新建杭紹臺鐵路對相鄰既有線通信系統(tǒng)的改造

石文靜 于 超

杭州經(jīng)紹興至臺州鐵路（杭紹臺鐵路）臨近既有線，線路情況復雜，與甬臺溫鐵路存在多處并線，需拆除既有臨海站房，同址新建杭紹臺站房。為滿足不間斷運營要求，新建過渡站房及配套信號樓、10 kV 配電所，同時新建甬臺溫通信、信號等系統(tǒng)的相關(guān)設備。因此，通信系統(tǒng)改造需要解決如下問題：①杭紹臺鐵路與甬臺溫鐵路共用臨海站站房，需考慮2 條線路并線區(qū)段和共用站場范圍內(nèi)無線通信的覆蓋；②改造涉及臨近營業(yè)線施工，改造過程中不能影響?zhàn)_溫鐵路正常運營。本文重點介紹移動通信系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)改造方案。

1 改造方案

1.1 移動通信系統(tǒng)

1.1.1 與杭甬客專并線區(qū)段

杭紹臺鐵路與杭甬客專存在1 處并線。由于杭甬客專設計時速為350 km，信號采用CTCS-3 級列控系統(tǒng)，GSM-R 系統(tǒng)采用單網(wǎng)交織方案，可滿足本工程GSM-R 系統(tǒng)覆蓋需求，因此并線區(qū)段可利用杭甬客專既有基站覆蓋本線。

1.1.2 與甬臺溫并線區(qū)段

杭紹臺鐵路與甬臺溫鐵路存在2 處并線。由于甬臺溫客專設計時速為250 km，信號采用CTCS-2 級列控系統(tǒng)，GSM-R 系統(tǒng)采用單網(wǎng)覆蓋方案，隧道內(nèi)無線覆蓋采用模擬直放站和漏纜的方式；而杭紹臺鐵路設計時速為350 km，信號采用CTCS-3級列控系統(tǒng)；因此必須對并線區(qū)段的GSM-R 網(wǎng)絡進行改造，否則無法滿足杭紹臺鐵路覆蓋需求。

對此類并線區(qū)段的GSM-R 網(wǎng)絡進行改造時，常用方案有2 種：方案一，對既有甬臺溫基站及配套設備進行升級改造，完成升級后兼顧承載杭紹臺CTCS-3 級列控數(shù)據(jù)；方案二，新設杭紹臺基站及配套設備，以高等級線路的小區(qū)規(guī)劃為基礎，兼顧低等級線路的運用需要。

考慮到：①甬臺溫鐵路是連接寧波、臺州、溫州3 地的國鐵Ⅰ級鐵路，屬于繁忙線路，在杭紹臺鐵路建設期間不能中斷運營；②甬臺溫鐵路2009 年9月正式開通運營，既有設備已進入大修改造期，承載CTCS-3 級列控數(shù)據(jù)安全風險較大；③利用既有甬臺溫基站及配套設備需要運營單位重新調(diào)整管理維護分工和責任界定，管理維護不便；④杭紹臺鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間，需要測試主備基站全開、主開備關(guān)和主關(guān)備開3種場景下的GSM-R 網(wǎng)絡覆蓋和服務質(zhì)量指標。因此本并線區(qū)段選用方案二，具體如下。

1）臨海站附近與甬臺溫鐵路并線（DK173+545至DK189+095）共15.550 km。在并線區(qū)域新設杭紹臺基站，采用單網(wǎng)交織方案覆蓋杭紹臺鐵路及甬臺溫客專。在DK175+502、DK180+250、DK183+650（臨海站）、GDK186+682各設置1套基站覆蓋并線區(qū)域，其中臨海站為C3 基站，其余為C2 基站。為了保證隧道內(nèi)無線覆蓋，在隧道內(nèi)通信洞室及隧道口設置數(shù)字直放站遠端機，在上述4處基站處設置數(shù)字型直放站近端機和遠端機，遠端機采用環(huán)形方式分別接入2 個近端機，實現(xiàn)冗余覆蓋。同時，將甬臺溫

