武漢北編組站GSM—R無線通信系統方案比選

張杰蔚

【摘要】 本文介紹了武漢北編組站GSM-R無線通信系統方案，從網絡功能結構、規劃原則以及工程設計等方面比選了兩種設計方案，為方案實施提出了一些參考。

【關鍵字】 編組站 GSM-R無線通信 頻率規劃

一、工程項目概述

武漢樞紐內有多條鐵路干線引入：南北方向鄭武、武廣、京九武漢至麻城聯絡線；東西方向漢丹、武九線。編組站設計規模為3級7場，與其相鄰車站主要有京廣線祁家灣、橫店及灄口站，麻漢線黃陂站。

二、GSM-R系統實施方案比選

方案一、初步設計階段方案構成

由于GSM-R頻率資源受限，為列檢作業單獨設置400MHz全無線列檢通信系統，GSM-R系統考慮為平面調車、駝峰調車、商檢及車號作業提供綜合無線通信服務，并對其他線路的GSM-R機車引入或通過武漢北預留一定通信資源。

由于武漢北編組站占地范圍大，采用兩處O4型基站（BTS）覆蓋整個編組站，每處基站同址冗余設置O4型備用基站。由于調車組呼作業要求安全數據傳輸時延必須小于500ms，參考新豐鎮實施方案，采用3GPP規定的1.5信道組呼方式滿足傳輸時延指標。

相應必須配置BSC、PCU、TRAU及相應OMC等實體設備。BSC等設備通過有線通信提供的2M通道直接接入武漢樞紐GSM-R網絡子系統（NSS）中。

方案二、施工圖階段方案構成

1）設計思路。由于武漢北編組站內頻率資源有限（根據武漢鐵路樞紐規劃，只有四個頻點可用），采用GSM-R站場綜合數字無線通信系統也無法完全解決編組站內龐大的用戶通信需求，還需保留部分目前使用的站場無線通信手段，例如編組站既有無線調車燈顯信號系統等。

2）系統功能。站場無線系統將為編組場外勤人員與相關的固定人員及外勤人員之間提供可靠、實時的語音通信。

3）業務功能。語音通信：為列檢、商檢等作業提供及時、可靠的話音通信。呼叫方式有個呼、組呼、廣播呼、緊急呼叫和有線電話互聯呼叫。

4）組網方案。根據鐵道部移動通信發展的總體戰略，系統采用基于GSM-R技術的站場綜合無線通信系統組網方案。

① GSM-R系統構成。GSM-R系統由SSS、BSS、OMC、IN、GPRS以及GSM-R終端組成。② 交換子系統。鐵道部GSM-R核心網絡技術規劃或武廣客運專線GSM-R系統工程在武漢建有移動交換中心，包括有MSC、GMSC、VLR、HLR、AuC、GCR、IWF。 ③ 基站子系統。在武漢北通信樓新設一套BSC、TRAU及網管設備。

（A）系統話務量預測。武漢北共計有列檢組4組、商檢組4組，共計8組，在無呼損狀態時，共占用8個信道。另考慮編組站基站覆蓋范圍內另有50個移動用戶、10列通過列車、5停靠列車，在1%無線信道呼損率的情況下，采用Erlang-B呼損公式進行測算需要11個信道。在采用4載頻單基站覆蓋時，在滿足編組場業務需求的情況下，可預留9個信道。按照一個載頻支持0.4Erl，一個用戶0.025Erl，所以一個載頻全速率時可以支持16個用戶，半速率時可以支持32個用戶。

（B）覆蓋預測。參照技術體制的相關規定，GSM-R系統網絡按機車臺最小可用接收電平-98dBm，滿足全線95%的時間地點覆蓋概率進行設計。用Okumura-Hata模型的經驗公式來做傳播損耗預測，在農村準開闊區，部分丘陵的傳播環境中地形校正因子取-8dB，系統設計余量取10dB，基站天線高度50米時，基站覆蓋范圍約為10km。

（C）基站類型。綜合考慮基站容量、用戶分布以及頻率規劃，采用兩個O2型基站，為保證系統可靠性，備用基站1套。通過光傳輸系統提供的2M通道接入新設BSC。

5）系統配置。武漢北編組站GSM-R系統由武漢樞紐GSM-R中心設備、O2型基站，基站控制器、分組控制單元、速率適配單元、網管等構成。武漢北編組站通信樓通信機械室內安裝BSC一臺、O2型BTS一臺、PCU一臺、OMC-R一套；上行出發場信號樓通信機械室內安裝O2型BTS一臺；武漢GSM-R中心機房內安裝TRAU一臺。BTS天線安裝于通信樓及上行出發場信號樓附近的45米通信鐵塔上。

三、GSM-R系統實施方案推薦

由于GSM-R站場綜合數字無線通信系統在國內首次使用于新豐鎮編組站，需要進行系統設備、終端設備的試驗和二次開發。武漢北編組站方案需根據新豐鎮實驗情況進行調整，因此GSM-R系統方案暫緩實施，武漢北編組站站場綜合無線通信系統按傳統站場無線通信系統進行過渡。因此如果編組站GSM-R無線通信系統需要目前實施，只能采用設計方案二。

參 考 文 獻

[1] 吳克非.中國鐵路GSM-R移動通信系統設計指南 [M].北京：鐵道部工程鑒定中心，2008（10）

[2] 鐘章隊.鐵路綜合數字移動通信系統（GSM-R）[M].中國鐵道出版社，2003

[3] 韓斌杰.GSM-R原理及網絡優化（第二版）[M].機械工業出版社2009