溫福線無線通信系統(tǒng)集成的問題思考

劉 淼 曾祥兵

（北京全路通信信號研究設(shè)計院，北京 100073）

溫福線（含福廈線引入福州樞紐）集成范圍包括新建浙江段、福建段及福州樞紐工程，自溫州南至福州站線路長約294.6 km，東瀕東海和臺灣海峽，西靠南雁蕩山、太姥山和鷲峰山東麓余脈；福廈線引入福州樞紐起至溫福線八仙侖隧道出口，終止福州南站，線路長約16.6 km。整條溫福線穿越于東南沿海的崇山峻嶺之間，橋隧相連，環(huán)境險惡。

地形環(huán)境的惡劣對無線通信系統(tǒng)覆蓋帶來設(shè)計困難，同時對基站間距或基站與直放站間距過長容易形成弱場的地方，尤其需要引起重視。

1 集成網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建議

1.1 龍頭隧道出口—伏虎山隧道進口基站與光纖直放站遠端機優(yōu)化方案

如圖1所示，由于在聯(lián)調(diào)聯(lián)試測試中該處經(jīng)常出現(xiàn)掉話或弱場現(xiàn)象，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

（1）DK 37+707基站輸出正常，基站前方彎道弧度較大，天線角度下傾太大。

（2）DK 29+846直放站輸出信號偏弱，且天線角度下傾太大，大公里標方向信號衰落很快。

對上述問題，采取以下優(yōu)化手段。

（1）檢查DK 29+846直放站輸出功率和駐波比，保證輸出信號穩(wěn)定。

（2）上調(diào)DK 29+846直放站和DK 37+707基站天線的角度，將DK 37+707基站天線方向?qū)蕪澋狼胺降蔫F路軌道。但優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)仍然不理想。

該處兩站間距離7 861 m，直放站輸出最大功率僅5 W，不足以保證如此大距離的覆蓋要求，建議采用如下2種方案的整改措施。

（1）將DK 29+846直放站替換成BTS 3012基站。

（2）在兩站中段加建基站進行覆蓋。

1.2 點頭隧道出口—周倉嶺隧道進口基站間優(yōu)化方案

如圖2所示，由于在聯(lián)調(diào)聯(lián)試測試中該處經(jīng)常出現(xiàn)掉話現(xiàn)象，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)存在以下問題。

（1）在點頭隧道基站下測得信號為-43 dBm，周倉嶺基站信號為-88 dBm。

（2）離點頭隧道出口2 700 m處測得點頭基站信號為-97 dBm，周倉嶺基站信號為-74 dBm。

對上述問題，采取以下優(yōu)化手段。

（1）點頭和周倉嶺站信號均輸出正常，兩站間距6 651 m，中間有彎道，且有山體阻擋。

（2）在網(wǎng)管將兩基站載頻輸出功率類型由40 W改成60 W。

建議在DK 107+260右側(cè)護坡上加建1套直放站，以確保中間覆蓋。

1.3 福州站動車所覆蓋設(shè)計方案

福州動車所距離福州站有2 km多，福州站鐵塔高度為30 m，采用全向天線覆蓋。福州站GSM-R機房基站信號為-45 dBm，在福州動車所室外基站信號為-85 dBm。但是由于GSM-R動車庫方向與信號覆蓋方向平行，動車庫為長方形，材質(zhì)為鐵皮簡易房，對信號影響很大，同時動車車體損耗近20 dBm，導致動車內(nèi)信號強度不夠。為了實現(xiàn)該動車所的覆蓋，在福州站新設(shè)1套光纖直放站近端機用于耦合福州站基站信號，在福州動車所新設(shè)1套直放站遠端機，采用定向天線實現(xiàn)福州動車所的GSM-R無線覆蓋。

1.4 隧道口直放站設(shè)計方案

由于溫福線位于南方，多山區(qū)，且本線多處在隧道口進行GSM-R切換，如圖3所示。當圖中DK 186+100直放站宕機時，由于基站DK 184+800的信號無法在DK 186+100與DK 190+338間提供理想的覆蓋，導致基站DK 184+800到基站DK 190+338的切換無法正常進行，導致切換失敗引起掉話。