K434+428、K437+633、K437+980、K448+506、K449+775處的模擬直放站改為數(shù)字直放站，在甬臺溫K447+056通信機械室內(nèi)安裝1臺數(shù)字直放站，通過環(huán)形連接的方式分別接入本工程設置的數(shù)字型直放站近端機。待杭紹臺基站開通后，關(guān)閉甬臺溫K439+319、K443+346、K447+056 基站。臨海站并線段無線覆蓋見圖1。

圖1 臨海站并線段無線覆蓋

2）溫嶺站附近與甬臺溫客專并線，并線區(qū)域約7.796 km。在并線區(qū)域新設杭紹臺基站，采用單網(wǎng)交織方案覆蓋杭紹臺鐵路及甬臺溫客專。在DK232+050（溫嶺線路所）、DK236+395（溫嶺站） 各設置1 套基站覆蓋并線區(qū)域，其中DK232+050 （溫嶺線路所） 為C2 基站，DK236+395（溫嶺站）為C3 基站。為了保證本工程隧道內(nèi)弱場的覆蓋，本工程在隧道內(nèi)通信洞室及隧道口設置數(shù)字直放站遠端機，在DK232+050（溫嶺線路所）、DK236+395（溫嶺站）基站處設置數(shù)字型直放站近端機和遠端機，遠端機采用環(huán)形方式分別接入2 個近端機實現(xiàn)冗余覆蓋。在甬臺溫K485+699、K486+876 處設置數(shù)字直放站，通過環(huán)形連接的方式分別接入本工程設置的數(shù)字型直放站近端機。待杭紹臺基站及直放站開通后，關(guān)閉甬臺溫K485+699、K489+756 基站。溫嶺站并線段無線覆蓋見圖2。

圖2 溫嶺站并線段無線覆蓋

1.2 傳輸系統(tǒng)

既有臨海站房綜合樓利用1 臺2.5 Gb/s 骨干節(jié)點設備，與相鄰既有三門縣站2.5 Gb/s 傳輸設備、既有臺州站2.5 Gb/s 傳輸設備組建既有甬臺溫鐵路MSTP 傳輸骨干網(wǎng)。既有臨海站房綜合樓利用1 套622 Mb/s 傳輸設備，與相鄰既有三門縣站622 Mb/s 傳輸設備、既有臺州站622 Mb/s 傳輸設備組成既有甬臺溫鐵路傳輸1+1 線性復用段保護。既有臨海站傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)見圖3。

在臨海站新建信號樓甬臺溫機房內(nèi)新設1 套10 Gb/s 傳輸設備和1 套622 Mb/s 傳輸設備，在新建臨海10 kV 配電所設置622 Mb/s 傳輸設備1 套，在過渡站房內(nèi)新設622Mb/s 傳輸接入一體化設備1 套。臨海站新建信號樓甬臺溫機房10 Gb/s 傳輸設備與臨海站房綜合樓2.5 Gb/s 傳輸設備利用2 個STM-16 光口互聯(lián)，臨海站新建信號樓甬臺溫機房622 Mb/s 傳輸設備與臨海站房綜合樓622 Mb/s 傳輸設備利用2 個STM-4 光口互聯(lián)。同時利用既有甬臺溫傳輸通道，實現(xiàn)臨海站新建信號樓甬臺溫機房與溫州通信站之間的業(yè)務互聯(lián)。臨海站10 kV 配電所、過渡站房622 Mb/s 傳輸設備，通過站內(nèi)新設光纜與臨海站新建信號樓甬臺溫機房622 Mb/s傳輸設備構(gòu)成雙纖雙向復用段保護環(huán)網(wǎng)。新設傳輸設備與既有設備品牌一致，以保證接入既有鐵路平臺，便于統(tǒng)一維護。臨海站改造傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)見圖4。

圖3 既有臨海站傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)

圖4 臨海站改造傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)

