既有鐵路通信設(shè)備更新改造施工方案探討

齊占宏

(中交鐵道設(shè)計研究總院有限公司，北京 100088)

1 概述

隨著鐵路飛速發(fā)展，鐵路通信設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代，部分既有鐵路的通信設(shè)備服役時間較長，普遍存在設(shè)備老化，備品備件缺失、停產(chǎn)等問題，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段鐵路運營維護的需求，因此對既有鐵路通信設(shè)備的更新改造勢在必行。

蘭新鐵路，東起甘肅省蘭州市，西至新疆維吾爾自治區(qū)阿拉山口市，全長2 423 km，是中華人民共和國成立后修建的最長鐵路干線，是構(gòu)成中國西北地區(qū)鐵路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。該線對開發(fā)西北地區(qū)的物產(chǎn)資源，發(fā)展經(jīng)濟，加強民族團結(jié)以及鞏固國防，都有重要作用。所以，如何減少更新改造對蘭新鐵路運輸?shù)挠绊懀┕し桨傅倪x擇尤為重要。

2 工程概況

本次蘭新鐵路通信設(shè)備更新改造的范圍是蘭州至張掖，線路正線長547 km，共涉及39 個站點。新增同步數(shù)字系列（SDH）10 G 傳輸設(shè)備10臺，SDH2.5G 傳輸設(shè)備39 臺，光纖線路終端設(shè)備（OLT）4 臺，光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）32 臺，光纖配線架6 臺，各類配線柜70 臺，列頭柜8 臺，48 V/1 500 A 高頻開關(guān)電源柜3 臺，48 V/300 A 高頻開關(guān)電源柜30 臺，2 000 AH/2 V 閥控式鉛酸蓄電池6 組，200 AH/12 V 閥控式鉛酸蓄電池64 組，電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備3 套，電源及環(huán)境監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備32 套，數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚路由器4 臺，數(shù)據(jù)網(wǎng)大站路由器18 套，數(shù)據(jù)網(wǎng)小站路由器48 套。

新設(shè)備安裝完成后，需將既有設(shè)備上的在用業(yè)務(wù)倒接至新設(shè)備，如電源倒接、傳輸系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)倒接、接入網(wǎng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)倒接。倒接完成后，拆除既有電源系統(tǒng)和傳輸、接入系統(tǒng)等設(shè)備。由此可見，改造設(shè)備多、影響范圍廣、施工難度大。

下面以蘭新鐵路比較具有代表性的中間站，永登站通信設(shè)備更新改造施工方案為例進行探討。

3 改造方案

3.1 新設(shè)備安裝

永登站既有通信機房內(nèi)設(shè)有SDH622 M 傳輸設(shè)備1 臺，接入網(wǎng)設(shè)備1 臺，高頻開關(guān)電源設(shè)備1臺，蓄電池2 組，光纖在線監(jiān)測設(shè)備1 臺，數(shù)調(diào)分系統(tǒng)設(shè)備1 臺，車站電臺1 臺，綜合配線柜1 臺。

本次新設(shè)SDH10 G 傳輸設(shè)備1 臺，SDH2.5 G傳輸設(shè)備1 臺，光網(wǎng)絡(luò)單元1 臺，綜合配線柜2 臺，48 V/330 A 高頻開關(guān)電源柜1 臺，200 AH/12 V閥控式鉛酸蓄電池2 組，電源及環(huán)境監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備1 套，數(shù)據(jù)網(wǎng)大站路由器2 臺。

通過現(xiàn)場調(diào)查，機房在空間上滿足新設(shè)備的安裝需要，可直接進行安裝施工。如果機房空間不滿足要求，則需要考慮先整合既有機房的設(shè)備，為新設(shè)備安裝提供必要空間。

既有的設(shè)備布線方式為下走線，在機柜背側(cè)。為避免新設(shè)備的配線和既有配線在空間上的沖突，本次采取上下走線相結(jié)合的方式，2 M 線、尾纖、網(wǎng)線均敷設(shè)在機柜上方的走線架上。電源線、地線、光纜采取下走線方式，敷設(shè)在機柜正面。

3.2 電源倒接

永登站通信機房為兩路外電引入，能夠有效保證電源連續(xù)供電不中斷。因此從既有室內(nèi)配電箱接引兩路電源至新設(shè)高頻開關(guān)電源，在確認高頻開關(guān)電源內(nèi)部無短路及斷路、機柜接地良好后，開啟新設(shè)高頻開關(guān)電源，并接入2 組電池組，待正常運行后依次接入新設(shè)傳輸設(shè)備、光網(wǎng)絡(luò)單元、電源及環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)路由器。

