魚卡至一里坪鐵路通信網組網方案研究

倪曉(中鐵二院西北勘察設計有限責任公司，甘肅　蘭州　730000）

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魚卡至一里坪鐵路通信網組網方案研究

倪曉
(中鐵二院西北勘察設計有限責任公司，甘肅蘭州730000）

摘要：通信系統的設計應考慮適應本工程鐵路建設技術標準和運營管理體制布局的需要，網絡結構設計必須滿足安全可靠、靈活高效、便于管理維護和經濟適用的原則。并且遵循統一規劃、統一標準、合理布局、互連互通、資源共享的原則為運輸生產需要，提供話音、數據、圖像等各種信息的通信業務。

關鍵詞：通信網；傳輸系統；移動通信系統；無線列調；CSM-R

通信系統設計應適應本線運輸組織和維護管理體制的要求，為運輸指揮和經營管理提供穩定、可靠、暢通、質優的通信手段，充分利用網絡資源和多種傳輸手段，滿足調度指揮、工務通信、信息傳輸、列車運行控制的需要，為運輸調度、信號系統、信息系統等提供基礎通信平臺；應按照遠程監控、集中維護管理、逐步實現無人值守的原則進行設計。根據通信網全程全網需要，做到系統完整配套，并合理利用既有通信資源，與既有鐵路通信網互聯互通。并且充分考慮與相鄰線通信系統的一致性。

1　本線及相鄰線工程概況

1.1本線地理位置及車站

新建地方鐵路魚卡（紅柳）至一里坪線位于青海省海西州大柴旦行委。線路東起在建敦格鐵路的魚卡車站（DK396+250），利用敦格鐵路至紅柳站（DK364+750），于紅柳站接軌。全線共設馬海南、水鴨子墩、伊克雅烏、一里坪四個車站，其中伊克雅烏為預留車站，路基工程約占全線的94.34%,橋梁長度為5.55km,約占線路長度的5.66%，正線長度98.053km，見表1。

表1　開站表

1.2相鄰線主要通信設備及線路概況

本線接軌于敦格鐵路紅柳車站。從區域路網分析，本線相鄰線主要有敦格鐵路、蘭新線、青藏鐵路等，見表2。

表2　通信設備數據

2　通信網構成方案比較分析

2.1通信業務需求分析

根據本線通信業務的需求，本線通信網主要承載實時性、安全性要求較高的語音、數據以及TDM專線等業務，接口類型主要為2Mb/s或2Mb/s以下（自動電話、2B+D、低速數據、2/4線音頻等）。

2.2通信網構成方案比較

傳輸系統主要承載接入網、調度通信系統、電源及環境監控系統、信號、電力等業務，并實現與其它線傳輸系統的互聯互通。

根據本線在鐵路通信網中的地理位置，及相鄰在建敦格線通信系統方案，本線通信傳輸系統可采用以下兩個方案解決。

方案一：與在建敦格線傳輸系統構成方式一致，由干線層和接入層兩層傳輸系統構成。即在既有站紅柳站新增SDH2.5Gb/s設備，水鴨子墩、一里坪站設置SDH2.5Gb/s設備，組成紅柳至一里坪SDH2.5Gb/s（1+1）MSP干線層傳輸系統，并將紅柳站新增SDH2.5Gb/s設備納入敦格線既有干線層傳輸系統。各中間站、光纖直放站設置的SDH 622Mb/sADM設備，組成STM-4（1+1）MSP接入層傳輸系統。

