衡陽樞紐GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)施方案

呂蒙

【摘要】 本文通過對(duì)衡陽樞紐內(nèi)衡柳鐵路與京深高鐵共線段GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的具體案例分析，通過對(duì)是否承載CTCS-3列控應(yīng)用，以及GSM-R系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、QoS的具體要求等實(shí)際情況的探討，提出了類似工程實(shí)踐中的解決無線系統(tǒng)干擾和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】 GSM-R 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 鐵路樞紐 共線區(qū)段

一、引言

衡柳線東起湖南省衡陽市已建成的衡陽東站，南止廣西壯族自治區(qū)柳州市，是廣西、海南、粵西地區(qū)聯(lián)系華中、華北、華東等地區(qū)的重要運(yùn)輸通道。

衡柳線在衡陽樞紐同時(shí)接入京深高鐵衡陽東站和京廣線衡陽站，新建基站與京港高鐵空間距離較近，衡柳線GSM-R系統(tǒng)基站信號(hào)有可能覆蓋至京深高鐵區(qū)段，極端情況下有可能影響京深高鐵行車安全，因此必須對(duì)衡陽樞紐內(nèi)的GSM-R系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

二、衡陽樞紐地區(qū)GSM-R網(wǎng)絡(luò)情況分析

衡陽鐵路樞紐為湖南省第二大鐵路樞紐，京廣鐵路、湘桂鐵路、衡柳鐵路、京深高鐵、衡茶吉鐵路在這里交匯。其中，應(yīng)用到GSM-R網(wǎng)絡(luò)的線路主要為衡柳線和京深高鐵。兩條鐵路在衡陽站以南、衡陽東站以南區(qū)段存在并線及相互交越的情況，兩條鐵路的走向及部分基站布置見圖1。

圖1中黑色部分為衡柳鐵路在衡陽站以南部分及衡陽東站以西線路區(qū)段，天線圖案代表基站位置，箭頭代表天線覆蓋方向。本段設(shè)置HengLiu05及HengLiu06兩個(gè)基站，接入到本工程新設(shè)在長(zhǎng)沙南的衡柳線BSC，并接入到廣州核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。紅色部分代表京深高鐵在衡陽東站以南線路區(qū)段，天線圖案代表基站位置，箭頭代表天線覆蓋方向。本段WG1903基站為武廣高鐵工程建設(shè)，本工程新增朝向衡柳線方向天線，接入到長(zhǎng)沙南的京深高鐵BSC，并接入到廣州核心網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。

由于京深高鐵GSM-R系統(tǒng)需要承載CTCS-3列控系統(tǒng)應(yīng)用，對(duì)GSM-R系統(tǒng)的QoS指標(biāo)要求非常高；同時(shí)在極端情況下，走行于京深高鐵的列車移動(dòng)臺(tái)可能因小區(qū)服務(wù)質(zhì)量劣化等原因，經(jīng)過小區(qū)重選，接入衡柳線GSM-R系統(tǒng)，危及到行車安全。因此必須針對(duì)衡柳線和京深高鐵的GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋具體情況，對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。

三、具體網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

在進(jìn)行GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，必須統(tǒng)籌考慮GSM-R系統(tǒng)的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋強(qiáng)度和QoS指標(biāo)等要素，并保證GSM-R系統(tǒng)的正常使用。

衡柳線試運(yùn)行初期，監(jiān)測(cè)到京深高鐵出現(xiàn)GSM-R頻段內(nèi)干擾，經(jīng)定位干擾源為HengLiu05站。由于HengLiu05站與京深高鐵基站不存在鄰區(qū)關(guān)系，且京深高鐵為雙網(wǎng)覆蓋，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量?jī)?yōu)于衡柳線干擾信號(hào)，正常情況下不會(huì)發(fā)生京深高鐵列車移動(dòng)臺(tái)切換或重選到衡柳線GSM-R小區(qū)的情況。但在極端情況下，如果京深高鐵GSM-R網(wǎng)絡(luò)由于某種原因出現(xiàn)質(zhì)量嚴(yán)重劣化，同時(shí)京深高鐵列車移動(dòng)臺(tái)發(fā)生掉網(wǎng)或重啟，移動(dòng)臺(tái)通過小區(qū)重選，有可能選到衡柳線的GSM-R網(wǎng)絡(luò)，從而影響行車安全。因此，必須將HengLiu05站對(duì)京深高鐵的覆蓋降低到門限電平以下。

