南京鐵路樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡優(yōu)化解決方案

胡昌桂

(中鐵第四勘察設計院集團有限公司,武漢 430063)

1 南京鐵路樞紐GSM-R網(wǎng)絡現(xiàn)狀

南京樞紐內(nèi)由于滬寧城際鐵路在南京站以東部分線路區(qū)段與合寧線南京以東區(qū)段存在鐵路線路并線和相互交越的情況,2條線路的走向及GSM-R系統(tǒng)基站設置情況如圖1所示。

圖1 GSM-R網(wǎng)絡現(xiàn)狀示意

圖1中粗線為滬寧城際鐵路線路走向,鐵塔形狀表示新建GSM-R基站位置,基站無線覆蓋方向與鐵路走向一致。該區(qū)段共設置了NanJing、HN1、HN2、HN3、HN4共5個基站,這些基站接入到該工程設置在虹橋站BSC,并接入到京滬高速鐵路工程所建設的上海核心網(wǎng)節(jié)點。

圖1中細線為合寧鐵路線路走向, 鐵塔形狀表示合寧線工程中已建設的GSM-R基站位置,基站無線覆蓋方向與鐵路走向一致共設置了NanJingZhan、NanJing1、NanJing2、 XinWeiCun、NanJingDong共5個基站。這5個基站接入到合肥通信站BSC,并接入到濟南核心網(wǎng)節(jié)點；GSM-R設備供貨商與滬寧城際鐵路供貨商為同一廠家。目前合寧線南京以東區(qū)段GSM-R網(wǎng)絡現(xiàn)狀是基站已經(jīng)安裝完畢并開通。

由于滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)需要承載CTCS-3列控系統(tǒng)應用,對GSM-R網(wǎng)絡的QOS指標要求非常高,同時還涉及到行車安全；因此,針對上述南京樞紐內(nèi)滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡情況,必須對南京樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡進行優(yōu)化。

2 網(wǎng)絡優(yōu)化方案的選擇

在進行南京樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化時,必須統(tǒng)籌考慮GSM-R系統(tǒng)的場強覆蓋、QOS指標，并保證GSM-R系統(tǒng)正常使用。有以下幾種網(wǎng)絡優(yōu)化方案。

2.1 優(yōu)化合寧線GSM-R網(wǎng)絡

由于合寧線GSM-R系統(tǒng)不承載CTCS-3列控數(shù)據(jù),對網(wǎng)絡的服務質(zhì)量要求比滬寧城際鐵路低,可以通過調(diào)整合寧線GSM-R基站設置,采用滬寧城際鐵路GSM-R基站設備來覆蓋合寧線。該方案需要關(guān)閉既有NanJing1、NanJing2、 XinWeiCun共3處基站,關(guān)閉基站的這些線路區(qū)段可以由滬寧城際鐵路基站HN1、HN2和HN3覆蓋；由圖1中可以看出,南京東站已經(jīng)離滬寧城際鐵路較遠,通過在電子地圖上仿真看出NanJingDong基站可能會干擾滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng),考慮為了盡量利用既有GSM-R設備及配套設施,如果通過現(xiàn)場勘察測試既有NanJingDong基站信號不造成對滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)的干擾,則可以保留NanJingDong基站。

該方案的優(yōu)點是可實施性強,能保障滬寧城際鐵路CTCS-3列控的需求,同時也滿足了既有線GSM-R話音業(yè)務的要求。關(guān)閉后的基站及配套設備可以作為備品備件,如果可能也可以在滬寧城際鐵路上使用,做到可以設備利舊,減少工程重復投資。但是關(guān)閉合寧線4處基站后,需要確認NanJing2、NanJingDong兩處線路區(qū)間的場強覆蓋,同時,需要對既有線GSM-R網(wǎng)絡進行參數(shù)調(diào)整,并需要相關(guān)部門的協(xié)調(diào)和配合。

2.2 優(yōu)化滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡

根據(jù)2條線路并線、交越的實際情況,通過采取對既有NanJing1、NanJing2、 XinWeiCun、NanJingDong基站的天線加大增益,調(diào)整方位角或者增加天線等措施來實現(xiàn)對相鄰的滬寧城際鐵路覆蓋,同時在網(wǎng)絡質(zhì)量上應滿足滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)承載CTCS-3列控數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?；本方案不需要新建HN1、HN3及HN4基站。

本方案的優(yōu)點是充分考慮了設備利舊,能減少重復建設和工程投資。但該方案的缺點是改造合寧線既有不承載CTCS-3系統(tǒng)的GSM-R網(wǎng)絡來滿足滬寧城際鐵路要求,必然需要對既有GSM-R網(wǎng)絡進行較大調(diào)整,在工程實施上難度也非常大,加之工期緊張,并且不一定能保證改造后的網(wǎng)絡能夠滿足滬寧城際鐵路運行CTCS-3的要求；同時還需要協(xié)調(diào)兩線共用的基站接入到滬寧城際鐵路設置的BSC。

