優(yōu)化寧啟鐵路通信業(yè)務(wù)的思考

李 軍 上海鐵路局上海通信段

優(yōu)化寧啟鐵路通信業(yè)務(wù)的思考

李 軍 上海鐵路局上海通信段

寧啟鐵路為客貨共線鐵路，既運(yùn)行200 km/h動(dòng)車組、又運(yùn)行普通客車和貨物列車，通信業(yè)務(wù)需求類型多樣，接口雜亂，而其通信系統(tǒng)是在既有通信網(wǎng)絡(luò)上逐步改造完成，通信設(shè)備及線路的基礎(chǔ)較差，部分業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)受通信系統(tǒng)實(shí)際條件的限制，采用非最優(yōu)方案開(kāi)通。通過(guò)對(duì)部分業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)的組成分析，結(jié)合當(dāng)前通信資源條件，提出優(yōu)化完善建議，更好地保障運(yùn)輸生產(chǎn)安全。

CTC；綜合接入；優(yōu)化；安全

1 寧啟鐵路及通信系統(tǒng)概述

寧啟鐵路位于江蘇省中部，全長(zhǎng)268.3 km，為客貨共線鐵路，最高線路允許速度200 km/h，按照高速鐵路模式管理。全線共有浦口北、殷莊、六合、儀征、揚(yáng)州、揚(yáng)州東、江都、泰州西、泰州、姜堰、南莫、海安縣、如皋、白蒲、南通15處車站,另有40個(gè)通信基站、2個(gè)信號(hào)中繼站和2個(gè)信號(hào)設(shè)備房，6座牽引變電所，5座分區(qū)所及海安開(kāi)閉所。全線采用雙線自動(dòng)閉塞，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)采用CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)，行車指揮采用CTC調(diào)度集中設(shè)備，通信采用GSM-R無(wú)線通信系統(tǒng)。

寧啟復(fù)線電化通信系統(tǒng)在既有寧啟單線通信網(wǎng)絡(luò)上改造完成，但在改造過(guò)程中通信設(shè)備及線路的基礎(chǔ)較差，部分光纜、電纜線路及傳輸、接入等設(shè)備為利舊使用，存在諸多安全隱患。

全線通信系統(tǒng)由上海通信段海安通信車間負(fù)責(zé)維護(hù)，車間在南通、海安縣、泰州、揚(yáng)州、六合設(shè)立維護(hù)通信工區(qū)。如何提高對(duì)通信故障的響應(yīng)速度，做好快速有效的處置，保證各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)安全運(yùn)用，需要寧啟鐵路通信專業(yè)維護(hù)人員認(rèn)真思考。

2 寧啟鐵路業(yè)務(wù)現(xiàn)狀

2.1 應(yīng)用系統(tǒng)多

由于寧啟鐵路運(yùn)行200 km/h動(dòng)車組，普通客車、貨車、動(dòng)車混跑運(yùn)營(yíng)模式，客貨共線鐵路與一般高速鐵路或普速鐵路相比，業(yè)務(wù)需求類型更多，不同列車運(yùn)行相應(yīng)需要的保障措施必須實(shí)現(xiàn)，所以該線基本匯聚了當(dāng)前高速鐵路和普速鐵路所需的各類通信業(yè)務(wù)類型。全線新增安全數(shù)據(jù)網(wǎng)、CTC、防災(zāi)及異物侵線、GSM-R、軌道衡、TVDS、電力遠(yuǎn)動(dòng)等業(yè)務(wù)類型，既有業(yè)務(wù)還包含數(shù)調(diào)（FAS）、微機(jī)監(jiān)測(cè)、紅外線等直接關(guān)聯(lián)行車的業(yè)務(wù)種類，出現(xiàn)非正常情況概率更高。

2.2 業(yè)務(wù)接口雜

不同的業(yè)務(wù)，不同的設(shè)備、不同的廠家，通信標(biāo)準(zhǔn)要求眾多，對(duì)通道的需求不同造成通信需要提供不同的業(yè)務(wù)接口類型。目前寧啟鐵路各類業(yè)務(wù)接口涵蓋了當(dāng)前鐵路專用網(wǎng)中GE口、FE光口、FE電口、E1-L9接口、E1-BNC接口、V.35接口,二/四線音頻、RJ45、RJ11等多種業(yè)務(wù)接口，各業(yè)務(wù)端口并存的現(xiàn)狀為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置帶來(lái)困難。

