Испытания LoRaWAN в РЖД

Испытания LoRaWAN в РЖД

Некоторое время назад наша компания была приглашена провести испытания радиотехнологии LoRaWAN на грузовом поезде длиной в 91 вагон с установкой шлюза в голове состава рядом с тепловозом серии ТЭМ7А. Целью испытаний являлось определение функциональных возможностей и параметров работы радиосети с использованием беспроводных устройств LPWAN на железнодорожном подвижном составе...

Москва, Сколково, Большой бульвар, 42с1 (Технопарк), 2й этаж, оф.317
ООО «ИнноЛабс»
+7 (499) 348-19-95

26.07.2018

Некоторое время назад наша компания была приглашена провести испытания радиотехнологии LoRaWAN на грузовом поезде длиной в 91 вагон с установкой шлюза в голове состава рядом с тепловозом серии ТЭМ7А. Целью испытаний являлось определение функциональных возможностей и параметров работы радиосети с использованием беспроводных устройств LPWAN на железнодорожном подвижном составе.

Шлюз LoRaWAN и локальный сервер были установлены в прицепленном к локомотиву вагоне тягово-энергетической лаборатории (ТЭЛ) и подключены к источнику питания 220В. Антенна шлюза была закреплена сзади вагона. Для испытаний также были подготовлены 19 конечных устройств, настроенных на отправку 9 байтовых сообщений с номером отправляемого пакета для оценки потерь при передаче.

Все оборудование для испытаний, а также программное обеспечение сервера было разработано компанией «ИННОЛАБС».

rzd_train_schema

Было поставлено несколько задач, связанных с возможностью применения беспроводных датчиков в лабораторном поезде для измерений продольно-динамических нагрузок на автосцепке и/или на тензометрической колесной паре. На сегодняшний день в лабораторном поезде используются проводные датчики, что довольно неудобно в регулярном использовании с учетом смены состава. Испытания проводились в режиме пониженной нагрузки и в режиме повышенной нагрузки на радиосеть при установке 5 и 10 радиомодулей LoRaWAN.

В связи с такой постановкой задачи датчики ставились в наиболее труднодоступные места, а именно в район колесных пар под вагоном. При применении в реальных условиях такие места использовать нежелательно, поскольку они со всех сторон окружены большой массой металла, к тому же антенна находится низко, что отрицательно сказывается на качестве связи. Но для испытаний такие условия были выбраны специально, чтобы убедится в работоспособности технологии в крайне трудных внешних условиях.

rzd_datchik_lora

Рисунок 1 Радиомодуль LORA на раме вагона

Все датчики использовали только 3 рабочих канала с шириной 125 кГц и проверялось число потерянных пакетов в зависимости от заданных условий.

Результаты испытаний:

1. Стабильная связь и устойчивый уровень сигнала на всех вагонах до последнего.

2. При штатной работе сети и регулярной отправке сообщений 1 раз каждые 5 секунд уровень потерь сообщений составляет от 2.5% на ближайших к радиошлюзу датчиках до 6% в конце состава. Типичное время регулярной отправки сообщений с датчиков LoRaWAN измеряется в минутах или даже часах. Отправка каждые 5 секунд осуществима только в условиях небольшого числа одновременно работающих датчиков с одним шлюзом (точное значение требует рассчета в зависимости от условий работы). В реальных условиях используется от 8 частотных каналов на шлюз и больше, что увеличивает емкость сети.

3. При попытке выжать максимум по объему передачи данных (частота отправки сообщений примерно 4 раза в секунду с каждого датчика) уровень потерь существенно повышается и составляет от 30% на ближайших к радиошлюзу датчиках до 85% в конце состава из-за коллизий пакетов в воздухе. Технология не подходит для высокой скорости передачи данных.

4. Вероятность успешной передачи пакета зависит от нагрузки на сеть (чем выше нагрузка, тем ниже вероятность).

5. Вероятность передачи пакета зависит от расстояния до радиомодуля в пределах длины поезда (чем больше расстояние, тем ниже вероятность).

 

Выводы:

1. Технология LoRaWAN может применяться для информационных систем РЖД с небольшим трафиком.

2. Технология LoRaWAN неприменима для передачи данных, регистрируемых чаще 1го раза в секунду, такие как продольно-динамические нагрузки на автосцепке и/или на тензометрической колесной паре измерительного комплекса в связи с высоким процентом потери пакетов и низкой частотой передачи информации.

rzd_train_lora

 

Назад

© «ИнноЛабс», 2018

Адрес: Москва, Сколково, Большой бульвар, 42с1 (Технопарк), 2й этаж, оф.317
E-mail: mail@lpwa.ru
Телефоны: +7 (499) 348 19 95

Популярные разделы:
Оборудование | Решения | Новости