祁利濤

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100073）

長沙樞紐杭長、長昆客專與武廣客專GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與實施

祁利濤

（北京全路通信信號研究設(shè)計院集團有限公司，北京 100073）

結(jié)合長沙樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工程經(jīng)驗，介紹分析新建杭長、長昆客專與既有武廣客專聯(lián)調(diào)聯(lián)試期間GSM-R網(wǎng)優(yōu)的相關(guān)問題，并且提出網(wǎng)優(yōu)實施作業(yè)和驗證測試方案。

GSM-R網(wǎng)優(yōu)；長沙樞紐；實施

長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脈和京廣客專、滬昆客專兩大時速300 km客專交通大動脈的交會點，居于全國路網(wǎng)中心的重要位置。樞紐內(nèi)京廣客專和滬昆客專的無線通信系統(tǒng)都采用GSM-R技術(shù)體制，為CTCS-3（簡稱C3）列控系統(tǒng)提供車-地安全數(shù)據(jù)傳輸通道。

長沙樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化在充分理解新建杭長客專和長昆客專線路GSM-R系統(tǒng)設(shè)計方案以及既有武廣客專GSM-R系統(tǒng)建設(shè)及場強覆蓋情況等基礎(chǔ)上，對現(xiàn)在條件下存在的問題進行具體分析，在對樞紐GSM-R系統(tǒng)進行聯(lián)合優(yōu)化的基礎(chǔ)上提出GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與實施。

1 工程概況

根據(jù)相關(guān)設(shè)計文件內(nèi)容，長沙樞紐地區(qū)GSM-R網(wǎng)絡(luò)研究范圍具體包括武廣客專、杭長客專、長昆客專等線路的樞紐引入部分以及相關(guān)動車所、庫檢點等段所，并為在建線路預(yù)留接入條件。

本方案依照設(shè)計單位提出的整體規(guī)劃，進一步對長沙樞紐地區(qū)的武廣、杭長、長昆客專GSM-R網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。各線GSM-R網(wǎng)絡(luò)站點設(shè)置如圖1所示。其中，黑色站點為武廣基站，灰色站點為杭長基站，白色站點為長昆基站。

圖1 長沙樞紐線路示意及GSM-R基站分布圖

1.1 武廣客專

武廣客專于2009年12月開通，2014年5月對長沙南樞紐地區(qū)35處基站頻點進行重新調(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—長沙南22基站（MLD—CSN22）、長沙南基站（Changshanan）、長沙南—株洲西01基站（CSN—ZZX01）、長沙南—株洲西02基站（CSN—ZZX02）、長沙南—株洲西03基站（CSN—ZZX03）、長沙南—株洲西04基站（CSN—ZZX04）、長沙南—株洲西05基站（CSN—ZZX05）等6個基站，區(qū)間隧道等弱場設(shè)置直放站，通過漏纜或天線提供無線覆蓋。

GSM-R無線子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖2、3所示。

圖2 長沙南樞紐武廣客專GSM-R系統(tǒng)圖1

圖3 長沙南樞紐武廣客專GSM-R系統(tǒng)圖2

1.2 杭長客專

杭長客專湖南段于2014年9月開通，采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載C3業(yè)務(wù)。

在長沙南樞紐地區(qū)新設(shè)醴陵北—長沙南20基站（LLB—CSN20）、醴陵北—長沙南21A基站（LLB—CSN21A）和醴陵北—長沙南21B基站（21B基站）（同站址主備用），與武廣并線區(qū)段利用武廣客專設(shè)置CSN—ZZX01、CSN—ZZX02基站，區(qū)間新設(shè)直放站，通過漏纜或天線為本線提供無線覆蓋。

GSM-R無線子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖3所示。

1.3 長昆客專

長昆客專湖南段于2014年12月開通，采用GSM-R網(wǎng)絡(luò)承載C3線路。

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

GSM-R無線子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖4所示。

圖4 長沙南樞紐杭長客專GSM-R系統(tǒng)圖

2 網(wǎng)優(yōu)的問題

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

問題一：綜合檢測列車在長沙南站滬昆場停車時，車載無線終端模塊長呼測試過程中，發(fā)生基站Changshanan與CSN—ZZX01、CSN—ZZX02之間反復(fù)乒乓切換。

問題二：武廣客專和杭長客專在下行方向離開長沙南車站基站約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。

問題三：武廣客專運行的個別列車在下行方向離開長沙南車站后異常切換到杭長LLB—CSN21A基站，進而切換杭長LLB—CSN20號基站，而由于杭長LLB—CSN20與CSN—ZZX01沒有鄰區(qū)關(guān)系，從而導(dǎo)致通信連接丟失，C3降級為C2。

3 網(wǎng)優(yōu)調(diào)整

3.1 問題分析

問題一：通過分析9月7日、9月9日接口監(jiān)測數(shù)據(jù)，長沙南站臺南端相關(guān)基站電平覆蓋情況如表1所示。

表1 長沙南站臺南端相關(guān)基站電平值

1）武廣客專

列車上行方向運行時，列車停在站內(nèi)不發(fā)生乒乓切換；

列車下行方向運行時，車載無線終端從Changshanan基站切換到CSN—ZZX01號基站。

2）杭長客專

列車下行方向運行時，列車停在滬昆場站內(nèi)，車載無線終端從Changshanan基站切換到CSN—ZZX02基站，并同時出現(xiàn)與CSN—ZZX01、CSN—ZZX02之間反復(fù)乒乓切換［1］。