本方案與紅柳站新設SDH2.5Gb/s設備需納入敦格線干線層傳輸系統，施工時需對敦格線干線層傳輸系統做適當調整。

方案二：新設接入層傳輸系統，紅柳站及沿線

各車站、電力配電所、牽引變電所設SDH 622Mb/sADM設備組成STM-4（1+1）MSP接入層傳輸系統。

本方案較方案一投資省約100萬左右，對在建線影響小，而且容量能滿足本次工程需求，并且與接軌站傳輸方式相同。

綜合兩個組網方案的利弊，本次設計推薦采用方案二。

3　移動通信系統方案比較分析

魚卡至一里坪線位于柴達木盆地西北部，穿越雅丹地貌無人區，全線大部分地段無網絡覆蓋。為保障列車運行安全，移動通信系統在工程中至關重要。移動通信在鐵路通信中的作用是提供一個可靠的語音和數據平臺通信，通過無線系統將控制命令直接傳輸給列車駕駛員。并為鐵路工作人員、調度人員、駕駛員及維護人員等提供直接可靠的通信服務。

3.1方案選擇

方案一：移動通信采用GSM-R數字移動通信系統，完成列車無線列調通信，區間、站場移動通信，應急語音通信，列車無線車次號校核信息傳送，調度命令信息無線傳送。沿線車站及區間設置GSM-R基站構成鏈狀通信網，基站控制器與基站之間利用2M通道環形連接。區間弱場區采用光纖直放站加泄漏電纜或天線方式。GSM-R系統在滿足95%時間地點概率情況下，接收電平標準不小于-98dBm，基站間場強覆蓋重疊距離按機車10S內運行的距離考慮。一里坪站設一套無線數字平面調車系統，用于調機的調車作業。每個車站設置為車站基站，區間每7公里設置一處基站，每3～5個基站形成一個基站環接入敦格線既有BSC。

方案二：本線無線列調采用450MHz B制式無線列調通信系統。區間弱場區通信采用光纖直放站或者區間中繼臺方式解決。系統主要由調度總機、監測總機、監測分機、車站電臺、車次號解碼器、車站轉接器、光纖直放站網管、機車電臺和便攜電臺等設備構成。調度指揮納入西寧調度所，本線新設無線列調系統，由西寧調度所對該線進行統一管理，增設調度臺1臺。系統采用有、無線相結合的方式，調度總機和車站電臺之間采用傳輸子系統中提供的2M通道連接。西寧調度所新設監測總機，工區新設監測分機。一里坪站設一套無線數字平面調車系統。

目前，適合本工程450MHz B制式無線列調通信系統弱場區覆蓋方案主要有區間中繼臺、光纖直放站兩種。這兩種方案的比較見表3。

表3　系統方案技術經濟對照表

綜合上述系統方案技術經濟比選分析以及與既有線兼容，450MHz B制式無線列調通信系統設計方案弱場區推薦采用光纖直放站，即采用450M B制式系統，弱場區采用光纖直放站方式解決覆蓋問題。

方案比選：GSM-R系統區間每個基站處設傳輸系統一套，承載GSM-R、電源及環境監控、電力遠動等業務。直放站處一般不設傳輸，電源及環境監控由直放站網管統一管理，電力遠動由箱變RTU與基站機房傳輸設備采用光纖根據需求傳輸通道傳送至基站處，然后通過傳輸系統傳送至動環網管電力遠動等。基站房屋面積約15m2，直放站房屋面積約9m2。GSM-R無線數字系統一般用于客運專線和高鐵，因此GSM-R系統及配套設施的建設標準較高，造成配套設施多，工程投資高，建設和維護涉及專業多，運維難度較大。魚卡至一里坪地方鐵路為貨運鐵路等級較低，GSM-R系統承載業務的重要性相應較低。而且投資大、配套設施要求高、配套專業多等問題。為了降低工程投資和運維成本，本工程移動通信系統采用450MHz B制式無線列調通信系統。

4　結論

通信網的構成滿足通信語音、數據、圖像等綜合業務的需要。網絡結構設計滿足安全可靠、靈活高效、技術先進、經濟合理、利于發展、便于管理維護的原則。鐵路建設必須適應市場經濟的需要，樹立以人為本、服務運輸的理念，在設計中堅持強本簡末的設計原則。結合本線的實際情況，優化設計方案，完善工程措施，更新設計理念，節約工程投資。在確保運輸需要和行車安全的條件下，認真分析各專業的“本”和“末”，據此擬定符合強本簡末設計精神的設計原則。

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