珠三角城際軌道交通通信系統(tǒng)集成初探

張聰云

張聰云:廣東珠三角城際軌道交通有限公司 工程師 510308廣州

根據(jù)珠三角城際線網(wǎng)的建設(shè)規(guī)劃，穗莞深、廣清等城際線路分別接入國鐵的廣州東站、廣州站，行車組織和國鐵既有線互聯(lián)互通、跨線運營。基于通信網(wǎng)全程全網(wǎng)管理的需要，珠三角城際通信網(wǎng)必須和國鐵通信網(wǎng)互聯(lián)互通。為此，通過分析珠三角城際軌道交通通信系統(tǒng)的構(gòu)成，結(jié)合全程全網(wǎng)、互聯(lián)互通的組網(wǎng)要求，提出珠三角城際通信系統(tǒng)集成建設(shè)的初步設(shè)想。

1 珠三角城際通信系統(tǒng)構(gòu)成

城際軌道交通通信系統(tǒng)是城際軌道信息化建設(shè)的基礎(chǔ)平臺，提供語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合通信業(yè)務(wù)，是承載調(diào)度通信、控車信息、安全監(jiān)控等安全信息的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須滿足安全、可靠、靈活、高效和經(jīng)濟的原則。

珠三角城際軌道交通通信系統(tǒng)基于速度200～250 km/h客運專線標準構(gòu)建，包含傳輸及接入、數(shù)據(jù)通信、電話交換、調(diào)度通信、移動通信、會議電視、應(yīng)急通信、綜合視頻監(jiān)控、同步及時間分配、通信電源、動力環(huán)境監(jiān)控、綜合布線等子系統(tǒng)。根據(jù)線網(wǎng)建設(shè)規(guī)模及時序，穗莞深、莞惠、佛肇等初期建成投產(chǎn)線路的通信系統(tǒng)，接入廣鐵集團既有通信核心網(wǎng)，待城際線網(wǎng)形成一定的規(guī)模、珠三角城際調(diào)度指揮中心建成后，部分通信子系統(tǒng)接入城際通信中心，并與國鐵通信網(wǎng)互聯(lián)互通。

2 初期通信系統(tǒng)建設(shè)方案

初期建設(shè)的穗莞深、莞惠等城際線路的通信系統(tǒng)，建設(shè)標準基本一致?，F(xiàn)以穗莞深線通信系統(tǒng)為例，分析系統(tǒng)構(gòu)建的基本情況。

穗莞深城際線投產(chǎn)初期納入國鐵廣州調(diào)度所統(tǒng)一調(diào)度，各通信子系統(tǒng)大量共享國鐵既有通信資源，擬建設(shè)方案為:擴容廣州東山通信站—廣州客專調(diào)度所既有SDH 10 Gb/s傳輸系統(tǒng)，對廣州調(diào)度所既有數(shù)據(jù)網(wǎng)核心層設(shè)備、FAS主系統(tǒng)交換機、會議電視中心設(shè)備、應(yīng)急通信系統(tǒng)中心接入設(shè)備、視頻區(qū)域節(jié)點設(shè)備、電源及環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)一級監(jiān)控中心等通信子系統(tǒng)的中心設(shè)備利舊擴容，滿足本線通信網(wǎng)引入至國鐵廣州調(diào)度所的組網(wǎng)要求;對廣州流花橋通信站既有電話交換機、廣州既有GSM-R核心網(wǎng)相關(guān)設(shè)備、廣州南通信站既有BITS設(shè)備利舊擴容，滿足新建電話接入網(wǎng)、無線網(wǎng)、同步網(wǎng)納入既有通信網(wǎng)的組網(wǎng)要求。本次工程在廣州南通信站新設(shè)基站子系統(tǒng) (BSS)、OLT設(shè)備、通信網(wǎng)管等，在廣州東、廣州南等既有樞紐通信站新設(shè)STM-64/16ADM設(shè)備。

