長(zhǎng)沙樞紐杭長(zhǎng)、長(zhǎng)昆客專(zhuān)與武廣客專(zhuān)GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與實(shí)施

祁利濤

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100073）

長(zhǎng)沙樞紐杭長(zhǎng)、長(zhǎng)昆客專(zhuān)與武廣客專(zhuān)GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與實(shí)施

祁利濤

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100073）

結(jié)合長(zhǎng)沙樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程經(jīng)驗(yàn)，介紹分析新建杭長(zhǎng)、長(zhǎng)昆客專(zhuān)與既有武廣客專(zhuān)聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間GSM-R網(wǎng)優(yōu)的相關(guān)問(wèn)題，并且提出網(wǎng)優(yōu)實(shí)施作業(yè)和驗(yàn)證測(cè)試方案。

GSM-R網(wǎng)優(yōu)；長(zhǎng)沙樞紐；實(shí)施

長(zhǎng)沙鐵路樞紐位處中原地區(qū)，是京廣鐵路、滬昆鐵路兩大鐵路大動(dòng)脈和京廣客專(zhuān)、滬昆客專(zhuān)兩大時(shí)速300 km客專(zhuān)交通大動(dòng)脈的交會(huì)點(diǎn)，居于全國(guó)路網(wǎng)中心的重要位置。樞紐內(nèi)京廣客專(zhuān)和滬昆客專(zhuān)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)都采用GSM-R技術(shù)體制，為CTCS-3（簡(jiǎn)稱(chēng)C3）列控系統(tǒng)提供車(chē)-地安全數(shù)據(jù)傳輸通道。

長(zhǎng)沙樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化在充分理解新建杭長(zhǎng)客專(zhuān)和長(zhǎng)昆客專(zhuān)線(xiàn)路GSM-R系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案以及既有武廣客專(zhuān)GSM-R系統(tǒng)建設(shè)及場(chǎng)強(qiáng)覆蓋情況等基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)在條件下存在的問(wèn)題進(jìn)行具體分析，在對(duì)樞紐GSM-R系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化的基礎(chǔ)上提出GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與實(shí)施。

1 工程概況

根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)文件內(nèi)容，長(zhǎng)沙樞紐地區(qū)GSM-R網(wǎng)絡(luò)研究范圍具體包括武廣客專(zhuān)、杭長(zhǎng)客專(zhuān)、長(zhǎng)昆客專(zhuān)等線(xiàn)路的樞紐引入部分以及相關(guān)動(dòng)車(chē)所、庫(kù)檢點(diǎn)等段所，并為在建線(xiàn)路預(yù)留接入條件。

本方案依照設(shè)計(jì)單位提出的整體規(guī)劃，進(jìn)一步對(duì)長(zhǎng)沙樞紐地區(qū)的武廣、杭長(zhǎng)、長(zhǎng)昆客專(zhuān)GSM-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化。各線(xiàn)GSM-R網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)設(shè)置如圖1所示。其中，黑色站點(diǎn)為武廣基站，灰色站點(diǎn)為杭長(zhǎng)基站，白色站點(diǎn)為長(zhǎng)昆基站。

圖1 長(zhǎng)沙樞紐線(xiàn)路示意及GSM-R基站分布圖

1.1 武廣客專(zhuān)

武廣客專(zhuān)于2009年12月開(kāi)通，2014年5月對(duì)長(zhǎng)沙南樞紐地區(qū)35處基站頻點(diǎn)進(jìn)行重新調(diào)整，采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載C3業(yè)務(wù)。

樞紐內(nèi)設(shè)置汨羅東—長(zhǎng)沙南22基站（MLD—CSN22）、長(zhǎng)沙南基站（Changshanan）、長(zhǎng)沙南—株洲西01基站（CSN—ZZX01）、長(zhǎng)沙南—株洲西02基站（CSN—ZZX02）、長(zhǎng)沙南—株洲西03基站（CSN—ZZX03）、長(zhǎng)沙南—株洲西04基站（CSN—ZZX04）、長(zhǎng)沙南—株洲西05基站（CSN—ZZX05）等6個(gè)基站，區(qū)間隧道等弱場(chǎng)設(shè)置直放站，通過(guò)漏纜或天線(xiàn)提供無(wú)線(xiàn)覆蓋。

GSM-R無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖2、3所示。

圖2 長(zhǎng)沙南樞紐武廣客專(zhuān)GSM-R系統(tǒng)圖1

圖3 長(zhǎng)沙南樞紐武廣客專(zhuān)GSM-R系統(tǒng)圖2

1.2 杭長(zhǎng)客專(zhuān)

杭長(zhǎng)客專(zhuān)湖南段于2014年9月開(kāi)通，采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載C3業(yè)務(wù)。

