重庆枢纽东环线特殊区域调度通信设计方案研究

赵 晟

（中铁二院工程集团有限责任公司，成都 610031）

1 概述

调度通信是保证铁路运输安全的重要技术手段，主要由有线调度通信系统和无线列调系统构成。随着国内铁路事业的飞速发展，新建/改建铁路大量采用铁路数字移动通信系统（Global System for Mobile Communications-Railway，GSM-R）和新型调度交换机，以替代传统无线列调系统和数字调度设备。截至2020年末，国内铁路运营里程已达14.63万km，现网中仍有大量无线列调和传统数字调度设备，升级改造需要大量的时间和资金，多种技术制式将长期并存，给调度通信设计带来新的挑战。同时，西南山区独特的地形地貌导致铁路选线困难，枢纽特殊区域内新建线与既有线交叉并行，GSM-R网络、无线列调系统、传统数字调度设备和新型调度交换机等多种技术制式并存，调度通信需求非常复杂，常规设计方案已不能满足铁路运输调度指挥的需要，必须根据现场的实际情况进行特殊设计。

2 工程概况

2.1 东环线线路概况

重庆枢纽东环线为国铁Ⅰ级双线普速铁路，由东环线正线、机场支线和黄茅坪支线3部分组成，全线均位于重庆市主城区，其线路走向如图1所示。

图1 东环线线路平面图Fig.1 Track plan of East ring line

2.2 调度通信系统概况

1）东环线

新设有线调度通信系统，采用CTT4000调度交换机，纳入成都调度所管辖；新设GSM-R移动通信系统，在重庆东通信站新设基站控制器（Base Station Controller，BSC），沿线设置基站，弱场区设置射频拉远单元（Radio Remote Unit，RRU）、光纤直放站和漏泄电缆。

2）渝怀线

有线调度通信系统采用CTT2000数字调度设备，纳入成都调度所管辖；无线通信设置450 MHz无线列调系统，各车站设置车站电台，弱场区设置区间中继台。

2.3 调度区划分

东环线为枢纽环线，调度区划分非常复杂，具体划分如下。

1）东环正线、黄茅坪支线、鱼嘴（不含）至庙坝（含）纳入新设重庆枢纽列调四台管辖；

2）机场支线郭家（含）至重庆北线路所（含）纳入既有重庆枢纽列调一台管辖；

3）渝怀线重庆北（含）至鱼嘴（含）纳入既有重庆枢纽列调三台管辖；

4）渝怀线庙坝（不含）至秀山（含）纳入既有渝怀列调台管辖。

3 重庆东站区域调度通信设计方案

3.1 需求分析

东环线在重庆东站区域采用客货分线设计方案，客车线引入重庆东站，货车线外绕通过重庆东站，并在重庆东站两端客货分线处设置瓦房子线路所和打铁垭线路所。为降低工程造价，打铁垭线路所所在位置不设房屋，其信号设备设置在重庆东站信号楼，采用远程控制方式。同时，为便于维护管理，瓦房子线路所和打铁垭线路所车站值班员在重庆东站信号楼集中办公。重庆东站区域线路平面如图2所示。

图2 重庆东站区域线路平面图Fig.2 Regional track plan of Chongqing East Railway Station

东环线在重庆东站区域客货分线后，该区域内车站（线路所）与常规铁路的车站（线路所）只有2个相邻站不同，其站间关系变得更加复杂，如图3所示。

图3 重庆东站区域站间关系示意图Fig.3 Schematic diagram of the relationship between regional stations of Chongqing East Railway Station

综合上述情况分析，该区域的特殊调度通信需求如下：

1）瓦房子线路所车站值班员正常情况下可远程指挥，故障情况下可现场指挥；

2）打铁垭线路所车站值班员可远程指挥；

3）瓦房子线路所和打铁垭线路所3个方向的站间行车电话可正常使用；

4）列车司机可通过13X0短号码呼叫与之对应的车站值班员。

3.2 设计方案

1）在瓦房子线路所通信机械室设置调度交换机1套，在其控制台室设置备用车站值班台，满足故障情况下现场指挥的作业需求；在重庆东站控制台室设置主用车站值班台，通过2 Mbit/s通道远程接入瓦房子线路所调度交换机，满足正常情况下远程指挥的作业需求。