2.3 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)亂

目前的寧啟鐵路通信系統(tǒng)是在既有寧啟單線非電氣化鐵路運(yùn)行條件的通信系統(tǒng)改造完成，隨著復(fù)線開(kāi)通、電氣化開(kāi)通、運(yùn)行速度提高和運(yùn)行動(dòng)車組的需要，業(yè)務(wù)需求各不相同，受通信當(dāng)時(shí)實(shí)際條件的限制，經(jīng)常采用臨時(shí)過(guò)渡方案開(kāi)通，然后對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)和不斷完善，但沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因接口問(wèn)題運(yùn)行在非最佳組網(wǎng)方案的情況，也給維修工作帶來(lái)困難和被動(dòng)。

2.4 接入場(chǎng)點(diǎn)散

寧啟鐵路在海安縣、南通站等地辦理貨運(yùn)業(yè)務(wù)，在南通、揚(yáng)州、江都等7個(gè)車站辦理客運(yùn)業(yè)務(wù)，在泰州、六合等站建立綜合維修保養(yǎng)點(diǎn)，以及沿線網(wǎng)工區(qū)、紅外機(jī)房、供電所、開(kāi)閉所、派出所、列檢房等場(chǎng)點(diǎn)通常分布在以火車站為中心(1～5)km不等的范圍內(nèi)。如何為以上處所提供通信服務(wù)并保障安全運(yùn)用，也是困擾維修工作的難題。

3 問(wèn)題分析及對(duì)策

目前全線傳輸系統(tǒng)新設(shè)傳輸89套，其中STM-16 ADM設(shè)備7套，STM-4 ADM設(shè)備69套，利舊傳輸STM-1 ADM設(shè)備13套，接入網(wǎng)OLT設(shè)備2套、ONU設(shè)備27套，其中新設(shè)17套、利舊ONU設(shè)備10套，各單點(diǎn)業(yè)務(wù)通過(guò)傳輸設(shè)備后經(jīng)由部分光、電協(xié)轉(zhuǎn)、同軸纜線、協(xié)議轉(zhuǎn)換器等實(shí)現(xiàn)，紅外通道采用綜合接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)接入傳輸網(wǎng)絡(luò)方式完成。

3.1 通過(guò)組網(wǎng)優(yōu)化，提高CTC重要行車業(yè)務(wù)的安全性

寧啟線CTC組網(wǎng)通道在開(kāi)通時(shí)，由于傳輸設(shè)備未配置光以太網(wǎng)板，自通信機(jī)房傳輸設(shè)備至信號(hào)機(jī)房設(shè)備間采用圖1方式組成，分析該組網(wǎng)，存在以下安全隱患。

圖1 寧啟線CTC組網(wǎng)通道在開(kāi)通時(shí)的組網(wǎng)方式

（1）光電協(xié)轉(zhuǎn)無(wú)網(wǎng)管監(jiān)控，出現(xiàn)故障時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成單方向通道運(yùn)行，再另一方向光電協(xié)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)造成全站CTC中斷，影響行車。特別是放置在信號(hào)機(jī)房的協(xié)轉(zhuǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，因?yàn)椴荒軣o(wú)計(jì)劃進(jìn)入信號(hào)機(jī)房，無(wú)法通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)日常巡檢發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。

（2）光電協(xié)轉(zhuǎn)設(shè)備用電安全存在隱患，在通信機(jī)房采取直流供電相對(duì)穩(wěn)定，但在信號(hào)機(jī)房由信號(hào)部門提供交流PDA插座上，不能做到安全可靠。

（3）電路跳接點(diǎn)多，任意一處連接點(diǎn)不良或連接松動(dòng)，均會(huì)造成通道故障。

傳輸設(shè)備在經(jīng)過(guò)升級(jí)改造后，CTC業(yè)務(wù)目前已經(jīng)具備直接采用光纖直連方式接入傳輸設(shè)備，建議改變接入設(shè)備端口后，對(duì)通道組成按圖2進(jìn)行優(yōu)化，提高網(wǎng)絡(luò)安全性，減少障礙發(fā)生。