問題二：通過分析9月7日、9月9日接口監(jiān)測數(shù)據(jù)，相關(guān)各基站電平覆蓋情況如表2所示。

表2 武廣和杭長重疊區(qū)相關(guān)基站電平值

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

問題三：通過分析9月7日、9日接口監(jiān)測數(shù)據(jù)，降級車問題點各基站電平覆蓋情況如表3所示。

表3 降級車區(qū)域相關(guān)基站電平值

通過對比長沙南站武廣場和滬昆場兩條客專Changshanan、CSN—ZZX01和LLB—CSN21A基站場強電平值可以看出，杭長基站LLB—CSN21A與武廣基站CSN-ZZX01電平非常接近。個別列車在武廣客專下行方向運行時，離開長沙南車站后，會很容易切換到杭長LLB—CSN21A基站。

3.2 網(wǎng)優(yōu)調(diào)整方案

綜上對問題一、二、三的分析，決定網(wǎng)優(yōu)調(diào)整措施為增加長沙南站滬昆長Changshanan信號強度，優(yōu)化調(diào)整CSN—ZZX01基站信號電平、CSN—ZZX02基站信號電平和LLB—CSN21A/ LLB—CSN21B基站信號電平。

具體實施調(diào)整工作如下：

1）長沙南滬昆場增加站臺直放站設(shè)備，彌補滬昆場場強弱的情況，具體根據(jù)設(shè)計院施工圖設(shè)計文件要求實施［2］。

2）增強CSN—ZZX01在兩條既有線切換區(qū)的電平強度，具體措施：調(diào)整CSN—ZZX01的天線方向和俯仰角，保證通過檢測車長沙南下行方向武廣客專1587.3—1587.6（K1587.587）、杭長客專1081.3—1082.6（K1081.295）處基站信號在-55～-60 dBm以上。

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

3）對于武廣客專檢測車在Changshanan回切到杭長LLB—CSN21A問題，同時降低LLB—CSN21A和LLB—CSN21B基站功率4 dB，并持續(xù)觀察。如回切至杭長現(xiàn)象仍然發(fā)生，則需要調(diào)整下壓LLB—CSN21A/B西向天線下傾角3°至6°。

4 施工作業(yè)和測試驗證

除長沙南滬昆場增加站臺直放站外，其余施工內(nèi)容在3個天窗點內(nèi)進行實施，包括調(diào)整CSN—ZZX01號基站天線和CSN—ZZX02增加衰減器、天線調(diào)整，降低LLB—CSN21A和LLB—CSN21B基站功率，以及對上述工作進行測試驗證。

按項目實施作業(yè)內(nèi)容，分別在兩條線進行測試。在3個天窗點內(nèi)，第一個天窗，按計劃逐項實施作業(yè)內(nèi)容，并在武廣線路上進行測試驗證。第二個天窗，在滬昆線路上進行測試驗證。第三個天窗作為機動或復(fù)測驗證。

1）第一個天窗點內(nèi)作業(yè)及兩個往返的測試。

測試前，根據(jù)武廣基站覆蓋情況，對武廣CSN—ZZX01和CSN—ZZX02基站天線俯仰角和方位角進行優(yōu)化調(diào)整。

第一個往返對武廣GSM-R系統(tǒng)的功能及質(zhì)量測試，現(xiàn)場撥測人員對走行線和出入庫基站進行現(xiàn)場撥測。

第一個往返測試后，根據(jù)測試結(jié)果進一步優(yōu)化調(diào)整武廣1處既有基站、杭長2處直放站。

第二個往返對武廣GSM-R系統(tǒng)功能及質(zhì)量進行復(fù)測。

2）第二個天窗點內(nèi)作業(yè)及兩個往返的測試。

測試前，根據(jù)第一個天窗點測試驗證情況，對武廣CSN—ZZX01和CSN—ZZX02基站天線俯仰角和方位角進一步優(yōu)化調(diào)整。

第一個往返對杭長GSM-R系統(tǒng)的功能及質(zhì)量測試，現(xiàn)場撥測人員對走行線和出入庫基站進行現(xiàn)場撥測。

第一個往返測試后，根據(jù)測試結(jié)果進一步優(yōu)化調(diào)整武廣2處既有基站。

第二個往返對武廣GSM-R系統(tǒng)功能及質(zhì)量進行復(fù)測。

3）第三個天窗點，根據(jù)前兩個天窗點作業(yè)情況進一步安排。

根據(jù)《高速鐵路工程動態(tài)驗收技術(shù)規(guī)范》要求［3］，采用綜合檢測列車對調(diào)整范圍內(nèi)武廣客專、杭長客專和長昆客專的基站進行GSM-R系統(tǒng)性能測試和GSM-R應(yīng)用業(yè)務(wù)指標綜合檢測。檢測內(nèi)容如下［4］：

* GSM-R場強覆蓋；

*切換順序；

*全基站覆蓋下切換中斷時間和切換成功率；

*全基站覆蓋下CSD連接建立時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。

檢測結(jié)果顯示，上述指標在測試區(qū)段內(nèi)均滿足指標要求。

5 總結(jié)

隨著2014年9月16日杭長客專湖南段的開通運營和2014年12月16日長昆客專湖南段的開通運營，標志著長沙樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作的順利完成。通過對長沙南站滬昆場弱場的有效補強，優(yōu)化調(diào)整既有武廣基站CSN—ZZX01、CSN—ZZX02信號電平和新建杭長基站LLB—CSN21A/LLB—CSN21B信號電平，使得困擾長沙南樞紐GSM-R網(wǎng)優(yōu)問題得以解決。

［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：中國鐵道出版社，2011.

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

［3］鐵建設(shè)［2010］214號 高速鐵路工程動態(tài)驗收指導(dǎo)意見.北京：中國鐵道出版社，2010.

［4］科技運［2008］170號 GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量（QoS）測試方法.北京：中國鐵道出版社，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）

中國鐵路通信信號股份有限公司重點工程項目（2300-G3130075.02）