在長(zhǎng)沙南樞紐地區(qū)新設(shè)醴陵北—長(zhǎng)沙南20基站（LLB—CSN20）、醴陵北—長(zhǎng)沙南21A基站（LLB—CSN21A）和醴陵北—長(zhǎng)沙南21B基站（21B基站）（同站址主備用），與武廣并線(xiàn)區(qū)段利用武廣客專(zhuān)設(shè)置CSN—ZZX01、CSN—ZZX02基站，區(qū)間新設(shè)直放站，通過(guò)漏纜或天線(xiàn)為本線(xiàn)提供無(wú)線(xiàn)覆蓋。

GSM-R無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖3所示。

1.3 長(zhǎng)昆客專(zhuān)

長(zhǎng)昆客專(zhuān)湖南段于2014年12月開(kāi)通，采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載C3線(xiàn)路。

在長(zhǎng)沙南樞紐地區(qū)新設(shè)長(zhǎng)沙南—株洲西04B基站（CSN—ZZX04B），同武廣CSN—ZZX04同址設(shè)置主備用，長(zhǎng)沙南—湘潭北01基站（CSN—XTB01），長(zhǎng)沙南—湘潭北02基站（CSN—XTB02），長(zhǎng)沙南—湘潭北03基站（CSN—XTB03），與武廣并線(xiàn)區(qū)段利用武廣客專(zhuān)設(shè)置的CSN—ZZX02、CSN—ZZX03、CSN—ZZX04基 站， 區(qū) 間 新 設(shè)直放站，通過(guò)漏纜或天線(xiàn)為本線(xiàn)提供無(wú)線(xiàn)覆蓋。

GSM-R無(wú)線(xiàn)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖4所示。

圖4 長(zhǎng)沙南樞紐杭長(zhǎng)客專(zhuān)GSM-R系統(tǒng)圖

2 網(wǎng)優(yōu)的問(wèn)題

在2014年5月至6月杭長(zhǎng)湖南段聯(lián)調(diào)聯(lián)試及2014年8月至9月長(zhǎng)昆湖南段聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，長(zhǎng)沙南樞紐地區(qū)GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要存在的問(wèn)題如下。

問(wèn)題一：綜合檢測(cè)列車(chē)在長(zhǎng)沙南站滬昆場(chǎng)停車(chē)時(shí)，車(chē)載無(wú)線(xiàn)終端模塊長(zhǎng)呼測(cè)試過(guò)程中，發(fā)生基站Changshanan與CSN—ZZX01、CSN—ZZX02之間反復(fù)乒乓切換。

問(wèn)題二：武廣客專(zhuān)和杭長(zhǎng)客專(zhuān)在下行方向離開(kāi)長(zhǎng)沙南車(chē)站基站約500 m后切換順序異常，即從Changshanan切換到CSN—ZZX02基站，之后回切至CSN—ZZX01，然后才按正常順序切換。

問(wèn)題三：武廣客專(zhuān)運(yùn)行的個(gè)別列車(chē)在下行方向離開(kāi)長(zhǎng)沙南車(chē)站后異常切換到杭長(zhǎng)LLB—CSN21A基站，進(jìn)而切換杭長(zhǎng)LLB—CSN20號(hào)基站，而由于杭長(zhǎng)LLB—CSN20與CSN—ZZX01沒(méi)有鄰區(qū)關(guān)系，從而導(dǎo)致通信連接丟失，C3降級(jí)為C2。

3 網(wǎng)優(yōu)調(diào)整

3.1 問(wèn)題分析

問(wèn)題一：通過(guò)分析9月7日、9月9日接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，長(zhǎng)沙南站臺(tái)南端相關(guān)基站電平覆蓋情況如表1所示。

表1 長(zhǎng)沙南站臺(tái)南端相關(guān)基站電平值

1）武廣客專(zhuān)

列車(chē)上行方向運(yùn)行時(shí)，列車(chē)停在站內(nèi)不發(fā)生乒乓切換；

列車(chē)下行方向運(yùn)行時(shí)，車(chē)載無(wú)線(xiàn)終端從Changshanan基站切換到CSN—ZZX01號(hào)基站。

2）杭長(zhǎng)客專(zhuān)

列車(chē)下行方向運(yùn)行時(shí)，列車(chē)停在滬昆場(chǎng)站內(nèi)，車(chē)載無(wú)線(xiàn)終端從Changshanan基站切換到CSN—ZZX02基站，并同時(shí)出現(xiàn)與CSN—ZZX01、CSN—ZZX02之間反復(fù)乒乓切換［1］。

問(wèn)題二：通過(guò)分析9月7日、9月9日接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，相關(guān)各基站電平覆蓋情況如表2所示。