2）打铁垭线路所为远程控制线路所，在其逻辑位置无法设置调度交换机。为节省工程投资，将打铁垭线路所车站值班台设置于重庆东站控制台室，就近接入重庆东站调度交换机，满足其车站值班员远程指挥的作业需求。

3）重庆东站区域均属于重庆枢纽列调四台管辖，该区段所有调度交换机可组成1个数字调度环，以满足瓦房子线路所和打铁垭线路所3个方向的站间行车电话正常使用。该区段有线调度通信系统组网如图4所示。

4）根据短号码呼叫技术原理，GSM-R网络根据被叫用户短号码和主叫用户所处位置的全球小区识别码（Cell Global Identification，CGI）确定与之对应的固定台综合业务数字网（Integrated Services Digital Network，ISDN）号码，并对该ISDN号码发起呼叫。为确保正确呼叫车站值班员，必须保证主叫用户所处位置的CGI对应唯一的车站值班台ISDN号码。东环线重庆东站与打铁垭线路所的站间距约为2 km，且线路所上下行方向都有短隧道，做异小区设计非常困难。经过反复分析和计算，将打铁垭线路所基站移至朱家湾隧道入口，使切换区长度增加约200 m，基本满足切换距离要求；同时调整基站天线挂高和俯仰角，实现重庆东站与打铁垭线路所的异小区覆盖，从而满足列车司机在重庆东站区域通过13X0短号码呼叫相应车站值班员的作业需求。重庆东站区域GSM-R网络小区分布如图5所示。

图4 重庆东站区域有线调度通信系统组网示意图Fig.4 Schematic diagram of the networking of the regional wired dispatching communication system of Chongqing East Railway Station

图5 重庆东站区域GSM-R网络小区分布示意图Fig.5 Schematic diagram of regional GSM-R network cell distribution of Chongqing East Railway Station

4 庙坝站区域调度通信设计方案

4.1 需求分析

东环线正线与既有渝怀线在鱼嘴-洛碛区间相交，在两线交汇处新设庙坝线路所。同时，从东环线正线新建联络线与渝怀线互联，并新设皂角树线路所和果园港线路所。皂角树线路所为东环线线路所，果园港线路所和庙坝线路所为渝怀线和东环线共用线路所。为降低工程造价，便于维护管理，3个线路所合设于庙坝线路所所在位置，命名为庙坝站。皂角树线路所和果园港线路所所在位置均不设房屋，其信号设备集中设置在庙坝站信号楼，采用远程控制方式。同时，为便于维护管理，皂角树线路所和果园港线路所车站值班员在庙坝站信号楼集中办公。庙坝站区域线路平面如图6所示。

由于庙坝站区域涉及既有渝怀线正线、东环线正线和新建联络线，新设庙坝线路所、皂角树线路所和果园港线路所，故该区域内每个车站（线路所）均有多个相邻车站（线路所），其站间关系异常复杂，如图7所示。

综合上述情况分析，该区域的特殊调度通信需求如下。

1）皂角树线路所和果园港线路所车站值班员可远程指挥；

2）庙坝线路所为重庆枢纽列调四台和渝怀列调台的调度分界站，果园港线路所为重庆枢纽列调四台和重庆枢纽列调三台的调度分界站，调度分界站可由两个列车调度员指挥；

图6 庙坝站区域线路平面图Fig.6 Regional track plan of Miaoba Railway Station

图7 庙坝站区域站间关系示意图Fig.7 Schematic diagram of the relationship between regional stations of Miaoba Railway Station

3）果园港线路所和皂角树线路所3个方向的站间行车电话以及庙坝线路所4个方向的站间行车电话可正常使用；

4）渝怀线鱼嘴-洛碛段区间电话可正常使用；

5）在庙坝站区域内无线列调功能可正常使用；

6）列车司机在东环正线和联络线区段可通过13X0短号码呼叫与之对应的车站值班员。

4.2 设计方案

1）皂角树线路所为东环线线路所，果园港线路所和庙坝线路所为渝怀线和东环线共用线路所，3个线路所合设为庙坝站后，庙坝线路所为本地控制线路所，皂角树线路所和果园港线路所均变为远程控制线路所。东环线在庙坝站新设CTT4000调度交换机1套，渝怀线在庙坝新设CTT2000数字调度设备1套，分别纳入东环线和渝怀线数字调度环。为节省工程投资，将东环线皂角树线路所、果园港线路所和庙坝线路所车站值班台接入庙坝站CTT4000调度交换机；将渝怀线果园港线路所和庙坝线路所车站值班台接入庙坝站CTT2000数字调度设备，满足各远程控制线路所车站值班员远程指挥的作业需求。同时，本方案也可满足列车调度员对调度分界站的指挥需求。