圖2 傳輸設(shè)備在經(jīng)過(guò)升級(jí)改造后的組網(wǎng)方式

調(diào)整后具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）通道節(jié)點(diǎn)少，且節(jié)點(diǎn)無(wú)有源設(shè)備，不需要考慮供電問(wèn)題。

（2）減少同軸纜線的使用，克服外界強(qiáng)電磁干擾。

（3）單站上下行方向通道分散在不同徑路的兩條光纜上，安全穩(wěn)定。

（4）發(fā)生外界光纜/光纖障礙時(shí)，通過(guò)傳輸網(wǎng)管能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)組織克服。

3.2 借助綜合接入設(shè)備，優(yōu)化既有組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，解決終端設(shè)備接入多，接入通道無(wú)保護(hù)，接入場(chǎng)點(diǎn)分散、業(yè)務(wù)接口雜亂的問(wèn)題

寧啟線新設(shè)綜合接入設(shè)備一套，主要為沿線提供紅外探測(cè)點(diǎn)設(shè)備提供信息上傳通道，基于傳輸2M組網(wǎng)，并在海安通信樓設(shè)立網(wǎng)管設(shè)備一套。

經(jīng)查閱綜合接入設(shè)備招標(biāo)時(shí)技術(shù)規(guī)格書(shū)和產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)，該設(shè)備應(yīng)具備如下功能：

（1）支持環(huán)型組網(wǎng)方式。支持環(huán)網(wǎng)斷纖保護(hù)，當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可在50 ms內(nèi)自動(dòng)完成主/備通道的切換。

（2）支持AC+DC雙路供電。支持電源盤和主控交叉盤的“1+1”熱備份。

（3）設(shè)備交叉能力：96×96VC-4，不僅支持FE、E1、v.35等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時(shí)還支持2/4線、自動(dòng)電話、熱線電話等音頻業(yè)務(wù)，滿足多業(yè)務(wù)接入的需要。

（4）局端機(jī)架 30路光方向，可支持STM-1/4/16連接,E1接口數(shù)量200個(gè)，語(yǔ)音支持140路。遠(yuǎn)端機(jī)支持TM/ADM模式，可組環(huán)網(wǎng)，提供2路STM-1，支持4E1，4LAN，并支持30路音頻業(yè)務(wù)。

（5）綜合接入設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)采用DCC組網(wǎng)，可通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)對(duì)既有設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和管理。

因開(kāi)通時(shí)寧啟線既有干線光纜和傳輸設(shè)備資源的局限性，未能實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能。目前該組網(wǎng)方式為臨時(shí)開(kāi)通，隨著寧啟線后期光纜的補(bǔ)強(qiáng)，建議調(diào)整目前組網(wǎng)方式，按既有設(shè)計(jì)將各站局端設(shè)備利用光纖組成環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)樞紐地區(qū)特點(diǎn)在海安、揚(yáng)州等地區(qū)設(shè)置遠(yuǎn)端機(jī)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)（圖3），根據(jù)業(yè)務(wù)需求，增配相應(yīng)板件，實(shí)現(xiàn)寧啟線各類業(yè)務(wù)的接入需求，從而解決業(yè)務(wù)接口雜亂的問(wèn)題，減少終端modem、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、PDH等設(shè)備的使用。并可通過(guò)網(wǎng)管適時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)用狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問(wèn)題，利用網(wǎng)管直接進(jìn)行處置或指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)組織及時(shí)處置，提高故障處置速度，縮短故障延時(shí)。

圖3 設(shè)置遠(yuǎn)端機(jī)環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)

該套綜合接入設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)健全后，由于在各站已全部設(shè)置局端設(shè)備，如單站發(fā)生傳輸設(shè)備故障（只有一套傳輸設(shè)備的車站），也可作為臨時(shí)應(yīng)急設(shè)備使用，將CTC、FAS等直接關(guān)聯(lián)行車安全的重點(diǎn)業(yè)務(wù)，自動(dòng)通過(guò)臨站接入設(shè)備將業(yè)務(wù)接通，減少應(yīng)急響應(yīng)時(shí)延，為下一步問(wèn)題處理贏得時(shí)間。以FAS系統(tǒng)為例，按如下方式臨時(shí)應(yīng)急：如傳輸設(shè)備發(fā)生故障，可在兩站之間按如下方式開(kāi)通FAS系統(tǒng)使（見(jiàn)圖4）：