既有通信設(shè)備自身為兩路供電，分為主用和備用。在倒接前需要先對既有設(shè)備進行電源切換試驗，確保設(shè)備兩路電源中的一路斷電后，另一路不受影響繼續(xù)給設(shè)備供電。試驗無誤后，再將既有設(shè)備的電源倒接至新設(shè)高頻開關(guān)電源，倒接時應(yīng)先倒接主用電源，確認設(shè)備運行正常后，再倒接備用電源，保證設(shè)備電源不中斷，業(yè)務(wù)不受影響。

3.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)倒接

系統(tǒng)業(yè)務(wù)倒接是此方案的關(guān)鍵點和風(fēng)險點。

3.3.1 倒接前準(zhǔn)備工作

在進行業(yè)務(wù)倒接前，需要詳細調(diào)查各既有設(shè)備所承載的業(yè)務(wù)，與設(shè)備管理單位確認業(yè)務(wù)臺賬，并對業(yè)務(wù)進行梳理，確定影響范圍。

永登站既有業(yè)務(wù)為：ONU 的2 M 電路，ONU網(wǎng)管2 M 電路，信息2 M 電路，數(shù)調(diào)2 M 電路，列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）2 M 電路，信號集中監(jiān)測2 M 電路，電務(wù)視頻監(jiān)控2 M 電路，公安網(wǎng)2 M 電路和自動電話。

其中屬于營業(yè)線施工的業(yè)務(wù)為：數(shù)調(diào)2 M 電路、TDCS 的2 M 電路。影響范圍是相鄰兩站之間的數(shù)調(diào)、TDCS 的正常使用。因為業(yè)務(wù)一旦中斷就會影響行車，存在較大的風(fēng)險，需在天窗點內(nèi)施工。

屬于臨近營業(yè)線施工的業(yè)務(wù)為：ONU 的2 M電路，ONU 網(wǎng)管2 M 電路，信息2 M 電路，信號集中監(jiān)測2 M 電路，電務(wù)視頻監(jiān)控2 M 電路，公安網(wǎng)2 M 電路和自動電話。影響范圍是本站相關(guān)業(yè)務(wù)的正常使用，不影響行車業(yè)務(wù)，正常進行倒接即可。

除上述內(nèi)容外，還需確認各設(shè)備情況如下。

1）電源設(shè)備：電源設(shè)備調(diào)試完成，數(shù)據(jù)正常，各整流模塊轉(zhuǎn)換正常，纜線布放規(guī)范。

2）傳輸設(shè)備：新設(shè)2.5 G 傳輸設(shè)備利用既有2 條光纜的4 芯構(gòu)成通道保護網(wǎng)。核對纖芯運用及DDF 架、ODF 架標(biāo)簽、標(biāo)識正確；傳輸網(wǎng)管數(shù)據(jù)配置完成，各傳輸網(wǎng)元光功率正常，傳輸保護功能試驗正常；DDF 架到所需割接2 M 電路局端設(shè)備的纜線布放完成。

3）電源與環(huán)境監(jiān)控設(shè)備：電源與環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)管功能正常，各監(jiān)控網(wǎng)元功能試驗正常。

4）接入網(wǎng)設(shè)備：新設(shè)接入網(wǎng)網(wǎng)管功能正常，新設(shè)OLT 設(shè)備接入程控交換機，進行各接入網(wǎng)元臨時下發(fā)自動號，進行撥叫試驗，下發(fā)2 W/4 W 音頻電路，Z 接口板直通電話進行試驗；ONU 配線模塊至綜合柜纜線布放完成。

5）數(shù)調(diào)設(shè)備：既有數(shù)調(diào)網(wǎng)管功能正常，環(huán)切換試驗正常，調(diào)度值班臺、車站值班臺試驗正常，各中間站分系統(tǒng)供電模塊具備，數(shù)調(diào)分系統(tǒng)配線模塊至綜合柜纜線布放完成。

6）TDCS 設(shè)備：通信機械室內(nèi)新設(shè)傳輸設(shè)備至信號機械室內(nèi)業(yè)務(wù)端口2 M 線纜布放完畢，天窗點內(nèi)撤除既有通信設(shè)備至信號機械室業(yè)務(wù)線纜，更換為新設(shè)傳輸設(shè)備至信號機械室新線纜。配合電務(wù)部門完成TDCS 設(shè)備的調(diào)試工作。