2）果园港线路所与鱼嘴、庙坝线路所的站间行车电话通过渝怀线有线调度通信系统实现，与皂角树线路所的站间行车电话通过东环线有线调度通信系统实现；皂角树线路所与东港、果园港线路所、庙坝线路所的站间行车电话均通过东环线有线调度通信系统实现；庙坝线路所与果园港线路所、洛碛的站间行车电话通过渝怀线有线调度通信系统实现，与皂角树线路所、龙盛的站间行车电话通过东环线有线调度通信系统实现。

3）在既有渝怀线鱼嘴-洛碛区间新设果园港线路所和庙坝线路所后，将原来的一个区间在逻辑上划分为3个区间，即鱼嘴-果园港线路所、果园港线路所-庙坝线路所、庙坝线路所-洛碛。根据区间电话的通信原理，使用区间电话呼叫下行车站值班员时，是由上行车站的调度交换机通过2 M时隙传至下行车站的调度交换机，然后传至下行车站的车站值班台。鱼嘴是果园港线路所的上行车站，使用区间电话可正常呼叫鱼嘴和果园港线路所，但需要在果园港线路所逻辑位置处将区间电话的电缆芯线断开，以确保区间电话的正确呼叫；同时，将庙坝线路所由果园港线路所的下行车站改为上行车站，以确保果园港线路所-庙坝线路所区间电话的正常使用。

4）东环线正线和联络线均新设GSM-R网络，在果园港线路所逻辑位置和庙坝站设置分布式基站，在皂角树线路所和其他弱场区设置RRU。该区域可通过GSM-R网络实现无线列调功能的正常使用。

渝怀线设置450 MHz无线列调系统，各车站设置车站电台，弱场区设置区间中继台。在既有渝怀线鱼嘴-洛碛区间新设果园港线路所和庙坝线路所后，将原来的一个区间在逻辑上划分为3个区间。为确保渝怀线无线列调系统的正常使用，需对既有组网方案进行调整，在果园港线路所和庙坝线路所新设车站电台，并调整区间中继台的归属关系。由于果园港线路所为远程控制线路所，只能将车站电台设置在其逻辑位置处的分布式基站机房内；同时将其控制盒设置在庙坝站控制台室，通过2 Mbit/s通道远程接入车站电台。该区域可通过450 MHz无线列调系统实现无线列调功能的正常使用。

5）由于庙坝线路所、皂角树线路所和果园港线路所三角区域线路和地形情况非常复杂，为确保GSM-R网络覆盖质量，皂角树线路所和果园港线路所需按共小区方案设计。庙坝站区域GSM-R网络小区分布如图8所示。

从前述可知，在东港站、庙坝线路所和龙盛站对应的小区1、3、4范围内，列车司机可通过13X0短号码呼叫与之对应的车站值班员；在果园港线路所和皂角树线路所对应的小区2范围内，列车司机不能通过13X0短号码呼叫相应车站值班员，可通过ISDN号码呼叫相应车站值班员。

5 结语

图8 庙坝站区域GSM-R网络小区分布示意图Fig.8 Schematic diagram of regional GSM-R network cell distribution of Miaoba Railway Station

重庆枢纽东环线特殊区域调度通信需求主要包括车站值班员远程指挥/现场指挥、多方向站间行车电话、13X0短号码呼叫、调度分界站的多人调度指挥、远程控制线路所区间电话和无线列调实现等方面。在设计时根据现场实际情况，通过调度交换机分设/合设、车站值班台远程/本地接入、GSM-R小区统筹规划、调整区间电话上下行车站和无线列调系统组网等技术方案，较好的满足各种需求，对后续项目的建设具有重要的参考意义。