①由于車站1傳輸設(shè)備故障，“車站1”FAS分機(jī)無(wú)法通過(guò)本站傳輸網(wǎng)絡(luò)主通道接入FAS主系統(tǒng)，可利用綜合接入局端設(shè)備倒接至“車站2”的綜合接入局端設(shè)備后接入臨站傳輸網(wǎng)絡(luò)接入FAS系統(tǒng)，恢復(fù)“車站1”FAS分系統(tǒng)的使用。

圖4 傳輸設(shè)備發(fā)生故障時(shí)開(kāi)通FAS系統(tǒng)

②寧啟線FAS應(yīng)急分機(jī)從臨站通過(guò)接入網(wǎng)ONU接入，由于車站傳輸設(shè)備故障，本站ONU停用，導(dǎo)致FAS應(yīng)急分機(jī)不能使用，也可通過(guò)該設(shè)備接通接入網(wǎng)電路，恢復(fù)應(yīng)急分機(jī)使用。

3.3 加快“光進(jìn)銅退”，減少電磁干擾，提高服務(wù)質(zhì)量

（1）寧啟鐵路未設(shè)置貫通地線，既有通信站、各車站通信機(jī)械室等地線均為在既有接地體上進(jìn)行的特性整治完成達(dá)標(biāo)，各新建車站及區(qū)間基站的主地網(wǎng)由機(jī)房地網(wǎng)（機(jī)房建筑基礎(chǔ)和外圍環(huán)形接地裝置）建成。各站通信機(jī)房與信號(hào)、信息機(jī)房地網(wǎng)未連接，不同程度存在不等地的情況，、在利用同軸纜線延伸進(jìn)行業(yè)務(wù)接入時(shí)，同軸纜線存在兩端不等地的情況，造成通道誤碼，影響正常使用。

（2）寧啟線開(kāi)通電氣化后，既有地區(qū)電纜未能做絕緣節(jié)處置，部分區(qū)段受電磁干擾，運(yùn)用質(zhì)量無(wú)法保證，且干擾源無(wú)法查找處理。

基于以上情況，必須更多的使用光纖進(jìn)行終端設(shè)備接入，建議：

（1）在海安、揚(yáng)州、南通等樞紐地區(qū)敷設(shè)地區(qū)光纜，通過(guò)綜合接入設(shè)備或G-PON設(shè)備接入各分散場(chǎng)點(diǎn)的相關(guān)業(yè)務(wù)。

（2）GSM-R開(kāi)通后，寧啟沿線均有G網(wǎng)覆蓋，部分無(wú)人值守機(jī)房的臨時(shí)應(yīng)急通話功能可通過(guò)G網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，不建議提供設(shè)置自動(dòng)電話（如紅外探測(cè)點(diǎn)），減少電纜的使用，同時(shí)也方便檢修，減輕現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)壓力。

4 結(jié)束語(yǔ)

在充分利用現(xiàn)有通信資源的條件下，通過(guò)對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)接入通道設(shè)置的優(yōu)化、綜合接入網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整和健全，既有通信基礎(chǔ)設(shè)施的適當(dāng)改造，可大大提高通信網(wǎng)絡(luò)的安全性，使各項(xiàng)業(yè)務(wù)接入更為合理，既可以保證各業(yè)務(wù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，又減少了現(xiàn)場(chǎng)維修成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。

[1]改建鐵路寧啟鐵路復(fù)線電氣化改造工程通信設(shè)計(jì)文件.中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.

[2]上海鐵路局關(guān)于重新公布《上海鐵路局通信信號(hào)結(jié)合部通道維護(hù)管理辦法》的通知（上鐵電〔2015〕392號(hào)）.

[3]姚力.通信專業(yè)實(shí)務(wù)-終端與業(yè)務(wù).人民郵電出版社.20068.

[4]戴海兵.《通信工程建設(shè)與維護(hù)手冊(cè)》.人民郵電出版社.2013.

[5]《雅企產(chǎn)品手冊(cè)及鐵路應(yīng)用方案》.北京雅企泰利科技有限公司.

責(zé)任編輯：許耀元 竇國(guó)棟

來(lái)稿日期：2016-08-31