根據(jù)廣州鐵路集團(tuán)公司的意見，由于京深高鐵已經(jīng)運(yùn)營(yíng)多年，并且對(duì)GSM-R系統(tǒng)的QoS指標(biāo)高于新建的衡柳線，因此此次優(yōu)化主要對(duì)衡柳線進(jìn)行，同時(shí)根據(jù)需要重新配置WG1903站。根據(jù)HengLiu05站和HengLiu06站的不同情況，分別制定以下優(yōu)化方案：

3.1 HengLiu05站的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

HengLiu05站下行方向天線主要為覆蓋衡柳線衡陽聯(lián)絡(luò)線而設(shè)置。基站設(shè)備采用華為BTS 3012設(shè)備，基站功率46dBm，天線增益17dBi，相鄰小區(qū)為HengLiu04站和HengLiu06站。

方案一：增加天線下傾角

按照原設(shè)計(jì)，HengLiu05站下行方向天線下傾角為4°，降低至7°后，成功消除了對(duì)京深高鐵的干擾。但由于衡陽聯(lián)絡(luò)線上行側(cè)LSK7+600至LSK8+150段為曲線段，且位于低洼地段，兩邊為高度10-15m左右的高地。天線下傾角增大后，本段覆蓋電平為劣化至-97dBm左右，不能滿足驗(yàn)收要求，因此此方案被否決。

方案二：降低基站發(fā)射功率

將HengLiu05站發(fā)射功率降至43 dBm后，多次調(diào)整天線俯仰角，都因?yàn)榈屯荻蔚膱?chǎng)強(qiáng)無法達(dá)到要求而未能實(shí)施。

方案三：降低天線高度

HengLiu05站鐵塔為35m四管塔。將下行側(cè)天線降至20m處，重新調(diào)整俯仰角至3°后，LSK7+400至LSK+750段場(chǎng)強(qiáng)恢復(fù)至-87dBm，同時(shí)，京深高鐵的干擾電平降至-102dBm以下，已低于移動(dòng)臺(tái)的靜態(tài)參考靈敏度，滿足衡柳線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋及京深高鐵的覆蓋要求，HengLiu05站網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化任務(wù)至此完成。

3.2 WG1903站和HengLiu06站的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

衡柳線開通后，將加開由衡陽東站方向至南寧方向的動(dòng)車組。列車走行于衡柳線后，移動(dòng)臺(tái)將由GSM-R網(wǎng)絡(luò)WG1903站切換至HengLiu06站，同時(shí)向MSC報(bào)告位置更新。因此需要對(duì)WG1903站做相應(yīng)配置。

在工程實(shí)際實(shí)施過程中，對(duì)WG1903站擴(kuò)容一個(gè)載頻配置為O3基站，以滿足衡柳線GSM-R系統(tǒng)容量要求。在鄰區(qū)配置中增加HengLiu06站，同時(shí)增加一組朝向衡柳線方向的天線。相應(yīng)的，在HengLiu06站的鄰區(qū)配置中增加WG1903站并通過調(diào)整天線俯仰角確定切換區(qū)域。WG1903站與HengLiu06站間線路較順直，不存在大的障礙物，且GSM-R為帶狀覆蓋，不用過多考慮俯仰角引起的天線半功率角的變化，比較容易通過調(diào)整俯仰角確定合適的切換區(qū)域。

四、結(jié)論

衡柳線GSM-R系統(tǒng)已安全投入運(yùn)營(yíng)，在衡陽樞紐地區(qū)按上述方法進(jìn)行的GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化取得了良好的效果，體現(xiàn)了該方案的科學(xué)性和可實(shí)施性。由于我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，匯聚多條線路的鐵路大樞紐越來越多，對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)的可靠性、QoS指標(biāo)要求也越來越高。如何解決鐵路樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化已成為GSM-R系統(tǒng)建設(shè)過程中的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。針對(duì)鐵路樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，提出以下建議：

（1）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前，要收集樞紐內(nèi)既有的、在建的和規(guī)劃的所有線路的GSM-R系統(tǒng)情況，包括BSC、基站設(shè)備、載頻設(shè)置情況，2M鏈路配置情況、編號(hào)方案等；

（2）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化往往存在多種方案，在實(shí)際實(shí)施過程中，要從技術(shù)、投資、可實(shí)施性等多方面進(jìn)行比較，以確定最優(yōu)方案；

（3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作涉及到鐵路局、電信運(yùn)營(yíng)商、無委會(huì)等多個(gè)部門和單位，需要加強(qiáng)協(xié)調(diào)，確保工作順利實(shí)施；

（4）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，隨著樞紐建設(shè)、新線開通、線路擴(kuò)能等情況，GSM-R網(wǎng)絡(luò)環(huán)境也會(huì)不斷變化，需要定期對(duì)GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量和質(zhì)量進(jìn)行再平衡。

參 考 文 獻(xiàn)

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