衡阳枢纽GSM-R系统网络优化实施方案

吕蒙

【摘要】 本文通过对衡阳枢纽内衡柳铁路与京深高铁共线段GSM-R系统网络优化的具体案例分析，通过对是否承载CTCS-3列控应用，以及GSM-R系统对网络覆盖、QoS的具体要求等实际情况的探讨，提出了类似工程实践中的解决无线系统干扰和网络优化的实践和经验。

【关键词】 GSM-R 网络优化 铁路枢纽 共线区段

一、引言

衡柳线东起湖南省衡阳市已建成的衡阳东站，南止广西壮族自治区柳州市，是广西、海南、粤西地区联系华中、华北、华东等地区的重要运输通道。

衡柳线在衡阳枢纽同时接入京深高铁衡阳东站和京广线衡阳站，新建基站与京港高铁空间距离较近，衡柳线GSM-R系统基站信号有可能覆盖至京深高铁区段，极端情况下有可能影响京深高铁行车安全，因此必须对衡阳枢纽内的GSM-R系统进行网络优化。

二、衡阳枢纽地区GSM-R网络情况分析

衡阳铁路枢纽为湖南省第二大铁路枢纽，京广铁路、湘桂铁路、衡柳铁路、京深高铁、衡茶吉铁路在这里交汇。其中，应用到GSM-R网络的线路主要为衡柳线和京深高铁。两条铁路在衡阳站以南、衡阳东站以南区段存在并线及相互交越的情况，两条铁路的走向及部分基站布置见图1。

图1中黑色部分为衡柳铁路在衡阳站以南部分及衡阳东站以西线路区段，天线图案代表基站位置，箭头代表天线覆盖方向。本段设置HengLiu05及HengLiu06两个基站，接入到本工程新设在长沙南的衡柳线BSC，并接入到广州核心网节点。红色部分代表京深高铁在衡阳东站以南线路区段，天线图案代表基站位置，箭头代表天线覆盖方向。本段WG1903基站为武广高铁工程建设，本工程新增朝向衡柳线方向天线，接入到长沙南的京深高铁BSC，并接入到广州核心网节点。

由于京深高铁GSM-R系统需要承载CTCS-3列控系统应用，对GSM-R系统的QoS指标要求非常高；同时在极端情况下，走行于京深高铁的列车移动台可能因小区服务质量劣化等原因，经过小区重选，接入衡柳线GSM-R系统，危及到行车安全。因此必须针对衡柳线和京深高铁的GSM-R网络覆盖具体情况，对GSM-R网络进行优化。

三、具体网络优化方案

在进行GSM-R系统网络优化时，必须统筹考虑GSM-R系统的场强覆盖强度和QoS指标等要素，并保证GSM-R系统的正常使用。

衡柳线试运行初期，监测到京深高铁出现GSM-R频段内干扰，经定位干扰源为HengLiu05站。由于HengLiu05站与京深高铁基站不存在邻区关系，且京深高铁为双网覆盖，网络质量优于衡柳线干扰信号，正常情况下不会发生京深高铁列车移动台切换或重选到衡柳线GSM-R小区的情况。但在极端情况下，如果京深高铁GSM-R网络由于某种原因出现质量严重劣化，同时京深高铁列车移动台发生掉网或重启，移动台通过小区重选，有可能选到衡柳线的GSM-R网络，从而影响行车安全。因此，必须将HengLiu05站对京深高铁的覆盖降低到门限电平以下。

根据广州铁路集团公司的意见，由于京深高铁已经运营多年，并且对GSM-R系统的QoS指标高于新建的衡柳线，因此此次优化主要对衡柳线进行，同时根据需要重新配置WG1903站。根据HengLiu05站和HengLiu06站的不同情况，分别制定以下优化方案：

3.1 HengLiu05站的网络优化

HengLiu05站下行方向天线主要为覆盖衡柳线衡阳联络线而设置。基站设备采用华为BTS 3012设备，基站功率46dBm，天线增益17dBi，相邻小区为HengLiu04站和HengLiu06站。

方案一：增加天线下倾角

按照原设计，HengLiu05站下行方向天线下倾角为4°，降低至7°后，成功消除了对京深高铁的干扰。但由于衡阳联络线上行侧LSK7+600至LSK8+150段为曲线段，且位于低洼地段，两边为高度10-15m左右的高地。天线下倾角增大后，本段覆盖电平为劣化至-97dBm左右，不能满足验收要求，因此此方案被否决。

方案二：降低基站发射功率

将HengLiu05站发射功率降至43 dBm后，多次调整天线俯仰角，都因为低洼段的场强无法达到要求而未能实施。

方案三：降低天线高度

HengLiu05站铁塔为35m四管塔。将下行侧天线降至20m处，重新调整俯仰角至3°后，LSK7+400至LSK+750段场强恢复至-87dBm，同时，京深高铁的干扰电平降至-102dBm以下，已低于移动台的静态参考灵敏度，满足衡柳线场强覆盖及京深高铁的覆盖要求，HengLiu05站网络优化任务至此完成。

3.2 WG1903站和HengLiu06站的网络优化

衡柳线开通后，将加开由衡阳东站方向至南宁方向的动车组。列车走行于衡柳线后，移动台将由GSM-R网络WG1903站切换至HengLiu06站，同时向MSC报告位置更新。因此需要对WG1903站做相应配置。

在工程实际实施过程中，对WG1903站扩容一个载频配置为O3基站，以满足衡柳线GSM-R系统容量要求。在邻区配置中增加HengLiu06站，同时增加一组朝向衡柳线方向的天线。相应的，在HengLiu06站的邻区配置中增加WG1903站并通过调整天线俯仰角确定切换区域。WG1903站与HengLiu06站间线路较顺直，不存在大的障碍物，且GSM-R为带状覆盖，不用过多考虑俯仰角引起的天线半功率角的变化，比较容易通过调整俯仰角确定合适的切换区域。

四、结论

衡柳线GSM-R系统已安全投入运营，在衡阳枢纽地区按上述方法进行的GSM-R网络优化取得了良好的效果，体现了该方案的科学性和可实施性。由于我国高速铁路的快速发展，汇聚多条线路的铁路大枢纽越来越多，对GSM-R网络的可靠性、QoS指标要求也越来越高。如何解决铁路枢纽内GSM-R系统网络优化已成为GSM-R系统建设过程中的难点和关键点。针对铁路枢纽内GSM-R系统的网络优化，提出以下建议：

（1）网络优化前，要收集枢纽内既有的、在建的和规划的所有线路的GSM-R系统情况，包括BSC、基站设备、载频设置情况，2M链路配置情况、编号方案等；

（2）网络优化往往存在多种方案，在实际实施过程中，要从技术、投资、可实施性等多方面进行比较，以确定最优方案；

（3）网络优化工作涉及到铁路局、电信运营商、无委会等多个部门和单位，需要加强协调，确保工作顺利实施；

（4）网络优化是一个长期的过程，随着枢纽建设、新线开通、线路扩能等情况，GSM-R网络环境也会不断变化，需要定期对GSM-R网络进行测试，根据需要对网络覆盖、容量和质量进行再平衡。

参 考 文 献

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