2 割接方案

由于臨海站過渡改造工程涉及營業(yè)線施工，因此臨海站過渡改造工程的施工方案是改造的重點。通信專業(yè)營業(yè)線天窗點內(nèi)施工分為4 個階段：①既有光電纜徑路、過軌、既有業(yè)務端口及纖芯運用調(diào)查核對；②分支電纜修建、光電纜敷設；③節(jié)點插入、試驗、既有業(yè)務驗證及倒接；④通信既有光纜割接，關(guān)閉既有站房通信設備、網(wǎng)絡拓撲及網(wǎng)元調(diào)整。臨海站通信系統(tǒng)改造施工計劃見圖5。

圖5 臨海站通信系統(tǒng)改造施工計劃

2.1 既有業(yè)務倒接

倒接業(yè)務主要包括數(shù)據(jù)網(wǎng)各通信子系統(tǒng)業(yè)務、信號業(yè)務和信息業(yè)務。

數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務倒接：主要在臨海站新站房機房新建1 套路由器和交換機設備，調(diào)測入網(wǎng)完成后，對原臨海站路由器下掛業(yè)務進行逐一搬遷；所有業(yè)務倒接完成后，對設備進行下電、退網(wǎng)拆除。

信號業(yè)務倒接：在傳輸網(wǎng)元調(diào)整完成后，在新設信號樓622 Mb/s 設備上配置CTC、微機監(jiān)測、缺口監(jiān)測通道，進行安全數(shù)據(jù)網(wǎng)通道試驗，由該新設傳輸系統(tǒng)提供業(yè)務，將安全數(shù)據(jù)網(wǎng)通道由既有信號設備跳接至新設信號設備，關(guān)閉既有信號設備；在信號過渡開通后，進行通信光纜割接。

信息業(yè)務倒接：既有信息系統(tǒng)旅服集成平臺、辦公管理信息系統(tǒng)業(yè)務由通信數(shù)據(jù)網(wǎng)承載，票務系統(tǒng)、公安管理信息系統(tǒng)業(yè)務由通信傳輸網(wǎng)承載，信息視頻監(jiān)控通過交換機接入通信機械室，綜合視頻接入交換機。在光電纜布放階段，將新設光電纜布放到位并進行測試，通信機房綜合配線柜處提前成端完成，過渡開通當天既有信息設備移設至過渡站房時，對信息系統(tǒng)既有旅服集成平臺、辦公管理信息系統(tǒng)、票務系統(tǒng)、公安管理信息系統(tǒng)、信息視頻監(jiān)控業(yè)務進行試驗、倒接，對相應傳輸網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)電路進行調(diào)整。

各類業(yè)務倒接完成后，將臨海站房綜合樓的干線光纜割接至臨海站新建信號樓甬臺溫機房，關(guān)閉既有站房綜合樓內(nèi)各系統(tǒng)設備，對網(wǎng)管上的網(wǎng)元進行調(diào)整，拆除站房綜合樓。

2.2 光纜割接

因本次光纜割接涉及骨干傳輸網(wǎng)1/4 號環(huán)OTN系統(tǒng)寧波東站-寧海站的纖芯，因此將本次割接事宜按規(guī)定程序逐級上報國鐵集團，提前一個月做好本次割接的申請工作。既有臨海站站場左、右兩側(cè)有4 條主干20 芯光纜，全部割接入信號綜合樓。新布放的20 芯光纜采取環(huán)引方式，且要求割接時不得中斷業(yè)務。由于主干光纜的所有業(yè)務均有環(huán)保護，故割接時業(yè)務不中斷。

3 總結(jié)

杭紹臺鐵路通信系統(tǒng)改造涉及臨近營業(yè)線施工，且要求改造過程不能影響?zhàn)_溫正常運營，通信系統(tǒng)改造工程難度大，風險高。本方案以滿足現(xiàn)場需求為前提，組織設計、施工單位詳細調(diào)查既有設備情況和管線情況，與運營單位對接，制定周密的施工方案和應急措施，嚴格審核施工方案，同時組織開展上道施工模擬演練、光纜割接演練等，確保了臨海站遷建改造工程的順利開通，為后續(xù)杭紹臺鐵路新建臨海站房工程爭取了時間。