2.3 合理頻率規(guī)劃

從圖1中可以看出,2條線路南京樞紐內(nèi)各設置了5處基站,并且這些基站類型有O4/O3/O2。根據(jù)GSM-R設計暫規(guī)要求,為了滿足滬寧城際鐵路單基站宕機后同頻C/I值大于12 dB、鄰頻C/I值大于-6 dB的要求,在進行基站頻率規(guī)劃時可以采取統(tǒng)籌配置2條線路中各基站的BCCH,TCH載頻,保證同小區(qū)、相鄰小區(qū)話音信道頻道間隔不小于400 kHz、控制信道頻道間隔不小于600 kHz。

本方案的優(yōu)點是不需要對既有GSM-R系統(tǒng)做任何改造,滬寧城際鐵路可以按照設計方案進行實施。但是由于GSM-R系統(tǒng)頻率資源有限,為了保證網(wǎng)絡覆蓋質(zhì)量,減少2條線路GSM-R系統(tǒng)間干擾,通過軟件仿真后根本無法分配各基站的頻率,即使能夠分配頻率也存在鄰頻關(guān)系和大量干擾,在工程上不具備可實施性。

2.4 優(yōu)化方案確定

上述3種網(wǎng)絡優(yōu)化方案各有優(yōu)缺點,根據(jù)上海鐵路局及相關(guān)部門的意見, 合寧線GSM-R網(wǎng)絡除Nan JingZhan、NanJingDong基站提供GSM-R業(yè)務外,其余基站暫時沒有GSM-R業(yè)務；同時通過現(xiàn)場勘測,滬寧城際鐵路HN4基站可以覆蓋南京東區(qū)域,可以關(guān)閉合寧線NanJingDong基站。因此,采用優(yōu)化合寧線GSM-R網(wǎng)絡來保障滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)的正常使用。

3 網(wǎng)絡優(yōu)化技術(shù)解決方案

在確定滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化方案后,需要根據(jù)GSM-R網(wǎng)絡的應用情況合理調(diào)整基站設置情況和配置參數(shù)及基站傳輸鏈路并修改GSM-R系統(tǒng)編號方案。

3.1 調(diào)整基站參數(shù)設置

滬寧城際鐵路在南京站附近區(qū)域采用合寧線設置的NanJingZhan基站,并對該基站擴容1個載頻配置為O4基站，以滿足南京站GSM-R系統(tǒng)業(yè)務容量需求,同時關(guān)閉合寧線NanJing1、NanJing2、 XinWeiCun、NanJingDong共4處基站,用滬寧城際鐵路HN1、HN2 、HN3和HN4來覆蓋合寧線南京至南京東線路區(qū)域。

由于合寧線與滬寧城際鐵路GSM-R系統(tǒng)都是采用同一廠家的設備,因此BTS與BSC設備之間不存在設備兼容性問題。通過調(diào)查了解到合寧線GSM-R系統(tǒng)基站與合肥BSC之間既有的2M環(huán)路是：NanJingZhan基站與XinWeiCun基站和LinCang1基站組成了1個2M環(huán)路；NanJing1基站、NanJing2基站和NanJingDong基站組成了1個2M環(huán)路。根據(jù)基站設置的調(diào)整情況,取消NanJingZhan基站與XinWeiCun基站與合肥BSC之間的2M電路,而將NanJingZhan基站接入到滬寧城際鐵路設置在虹橋站BSC中；取消NanJing1基站、NanJing2基站和NanJingDong基站3個基站與合肥BSC之間的2M電路。

3.2 修改編號方案

由于優(yōu)化了合寧線GSM-R網(wǎng)絡導致了系統(tǒng)基站設置變化,需要相應調(diào)整合寧線GSM-R編號方案。在基站基礎數(shù)據(jù)表中,需要取消NanJing、NanJing1、NanJing2、XinWeiCun和NanJingDong 5個基站的編號數(shù)據(jù),將NanJing基站納入到滬寧城際鐵路GSM-R編號方案中。

4 結(jié)論

滬寧城際鐵路GSM-R網(wǎng)絡已安全投入運營,在南京樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)按照上述解決方案進行了網(wǎng)絡優(yōu)化并取得了較好效果,驗證了該網(wǎng)絡優(yōu)化方案的正確性和可實施性。針對目前鐵路樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡優(yōu)化的問題,提出以下幾點建議供參考。

(1)網(wǎng)絡優(yōu)化前應收集樞紐內(nèi)既有、正在建設及將來建設的GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡情況,包括BSC/基站設置情況、傳輸鏈路情況和既有編號方案。

(2)網(wǎng)絡優(yōu)化時需要在電子地圖上進行軟件仿真,建議對鐵路樞紐單獨制作電子地圖,并將所有鐵路線路含既有線、正在建設的鐵路和即將建設的鐵路數(shù)據(jù)全部完成,以便進行樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡的整體規(guī)劃和優(yōu)化。

(3)網(wǎng)絡優(yōu)化應在技術(shù)上、投資上、可實施性等方面進行綜合比較,合理確定網(wǎng)絡優(yōu)化解決方案。

(4)網(wǎng)絡優(yōu)化工作涉及到各個相關(guān)部門,需要鐵道部、鐵路局、相關(guān)公司等部門和領導的大力支持和協(xié)調(diào)才能進行。

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