表2 武廣和杭長(zhǎng)重疊區(qū)相關(guān)基站電平值

在武廣客專(zhuān)K1587.3—K1587.6和杭長(zhǎng)客專(zhuān)K1081.3—K1082.6位置區(qū)域，CSN—ZZX01基站信號(hào)明顯弱于CSN—ZZX02基站，導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題二下行方向時(shí)從Changshanan切換到CSN—ZZX02基站后，回切至CSN—ZZX01的非正常切換關(guān)系。

問(wèn)題三：通過(guò)分析9月7日、9日接口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，降級(jí)車(chē)問(wèn)題點(diǎn)各基站電平覆蓋情況如表3所示。

表3 降級(jí)車(chē)區(qū)域相關(guān)基站電平值

通過(guò)對(duì)比長(zhǎng)沙南站武廣場(chǎng)和滬昆場(chǎng)兩條客專(zhuān)Changshanan、CSN—ZZX01和LLB—CSN21A基站場(chǎng)強(qiáng)電平值可以看出，杭長(zhǎng)基站LLB—CSN21A與武廣基站CSN-ZZX01電平非常接近。個(gè)別列車(chē)在武廣客專(zhuān)下行方向運(yùn)行時(shí)，離開(kāi)長(zhǎng)沙南車(chē)站后，會(huì)很容易切換到杭長(zhǎng)LLB—CSN21A基站。

3.2 網(wǎng)優(yōu)調(diào)整方案

綜上對(duì)問(wèn)題一、二、三的分析，決定網(wǎng)優(yōu)調(diào)整措施為增加長(zhǎng)沙南站滬昆長(zhǎng)Changshanan信號(hào)強(qiáng)度，優(yōu)化調(diào)整CSN—ZZX01基站信號(hào)電平、CSN—ZZX02基站信號(hào)電平和LLB—CSN21A/ LLB—CSN21B基站信號(hào)電平。

具體實(shí)施調(diào)整工作如下：

1）長(zhǎng)沙南滬昆場(chǎng)增加站臺(tái)直放站設(shè)備，彌補(bǔ)滬昆場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)弱的情況，具體根據(jù)設(shè)計(jì)院施工圖設(shè)計(jì)文件要求實(shí)施［2］。

2）增強(qiáng)CSN—ZZX01在兩條既有線(xiàn)切換區(qū)的電平強(qiáng)度，具體措施：調(diào)整CSN—ZZX01的天線(xiàn)方向和俯仰角，保證通過(guò)檢測(cè)車(chē)長(zhǎng)沙南下行方向武廣客專(zhuān)1587.3—1587.6（K1587.587）、杭長(zhǎng)客專(zhuān)1081.3—1082.6（K1081.295）處基站信號(hào)在-55～-60 dBm以上。

調(diào)整CSN—ZZX02基站所帶杭長(zhǎng)線(xiàn)的直放站信號(hào)，結(jié)合前一階段現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，具體調(diào)整CSN—ZZX02/R7和 CSN/ZZX02/R10增 加 衰 減 器（6 dB），同時(shí)，調(diào)整天線(xiàn)方位角和下傾角，要求保證長(zhǎng)沙南下行方向500 m處（K1587+587）的該基站信號(hào)在-65～70 dBm之間。

3）對(duì)于武廣客專(zhuān)檢測(cè)車(chē)在Changshanan回切到杭長(zhǎng)LLB—CSN21A問(wèn)題，同時(shí)降低LLB—CSN21A和LLB—CSN21B基站功率4 dB，并持續(xù)觀(guān)察。如回切至杭長(zhǎng)現(xiàn)象仍然發(fā)生，則需要調(diào)整下壓LLB—CSN21A/B西向天線(xiàn)下傾角3°至6°。

4 施工作業(yè)和測(cè)試驗(yàn)證

除長(zhǎng)沙南滬昆場(chǎng)增加站臺(tái)直放站外，其余施工內(nèi)容在3個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)進(jìn)行實(shí)施，包括調(diào)整CSN—ZZX01號(hào)基站天線(xiàn)和CSN—ZZX02增加衰減器、天線(xiàn)調(diào)整，降低LLB—CSN21A和LLB—CSN21B基站功率，以及對(duì)上述工作進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。

按項(xiàng)目實(shí)施作業(yè)內(nèi)容，分別在兩條線(xiàn)進(jìn)行測(cè)試。在3個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)，第一個(gè)天窗，按計(jì)劃逐項(xiàng)實(shí)施作業(yè)內(nèi)容，并在武廣線(xiàn)路上進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。第二個(gè)天窗，在滬昆線(xiàn)路上進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證。第三個(gè)天窗作為機(jī)動(dòng)或復(fù)測(cè)驗(yàn)證。

1）第一個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)作業(yè)及兩個(gè)往返的測(cè)試。

