溫福線無線通信系統集成的問題思考

劉 淼 曾祥兵

（北京全路通信信號研究設計院，北京 100073）

溫福線（含福廈線引入福州樞紐）集成范圍包括新建浙江段、福建段及福州樞紐工程，自溫州南至福州站線路長約294.6 km，東瀕東海和臺灣海峽，西靠南雁蕩山、太姥山和鷲峰山東麓余脈；福廈線引入福州樞紐起至溫福線八仙侖隧道出口，終止福州南站，線路長約16.6 km。整條溫福線穿越于東南沿海的崇山峻嶺之間，橋隧相連，環境險惡。

地形環境的惡劣對無線通信系統覆蓋帶來設計困難，同時對基站間距或基站與直放站間距過長容易形成弱場的地方，尤其需要引起重視。

1 集成網絡優化建議

1.1 龍頭隧道出口—伏虎山隧道進口基站與光纖直放站遠端機優化方案

如圖1所示，由于在聯調聯試測試中該處經常出現掉話或弱場現象，經分析發現存在以下問題。

（1）DK 37+707基站輸出正常，基站前方彎道弧度較大，天線角度下傾太大。

（2）DK 29+846直放站輸出信號偏弱，且天線角度下傾太大，大公里標方向信號衰落很快。

對上述問題，采取以下優化手段。

（1）檢查DK 29+846直放站輸出功率和駐波比，保證輸出信號穩定。

（2）上調DK 29+846直放站和DK 37+707基站天線的角度，將DK 37+707基站天線方向對準彎道前方的鐵路軌道。但優化后網絡仍然不理想。

該處兩站間距離7 861 m，直放站輸出最大功率僅5 W，不足以保證如此大距離的覆蓋要求，建議采用如下2種方案的整改措施。

（1）將DK 29+846直放站替換成BTS 3012基站。

（2）在兩站中段加建基站進行覆蓋。

1.2 點頭隧道出口—周倉嶺隧道進口基站間優化方案

如圖2所示，由于在聯調聯試測試中該處經常出現掉話現象，經分析發現存在以下問題。

（1）在點頭隧道基站下測得信號為-43 dBm，周倉嶺基站信號為-88 dBm。

（2）離點頭隧道出口2 700 m處測得點頭基站信號為-97 dBm，周倉嶺基站信號為-74 dBm。

對上述問題，采取以下優化手段。

（1）點頭和周倉嶺站信號均輸出正常，兩站間距6 651 m，中間有彎道，且有山體阻擋。

（2）在網管將兩基站載頻輸出功率類型由40 W改成60 W。

建議在DK 107+260右側護坡上加建1套直放站，以確保中間覆蓋。

1.3 福州站動車所覆蓋設計方案

福州動車所距離福州站有2 km多，福州站鐵塔高度為30 m，采用全向天線覆蓋。福州站GSM-R機房基站信號為-45 dBm，在福州動車所室外基站信號為-85 dBm。但是由于GSM-R動車庫方向與信號覆蓋方向平行，動車庫為長方形，材質為鐵皮簡易房，對信號影響很大，同時動車車體損耗近20 dBm，導致動車內信號強度不夠。為了實現該動車所的覆蓋，在福州站新設1套光纖直放站近端機用于耦合福州站基站信號，在福州動車所新設1套直放站遠端機，采用定向天線實現福州動車所的GSM-R無線覆蓋。

1.4 隧道口直放站設計方案

由于溫福線位于南方，多山區，且本線多處在隧道口進行GSM-R切換，如圖3所示。當圖中DK 186+100直放站宕機時，由于基站DK 184+800的信號無法在DK 186+100與DK 190+338間提供理想的覆蓋，導致基站DK 184+800到基站DK 190+338的切換無法正常進行，導致切換失敗引起掉話。

建議：可以考慮在漏纜末端（DK 186+100）增加功分器，并通過饋線將此信號輸入至隧道口天線，將基站DK 184+800的信號提取并輻射至DK 186+100至DK 190+338之間的空間區域（如果該段漏纜太長，衰耗太大，則不能按照該方案實施）。原隧道口單極化天線需更換為雙極化天線；對于漏纜長度較長，損耗較大的地方，可以選用21 dBi高增益雙極化天線。通過上述措施，可解決隧道口直放站切換問題。

具體的連接方式如圖4所示。

1.5 相鄰短隧道間空間覆蓋方案

相鄰兩個短隧道之間的空間部分，當距離小于600 m，建議采用漏泄電纜貫通，這樣不僅可以省去設置于一個隧道口的直放站，還可以避免無用的空間波躍入隧道內對正常的漏纜覆蓋造成影響。否則，隧道群地區多為路塹或高架橋，電波傳播環境復雜，交通極其不便，這對后期網絡優化和維護造成很大困難。

2 溫福線GSM-R系統實施建議

2.1 隧道口基站、直放站設置地點選取原則

根據設計方案，設置在隧道口的基站或直放站，其位置一般根據隧道出口考慮。但在實際施工中，因征地等原因，基站或直放站經常移至距離隧道口幾十米或一百多米的位置。系統建成后，隧道口至設備放置地點間的空間，由于是定向天線的背瓣覆蓋，出現信號電平的急劇下降。雖然信號電平值也在覆蓋指標要求之上，但這種突變會對數據或語音通信的質量造成不良影響。工程中應盡量使設備設置在隧道口，如確有困難，應在基站或直放站處向隧道口方向設置小天線或更換為全向天線覆蓋這段區域。

2.2 區間直放站機房建議

隧道外直放站機房的設置目的以防盜為主，防雨雪和防塵為輔。但溫福線地處中國南方，夏季氣溫較高，由于目前機房面積較小，在機房內不配置空調的前提下，排風效果較差，造成機房內溫度比室外溫度高，甚至達到70℃，遠高于標準要求的55℃。因此，建議采用H桿方式安裝隧道外直放站。

2.3 漏纜直流阻斷器設置建議

漏纜直流阻斷器的設置旨在保證人身安全，保護通信設備，對抗大地電位變化、磁感應電流和牽引電力線以及漏纜、天線或與漏纜相連的電纜短路造成的負面影響。建議將直流阻斷器放置于兩直放站間漏纜500 m的位置，以達到隔斷直流作用。

3 其他問題的說明

3.1 核心網費用問題

由于核心網是全路GSM-R網絡共享的核心基礎設備，其建設模式為統一規劃、分步實施。核心網一次性建設的特點，造成后續客運專線線路接入核心網時，核心網設備供貨商提供聯調聯試服務時產生的費用無法解決。

3.2 設備擴容或利舊問題

集成實施過程中設備利舊或擴容問題，建議詳細調查既有設備型號規格、擴容板卡類型和配線規格等是否符合本工程要求，以免有誤而影響后期聯調聯試，直接影響工程建設工期。