建議：可以考慮在漏纜末端（DK 186+100）增加功分器，并通過饋線將此信號輸入至隧道口天線，將基站DK 184+800的信號提取并輻射至DK 186+100至DK 190+338之間的空間區(qū)域（如果該段漏纜太長，衰耗太大，則不能按照該方案實施）。原隧道口單極化天線需更換為雙極化天線；對于漏纜長度較長，損耗較大的地方，可以選用21 dBi高增益雙極化天線。通過上述措施，可解決隧道口直放站切換問題。

具體的連接方式如圖4所示。

1.5 相鄰短隧道間空間覆蓋方案

相鄰兩個短隧道之間的空間部分，當距離小于600 m，建議采用漏泄電纜貫通，這樣不僅可以省去設(shè)置于一個隧道口的直放站，還可以避免無用的空間波躍入隧道內(nèi)對正常的漏纜覆蓋造成影響。否則，隧道群地區(qū)多為路塹或高架橋，電波傳播環(huán)境復雜，交通極其不便，這對后期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護造成很大困難。

2 溫福線GSM-R系統(tǒng)實施建議

2.1 隧道口基站、直放站設(shè)置地點選取原則

根據(jù)設(shè)計方案，設(shè)置在隧道口的基站或直放站，其位置一般根據(jù)隧道出口考慮。但在實際施工中，因征地等原因，基站或直放站經(jīng)常移至距離隧道口幾十米或一百多米的位置。系統(tǒng)建成后，隧道口至設(shè)備放置地點間的空間，由于是定向天線的背瓣覆蓋，出現(xiàn)信號電平的急劇下降。雖然信號電平值也在覆蓋指標要求之上，但這種突變會對數(shù)據(jù)或語音通信的質(zhì)量造成不良影響。工程中應(yīng)盡量使設(shè)備設(shè)置在隧道口，如確有困難，應(yīng)在基站或直放站處向隧道口方向設(shè)置小天線或更換為全向天線覆蓋這段區(qū)域。

2.2 區(qū)間直放站機房建議

隧道外直放站機房的設(shè)置目的以防盜為主，防雨雪和防塵為輔。但溫福線地處中國南方，夏季氣溫較高，由于目前機房面積較小，在機房內(nèi)不配置空調(diào)的前提下，排風效果較差，造成機房內(nèi)溫度比室外溫度高，甚至達到70℃，遠高于標準要求的55℃。因此，建議采用H桿方式安裝隧道外直放站。

2.3 漏纜直流阻斷器設(shè)置建議

漏纜直流阻斷器的設(shè)置旨在保證人身安全，保護通信設(shè)備，對抗大地電位變化、磁感應(yīng)電流和牽引電力線以及漏纜、天線或與漏纜相連的電纜短路造成的負面影響。建議將直流阻斷器放置于兩直放站間漏纜500 m的位置，以達到隔斷直流作用。

3 其他問題的說明

3.1 核心網(wǎng)費用問題

由于核心網(wǎng)是全路GSM-R網(wǎng)絡(luò)共享的核心基礎(chǔ)設(shè)備，其建設(shè)模式為統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施。核心網(wǎng)一次性建設(shè)的特點，造成后續(xù)客運專線線路接入核心網(wǎng)時，核心網(wǎng)設(shè)備供貨商提供聯(lián)調(diào)聯(lián)試服務(wù)時產(chǎn)生的費用無法解決。

3.2 設(shè)備擴容或利舊問題

集成實施過程中設(shè)備利舊或擴容問題，建議詳細調(diào)查既有設(shè)備型號規(guī)格、擴容板卡類型和配線規(guī)格等是否符合本工程要求，以免有誤而影響后期聯(lián)調(diào)聯(lián)試，直接影響工程建設(shè)工期。