3 城際通信系統(tǒng)集成初探

在珠三角城際線網(wǎng)建設(shè)初期，共享國鐵既有通信資源，待城際線網(wǎng)形成一定的規(guī)模、城際調(diào)度指揮中心建成后，在互聯(lián)互通的前提下，通信網(wǎng)管等業(yè)務(wù)中心將割接至珠三角城際調(diào)度樓的通信中心。因此，珠三角城際通信網(wǎng)的集成建設(shè)，既要考慮初期業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，也要充分預(yù)留網(wǎng)絡(luò)升級演進的軟硬件接口條件，主要通信子系統(tǒng)集成建設(shè)方案如下。

3.1 構(gòu)建自愈保護的傳輸環(huán)網(wǎng)

3.1.1 城際各線傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

以穗莞深城際傳輸系統(tǒng)為例，本線傳輸系統(tǒng)采用層次化結(jié)構(gòu)，按照骨干層、站段匯聚層、區(qū)間/站內(nèi)接入層共3層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，組建基于SDH的多業(yè)務(wù)傳輸平臺 (MSTP)。其骨干傳輸層在廣州樞紐內(nèi)新建4纖10Gb/s復(fù)用段保護環(huán)，主要站點以及廣州樞紐內(nèi)既有廣州東站、廣州南通信站新建4纖2.5 Gb/s復(fù)用段保護環(huán)。廣州東、廣州南等既有樞紐通信站設(shè)置STM-64/16ADM設(shè)備，本線的新塘城際站、望洪站、虎門火車站、深圳機場東等車站設(shè)置STM-16ADM設(shè)備。擴容廣州東山通信站—廣州客專調(diào)度所既有SDH 10 Gb/s傳輸系統(tǒng)，通過廣州樞紐內(nèi)新建10 Gb/s傳輸環(huán)網(wǎng)，實現(xiàn)本線通信網(wǎng)與既有鐵路通信網(wǎng)的互聯(lián)。

3.1.2 廣州樞紐傳輸網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)

隨著珠三角城際線網(wǎng)建設(shè)的穩(wěn)步推進，除已開工的穗莞深、莞惠、佛肇3條城際線路以外，廣清城際、廣佛環(huán)線 (佛山西至廣州南段)等線路將相繼開工建設(shè)，城際線路之間將實現(xiàn)行車組織的聯(lián)網(wǎng)互通，構(gòu)建各城際線網(wǎng)與調(diào)度中心等核心節(jié)點之間的樞紐傳輸網(wǎng)，既滿足各線間信息及業(yè)務(wù)互通的需要，也確保骨干傳輸業(yè)務(wù)安全、實現(xiàn)自愈保護的需要，建議構(gòu)建包含珠三角城際調(diào)度中心、國鐵東山通信站、廣州南站、廣州北站、佛山西站等核心節(jié)點的珠三角城際廣州樞紐OTN環(huán)形傳輸網(wǎng)，實現(xiàn)樞紐站點傳輸業(yè)務(wù)的自愈保護。在工程規(guī)劃建設(shè)中，各線傳輸系統(tǒng)應(yīng)充分考慮并預(yù)留構(gòu)建廣州樞紐傳輸網(wǎng)的接口條件，預(yù)埋、預(yù)留光纖等硬件資源。

3.2 合理配置各線節(jié)點通信資源

3.2.1 節(jié)點設(shè)備容量配置

穗莞深、莞惠等城際線路通信系統(tǒng)初期引入至國鐵廣州調(diào)度中心，利舊并擴容既有GSM-R核心網(wǎng)、電話交換中心、數(shù)據(jù)網(wǎng)核心層設(shè)備，增設(shè)BSC、TRAU、OLT等節(jié)點通信設(shè)備。根據(jù)珠三角城際軌道工程的建設(shè)進程，各線設(shè)計單位需充分溝通協(xié)作，先期投產(chǎn)的BSC、OLT等節(jié)點通信設(shè)備，考慮其他線路通信設(shè)備的接入條件，預(yù)留擴容容量，以實現(xiàn)全網(wǎng)通信系統(tǒng)的集約建設(shè)，降低工程造價，并為以后的運營維護工作創(chuàng)造有利條件。

