applications)
Home Location Register/Authentication Center
Intelligent Network
Internet Protocol
Integrated Services Digital Network
Multi-Level Precedence and Pre-emption service
Mobile Network Code
Mobile Originated Call
Mobile RAdio for Railways Networks in Europe
Memorandum of Understanding
Mobile Subscriber
Mobile Switching Centre
Mobile Switching Center/Visitor Location Register
Mobile Terminated Call
Network Switching Subsystem
Operation Maintenance Center
Private Automatic Branch eXchange
Plesiochronous Digital Hierarchy
Public Land Mobile Network
Public Switched Telephone Network
Quality of Services
Radio Block Center
Synchronous Digital Hierarchy
Short Message Service
Traffic Channel
Time Division Multiple Access
Telekomunikacja Kolejowa Spółka z o.o.
Transcoding Rate Adaption Unit
Transceiver
Union International de Chemin de fer
Unstructured Supplementary Service Data
User to User Signalling 1
Voice Broadcast Service
Voice Group Call Service
Visitor Location Register
TOM IX-12 – ERTMS/GSM-R
strona 42

Podobne dokumenty