津秦客专与大秦线并线区段GSM-R无线覆盖方案研究

2013-05-09北京全路通信信号研究设计院有限公司北京100073

铁路通信信号工程技术 2013年1期

刘淼（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

1 概述

津秦客运专线线路自天津站站外（DK 9+000）起，经滨海、滨海北、唐山、滦河、北戴河，引入秦皇岛站。贯通方案正线长度为257.4 km。铁路等级为客运专线，正线数目为双线，牵引种类为电力，机车类型为动车组，列车运行方式为自动控制，行车指挥方式为综合调度，旅客列车速度目标值：350 km/h。GSM-R系统作为铁路综合数字移动通信平台,不仅提供话音业务,而且提供数据业务,要求满足最高运营速度350 km/h条件下的移动通信业务需求，以及满足列车控制系统对传输通道的需求。

大秦线是我国第一条以开行重载单元式列车为主的双线电气化铁路，是为西煤东运而修建的运煤专用干线铁路。建国以来其运量逐年增长，2002年运量已达到设计能力，完成货物输送量10 340万t，实际运量已经超过设计能力。党的十六大确定了2020年国民经济翻两番的战略目标，铁路作为国民经济的大动脉，发挥着不可替代的重要作用，而大秦线作为中国北方铁路极其重要的货运通道，意义更为重要。按照铁道部高速发展的总体要求，2003年底大秦线开始两亿吨扩能项目通信系统改造，截至2005年全线建成GSM-R铁路综合数字移动通信系统。2006年大秦线年运量已达到两亿吨，为进一步提高年运量，提高单列载重量，实现两万吨重载组合列车。因此结合机车同步操控功能对GSM-R无线通信系统的要求，2007年进行了大秦线GSM-R基站同站址双网冗余方案改造，进一步提高系统的可靠性。

2 并线范围

津秦客运专线与既有大秦线在秦皇岛枢纽并线（DK 261—DK 300）其中（改DK 263+801=改DK 293+300短链29.498 km），并线区段约10 km。该区段津秦客专开行速度为250 km/h，大秦线列车开行速度为80 km/h。津秦线的秦皇岛车站（DK 298+900）及存车场、大秦线的秦东上联线路所（大秦

刘淼，男，毕业于兰州交通大学，工程师。主要研究方向包括铁路无线通信及通信系统集成，曾参与铁路GSM-R数字移动通信系统预可行性研究报告、铁路GSM-R核心网工程中期评估报告、中国铁通集群网络规划、铁路GSM-R核心网工程北京/武汉节点初步设计、铁路GSM-R网络技术体制、温福线GSM-R系统集成、向莆线GSM-R系统集成、津秦客专通信集成等项目。曾获得铁道部优秀质量管理小组、中国铁道学会铁道科技二等奖、中国铁路通信信号股份有限公司工程设计二等奖等。K 631+948.3）位于该区段。

由于大秦线属于运煤重载专线，津秦客专属于客运专线，而且秦皇岛枢纽地区环境比较复杂，给无线通信系统覆盖本身就带来了方案设计的困难，同时对于并线区段的维修体制尤其需要引起重视。

3 方案设计

3.1 原设计方案

大秦线在该并线区段共设置5处基站，分别为：K 627+174（O3+O3）、K 631+620（O2+O2）、K 635+925（O2+O2）、K 639+910（O2+O2）和秦东改 K 302+400（O2+O2），其中 K 631+620（O2+O2）、K 639+910（O2+O2）和秦东改K 302+400（O2+O2）三处基站为大秦四亿吨项目新建基站。

津秦客专在DK 261+950、DK294+300、DK297+450处新设O2基站，在DK 299+600处新设O3基站。同时考虑秦皇岛站无柱雨棚下无线覆盖，在站房两个端台各设置一套直放站远端机。基站设置位置如图1所示。

津秦客专与大秦线并线区段原设计方案基站如表1所示。

表1 津秦客专与大秦线并线区段原设计方案基站

3.2 并线区段解决方案

并线区段GSM-R无线覆盖方式可以采用以下4种方案：同站址双网方案，利用大秦线基站，接入太原核心网交换机；单网交织布设基站，基站加密方案，利用津秦客专基站，接入北京交换机；单网交织布设基站，基站加密方案，使用大秦线基站，接入太原交换机；津秦客专、大秦线各自布设基站，单网交织，各自接入北京或太原交换机。

由于并线区段基站关系到北京局所辖津秦客专CTCS-3（简称C3）列控系统安全以及太原局所辖大秦线机车同步操控的信息安全，为兼顾津秦客专C3级列控系统稳定运用，同时减少大秦线机车同步操控系统的GSM-R无线数据通信业务跨GSM-R交换机切换，并且考虑维修体制、投资、可实施性等因素，因此并线区段GSM-R无线覆盖方案采用大秦线基站设备，以交织并且同站址双基站方式布点，接入太原核心网交换机。

津秦客专与大秦线并线区段统一规划时，根据话务量计算，区间为2载频基站，区间三叉口处为3载频基站，秦皇岛站应为4载频基站。

根据上述设计原则，该并线区段方案作如下调整。

1）大秦线既有K 627+174基站下行方向的天线改为窄波瓣天线，以减小对津秦客专的频率干扰；

2）取消原计划大秦线K 631+620和津秦客专DK 294+300处新建基站，在津秦客专与大秦线交汇处（津秦客专DK 293+800）新设O2+O2站点，以同站址双基站方式覆盖三叉口；

3）在津秦客专DK 295+550处增设2载频基站，原津秦客专DK 297+450方案不变；

4）取消原津秦客专DK 299+600处基站，既有大秦线K 635+925处基站可利旧，为保证两线并行的话务量及大秦三叉口覆盖，将其容量调整为O3+O3；

5）同时为保证基站维修时津秦客专及大秦线业务不受影响，在DK 295+550处及DK 297+450处增设备用基站。具体方案如图2所示。

由于北京局及太原局需要共同对并线区段基站进行实时监控，需要在北京铁路局新增并线区段GSM-R无线子系统远程网管终端。

津秦客专与大秦线并线区段解决方案基站如表2所示。

表2 津秦客专与大秦线并线区段解决方案基站

3.3 传输系统设计

津秦 DK 293+650、DK 295+550、DK 297+450等3处基站均变更为双基站设备，同时各设置2套传输设备及1套电源设备。其中在津秦客专DK 293+650处分别新设津秦客专传输及大秦线传输设备各1套、津秦客专电源设备1套。其余两处基站新设津秦客专传输设备1套、电源设备1套，同时将大秦线K 631+620处2套传输设备分别搬迁至津秦DK 295+550、DK 297+450处作为备用基站传输。

按照GSM-R组网需求，津秦DK 293+650、DK295+550、DK 297+450处基站的通道均接入太原局大秦BSC，其中津秦DK293+650、DK295+550、DK297+450处A网基站接入津秦客专传输经天津至北京后通过北京至太原既有长途传输通道接入大秦线A网BSC，三处基站B网备用基站在秦皇岛站直接经秦皇岛站北信号楼大秦通信机械室纳入大秦线B网BSC。