3.2.2 節(jié)點通信站硬件配置

BSC、TRAU、OLT等新建通信設(shè)備，承載接入移動交換中心、程控交接機等核心網(wǎng)設(shè)備的功能，是匯聚各線通信子系統(tǒng)的中間節(jié)點，也是確保城際通信系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關(guān)鍵設(shè)備。因此，BSC等節(jié)點通信設(shè)備應(yīng)集中設(shè)置于獨立通信機房，配備獨立的通信電源、消防、暖通等硬件基礎(chǔ)設(shè)施，以降低外界對設(shè)備安全運行的影響。同時，節(jié)點通信設(shè)備設(shè)置于獨立的通信機房，既有利于構(gòu)建城際軌道通信系統(tǒng)相對清晰的設(shè)備界面及維修界面，避免不同產(chǎn)權(quán)單位維護檢修時的交叉作業(yè)，也有利于珠三角城際調(diào)度指揮中心建成投產(chǎn)后，相關(guān)通信子系統(tǒng)的割接及網(wǎng)絡(luò)升級演進。

3.3 統(tǒng)籌規(guī)劃互聯(lián)條件及頻率資源

3.3.1 互聯(lián)條件規(guī)劃

珠三角城際線路和國鐵干線跨線互通運營，傳輸、交換、數(shù)據(jù)、移動等通信子系統(tǒng)需全程全網(wǎng)統(tǒng)籌規(guī)劃，充分考慮和既有通信系統(tǒng)的互聯(lián)條件，實現(xiàn)CTC中心、數(shù)據(jù)中心、調(diào)度通信的互通，并確保承載業(yè)務(wù)的安全。以城際OLT設(shè)備接入交換中心為例，既要考慮既有交換中心的接入容量、擴容條件、接入中繼資源，也要考慮城際各線ONU設(shè)備匯接至OLT的接入條件等多種因素。因此，OLT設(shè)備設(shè)置于各城際線路的樞紐站點廣州南站是比較合適的。另外如FAS主系統(tǒng)的設(shè)置，在考慮互聯(lián)條件的同時，更應(yīng)當考慮其承載調(diào)度通信業(yè)務(wù)的重要性，其設(shè)置地點應(yīng)確保設(shè)備的安全穩(wěn)定運行和故障情況下維修處理的快捷便利等因素。

3.3.2 頻率資源規(guī)劃

GSM-R系統(tǒng)承載調(diào)度語音呼叫、無線調(diào)度命令、無線車次號等重要控車信息的傳輸，是確保行車安全的核心通信系統(tǒng)之一。動車組在國鐵和城際線路跨線運行時，車載CIR設(shè)備要對運行區(qū)段歸屬調(diào)度中心及車站相互呼叫，并且跨基站控制器BSC切換;在廣州南、佛山西等樞紐站點，有多條客專及城際線路接入，無線場強覆蓋方案復(fù)雜;在線路區(qū)間，國鐵和城際線路并行及交越地點較多，同頻干擾影響較大。因此，珠江三角洲地區(qū)GSM-R無線通信系統(tǒng)的規(guī)劃建設(shè)，應(yīng)統(tǒng)籌國鐵和城際軌道全網(wǎng)管理，合理配置頻點及碼號資源，科學(xué)設(shè)置基站，優(yōu)化場強覆蓋，消除同頻干擾等不利因素，提升無線網(wǎng)絡(luò)運用服務(wù)質(zhì)量，確保調(diào)度通信暢通及行車安全。

珠三角城際通信系統(tǒng)建設(shè)周期較長，和既有系統(tǒng)及其他專業(yè)接口眾多，工程實施是一項龐大的系統(tǒng)工程，需綜合考慮各種因素統(tǒng)籌規(guī)劃。本文僅對通信系統(tǒng)集成建設(shè)作初步分析及探討，為工程實施提供參考。

［1］ 李學(xué)偉．高速鐵路概論［M］ ．北京:中國鐵道出版社，2010．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．鐵計函［2010］ 1288號．關(guān)于東莞至惠州城際軌道交通項目可行性研究報告的調(diào)整批復(fù)［S］ ．2010．