測(cè)試前，根據(jù)武廣基站覆蓋情況，對(duì)武廣CSN—ZZX01和CSN—ZZX02基站天線(xiàn)俯仰角和方位角進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

第一個(gè)往返對(duì)武廣GSM-R系統(tǒng)的功能及質(zhì)量測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)撥測(cè)人員對(duì)走行線(xiàn)和出入庫(kù)基站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)撥測(cè)。

第一個(gè)往返測(cè)試后，根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整武廣1處既有基站、杭長(zhǎng)2處直放站。

第二個(gè)往返對(duì)武廣GSM-R系統(tǒng)功能及質(zhì)量進(jìn)行復(fù)測(cè)。

2）第二個(gè)天窗點(diǎn)內(nèi)作業(yè)及兩個(gè)往返的測(cè)試。

測(cè)試前，根據(jù)第一個(gè)天窗點(diǎn)測(cè)試驗(yàn)證情況，對(duì)武廣CSN—ZZX01和CSN—ZZX02基站天線(xiàn)俯仰角和方位角進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整。

第一個(gè)往返對(duì)杭長(zhǎng)GSM-R系統(tǒng)的功能及質(zhì)量測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)撥測(cè)人員對(duì)走行線(xiàn)和出入庫(kù)基站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)撥測(cè)。

第一個(gè)往返測(cè)試后，根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整武廣2處既有基站。

第二個(gè)往返對(duì)武廣GSM-R系統(tǒng)功能及質(zhì)量進(jìn)行復(fù)測(cè)。

3）第三個(gè)天窗點(diǎn)，根據(jù)前兩個(gè)天窗點(diǎn)作業(yè)情況進(jìn)一步安排。

根據(jù)《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》要求［3］，采用綜合檢測(cè)列車(chē)對(duì)調(diào)整范圍內(nèi)武廣客專(zhuān)、杭長(zhǎng)客專(zhuān)和長(zhǎng)昆客專(zhuān)的基站進(jìn)行GSM-R系統(tǒng)性能測(cè)試和GSM-R應(yīng)用業(yè)務(wù)指標(biāo)綜合檢測(cè)。檢測(cè)內(nèi)容如下［4］：

* GSM-R場(chǎng)強(qiáng)覆蓋；

*切換順序；

*全基站覆蓋下切換中斷時(shí)間和切換成功率；

*全基站覆蓋下CSD連接建立時(shí)延和連接建立失敗率；

*全基站覆蓋下CSD傳輸干擾率；

*全基站覆蓋下CSD連接丟失概率。

檢測(cè)結(jié)果顯示，上述指標(biāo)在測(cè)試區(qū)段內(nèi)均滿(mǎn)足指標(biāo)要求。

5 總結(jié)

隨著2014年9月16日杭長(zhǎng)客專(zhuān)湖南段的開(kāi)通運(yùn)營(yíng)和2014年12月16日長(zhǎng)昆客專(zhuān)湖南段的開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，標(biāo)志著長(zhǎng)沙樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的順利完成。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)沙南站滬昆場(chǎng)弱場(chǎng)的有效補(bǔ)強(qiáng)，優(yōu)化調(diào)整既有武廣基站CSN—ZZX01、CSN—ZZX02信號(hào)電平和新建杭長(zhǎng)基站LLB—CSN21A/LLB—CSN21B信號(hào)電平，使得困擾長(zhǎng)沙南樞紐GSM-R網(wǎng)優(yōu)問(wèn)題得以解決。

［1］金立新.高速鐵路GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及故障處理典型案例［M］.北京：中國(guó)鐵道出版社，2011.

［2］鐵建設(shè)［2007］92號(hào) 鐵路GSM-R數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)暫行規(guī)定.北京：中國(guó)鐵道出版社，2007.

［3］鐵建設(shè)［2010］214號(hào) 高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收指導(dǎo)意見(jiàn).北京：中國(guó)鐵道出版社，2010.

［4］科技運(yùn)［2008］170號(hào) GSM-R無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量（QoS）測(cè)試方法.北京：中國(guó)鐵道出版社，2008.

The paper introduces and analyzes the related issues of GSM-R network optimization in the process of integrated commissioning and testing among new Hangzhou-Changsha dedicated passenger line （DPL）， Changsha-Kunming DPL and the existing Wuhan-Guangzhou DPL， and puts forward the implementation and verifi cation plans of the network optimization combining with the project of GSM-R network optimization of Changsha junction.

GSM-R network optimization； Changsha junction； implementation

10.3969/j.issn.1673-4440.2015.06.012

2015-01-21）

中國(guó)鐵路通信信號(hào)股份有限公司重點(diǎn)工程項(xiàng)目（2300-G3130075.02）