張杰蔚

【摘要】 本文介紹了武漢北編組站GSM-R無線通信系統(tǒng)方案，從網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)、規(guī)劃原則以及工程設(shè)計等方面比選了兩種設(shè)計方案，為方案實施提出了一些參考。

【關(guān)鍵字】 編組站 GSM-R無線通信 頻率規(guī)劃

一、工程項目概述

武漢樞紐內(nèi)有多條鐵路干線引入：南北方向鄭武、武廣、京九武漢至麻城聯(lián)絡(luò)線；東西方向漢丹、武九線。編組站設(shè)計規(guī)模為3級7場，與其相鄰車站主要有京廣線祁家灣、橫店及灄口站，麻漢線黃陂站。

二、GSM-R系統(tǒng)實施方案比選

方案一、初步設(shè)計階段方案構(gòu)成

由于GSM-R頻率資源受限，為列檢作業(yè)單獨設(shè)置400MHz全無線列檢通信系統(tǒng)，GSM-R系統(tǒng)考慮為平面調(diào)車、駝峰調(diào)車、商檢及車號作業(yè)提供綜合無線通信服務(wù)，并對其他線路的GSM-R機車引入或通過武漢北預(yù)留一定通信資源。

由于武漢北編組站占地范圍大，采用兩處O4型基站（BTS）覆蓋整個編組站，每處基站同址冗余設(shè)置O4型備用基站。由于調(diào)車組呼作業(yè)要求安全數(shù)據(jù)傳輸時延必須小于500ms，參考新豐鎮(zhèn)實施方案，采用3GPP規(guī)定的1.5信道組呼方式滿足傳輸時延指標。

相應(yīng)必須配置BSC、PCU、TRAU及相應(yīng)OMC等實體設(shè)備。BSC等設(shè)備通過有線通信提供的2M通道直接接入武漢樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）中。

方案二、施工圖階段方案構(gòu)成

1）設(shè)計思路。由于武漢北編組站內(nèi)頻率資源有限（根據(jù)武漢鐵路樞紐規(guī)劃，只有四個頻點可用），采用GSM-R站場綜合數(shù)字無線通信系統(tǒng)也無法完全解決編組站內(nèi)龐大的用戶通信需求，還需保留部分目前使用的站場無線通信手段，例如編組站既有無線調(diào)車燈顯信號系統(tǒng)等。

2）系統(tǒng)功能。站場無線系統(tǒng)將為編組場外勤人員與相關(guān)的固定人員及外勤人員之間提供可靠、實時的語音通信。

3）業(yè)務(wù)功能。語音通信：為列檢、商檢等作業(yè)提供及時、可靠的話音通信。呼叫方式有個呼、組呼、廣播呼、緊急呼叫和有線電話互聯(lián)呼叫。

4）組網(wǎng)方案。根據(jù)鐵道部移動通信發(fā)展的總體戰(zhàn)略，系統(tǒng)采用基于GSM-R技術(shù)的站場綜合無線通信系統(tǒng)組網(wǎng)方案。

① GSM-R系統(tǒng)構(gòu)成。GSM-R系統(tǒng)由SSS、BSS、OMC、IN、GPRS以及GSM-R終端組成。② 交換子系統(tǒng)。鐵道部GSM-R核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)規(guī)劃或武廣客運專線GSM-R系統(tǒng)工程在武漢建有移動交換中心，包括有MSC、GMSC、VLR、HLR、AuC、GCR、IWF。 ③ 基站子系統(tǒng)。在武漢北通信樓新設(shè)一套BSC、TRAU及網(wǎng)管設(shè)備。

（A）系統(tