بررسی و نمونه سازی سیستمهای cab signalling جهت استفاده در راه آهن ایران

از آغاز فراگیر شدن راه آهن در سطح دنیا، مشخص شد که کنترل قطارها تنها با تکیه صرف بر قابلیتها و مهارت لکوموتیوران می تواند حوادث ناگواری را به دنبال داشته باشد. حتی با فرض اینکه لکوموتیوران بدون خطا باشد، به علت محدود بودن دید و طولانی بودن خط ترمز امنیت قطار به طور کامل تضمین نمی شود. بنابراین نیاز به روشهایی که بتوانند این مشکل را حل یا بهبود بخشند کاملا احساس میشد. از نخستین روشها می توان به ایجاد فواصل زمانی بین قطارها در آغاز سالهای 1900 و پس از چند دهه با پیشرفت صنایع استفاده از بلاک بندی یا تقسیم مسیر به بخشهایی که در هر لحظه یک قطار در حال حرکت باشد، اشاره کرد. با وجود همه این پیشرفتها و افزایش سرعت قطارها ، نیار به اطلاعات مسیر جهت کنترل و تضمین امنیت قطار به شدت احساس می شد. بدین منظور نسل تازه ای از تجهیزات به وجود آمدند که امکان ارتباط بین سیستمهای درون قطار و خارج آن را امکان پذیر ساختند. با افزایش نیاز به اطلاعات بیشتر در سیستمهای امروزی، این تجهیزات اطلاعاتی همانند فاصله تا بلاک بعدی، شیب مسیر، سرعت مجاز، وضعیت چراغ، فاصله تا ایستگاه بعدی، منحنی ترمز تا ایستگاه و ... را به سیستمهای درون قطار انتقال می دهند. تجهیزات درون قطار این اطلاعات را پردازش کرده و حرکت خود را نسبت به فرامین کنترلی راننده تطبیق می دهند. در کل به سیستمها و تجهیزاتی که به نوعی وظیفه نمایش و پردازش چنین اطلاعاتی و ارتباط با تجهیزات کنار خط و سیستمهای مدیریت مدیریت مراکز کنترل را بر عهده دارند، cabsignlling می گویند. در این پایان نامه سعی شده نمونه ساده ای از این سیستمها در مقیاس کوچک طراحی و ساخته شود. برای نیل بدین منظور ابتدا به معرفی اجزای سیستمهای cabsignalling همانندچراغهای سیگنال، انواع مدارات راه، سیستمهای ارسال ناپیوسته(سیستم zub زیمنس، سیستم ژاپنی ats-p ، بالیس)، سیستمهای ارسال نیمه پیوسته(سیستم imu زیمنس و سیستم euroloop ) ، سیستمهای ارسال پیوسته(مدار راه، سیستم lzb ، سیستمهای رادیویی سیار سلولی مختص راه آهن gsmr )، سیستمهای نمایشگر کابین و رابطهای بین انسان و ماشین( mmi,on-board ) می پردازیم.در ادامه استانداردهای اروپایی در زمینه مدیریت ( ertms ) و قابلیت اجزای سیستمها ( cenelec ) بررسی می شوند. همان گونه که می دانید یکی از اساسی ترین بحثها در مورد بسترهای ارتباطی و ارسال و دریافت دیتا روشهای مدولاسیون دیجیتال می باشد. جهت طراحی و ساخت سیستم cabsignalling نمونه با بستر ارتباطی مطمئن، انواع روشهای مدولاسیون دیجیتال با توجه به انواع نویزهای موجود در راه آهن از نظر تئوری و شبیه سازی شده، مقایسه شده و سپس با توجه به نتایج حاصله بهترین روش مدولاسیون از نظر کمترین احتمال خطا معرفی می گردد تا در بخش مخابراتی سیستمهای cabsignalling مورد استفاده قرار گیرد. پس از انتخاب روش مدولاسیون مناسب، با استفاده از تجهیزات موجود اقدام به ساخت سیستم نمونه شد. برای بهره گیری بهتر در بخش مخابراتی سیستم از طراحی یک آنتن ماکرواستریپ که تطبیق امپدانس 50 اهم در فرکانس 433 مگاهرتز را با فرستنده و گیرنده انجام می دهد، استفاده شده است. البته در قسمت ساخت سیستم نمونه بیشترین تمرکز بر روی نوع مدولاسیون و بخشهای مخابراتی و نرم افزار ارتباطی سیستم بوده است که اطلاعات تکمیلی در فصل نه آمده است. سرانجام با بررسی استانداردها و مطالعه سیستمهای کاربردی در راه آهنهای امروزی و نتایج تئوری و شبیه سازی سیستمهای مدولاسیون و تجربیات عملی در قسمت ساخت تجهیزات مخابراتی بهترین سیستمی که برای این منظور پیشنهاد می گردد شامل تجهیزات مخابراتی با مدولاسیون fsk در باندپایه433 مگاهرتز و پهنای باند 1.5 کیلوهرتز است که می تواند پاسخ گوی نیازهای راه آهن کشور عزیزمان باشد.