7）完成其余各業(yè)務(wù)的纜線布設(shè)工作。

3.3.2 業(yè)務(wù)倒接方案比選

因為數(shù)調(diào)業(yè)務(wù)和TDCS 業(yè)務(wù)是影響相鄰兩站之間的業(yè)務(wù)，所以倒接方案有兩種。永登站與相鄰兩站的位置關(guān)系如圖1 所示。

圖1 車站位置示意圖Fig.1 Station location diagram

方案一：采取兩站一區(qū)間的倒接方式（馬家坪站至永登站區(qū)間）。將2 M 電路由舊傳輸設(shè)備全部倒接至新開通的SDH2.5 G 設(shè)備。每站既有業(yè)務(wù)鏈路均為雙向鏈路互為保護，天窗點內(nèi)兩站同一側(cè)業(yè)務(wù)同時開始倒接，即馬家坪對永登方向和永登站對馬家坪方向。待既有用戶設(shè)備至新設(shè)傳輸2.5 G 設(shè)備連接后，由網(wǎng)管進行確認，業(yè)務(wù)正常后，再拆除倒接完畢這一側(cè)的既有電路。如倒接業(yè)務(wù)出現(xiàn)問題，則恢復(fù)初始狀態(tài)。同一天窗點內(nèi)，只倒接兩站同一側(cè)業(yè)務(wù)。

此方案的優(yōu)點為可靠性高，同一天窗點內(nèi)只對兩個車站和一個區(qū)間進行業(yè)務(wù)倒接，倒接過程中查找問題簡單。即使倒接不成功，可立刻恢復(fù)既有業(yè)務(wù)，不影響相鄰區(qū)間的相關(guān)行車業(yè)務(wù)。缺點是倒接一個車站的業(yè)務(wù)需要兩個天窗點才能完成，面對站點多，線路長的情況時，逐站進行倒接，整體完成倒接業(yè)務(wù)的工期較長。

方案二：采用三站兩區(qū)間的倒接方式（馬家坪站、永登站、中堡站及區(qū)間），將2 M 電路由舊傳輸設(shè)備全部倒接至新開通的SDH2.5 G 設(shè)備，天窗點內(nèi)永登對馬家坪方向、永登對中堡方向兩側(cè)業(yè)務(wù)同時開始倒接，既有用戶設(shè)備至新設(shè)傳輸2.5 G 設(shè)備連接后，由網(wǎng)管進行確認。業(yè)務(wù)正常后，再拆除倒接完畢的兩側(cè)既有電路。如倒接業(yè)務(wù)出現(xiàn)問題，則恢復(fù)初始狀態(tài)。

此方案的優(yōu)點為工期時間短，效率高，只需要一個天窗點即可完成一個站的業(yè)務(wù)倒接。缺點是影響范圍大，安全風(fēng)險高，因為既有業(yè)務(wù)缺少雙向鏈路保護，永登站相鄰的兩個區(qū)間均受影響。一旦出現(xiàn)倒接不成功的情況，查找問題困難，恢復(fù)業(yè)務(wù)時間長。

在營業(yè)線施工中，首先應(yīng)保證運營安全，既有業(yè)務(wù)不能中斷，要將安全風(fēng)險降至最低，故上述兩種方案中選擇第一種方案進行施工。

3.4 既有設(shè)備拆除

在各項業(yè)務(wù)倒接完畢后，確認業(yè)務(wù)運行狀態(tài)良好，即可將既有傳輸設(shè)備、接入設(shè)備、既有高頻開關(guān)電源依次下電，拆除各連接纜線，最后將機柜整體拆除。至此，既有機房更新改造工作完成。

4 結(jié)束語

鐵路既有設(shè)備更新改造是提高鐵路運輸設(shè)備技術(shù)水平，保障鐵路運營安全、改善運輸服務(wù)品質(zhì)的重要手段。既有通信設(shè)備更新改造不同于新建工程，因為施工過程直接影響鐵路的運營安全，技術(shù)要求高，安全風(fēng)險大，所以保證新設(shè)備順利啟用，既有業(yè)務(wù)順利倒接是整個更新改造工程的關(guān)鍵。本文對蘭新鐵路的站點改造方案進行探討，可以為類似工程施工方案的選擇提供參考。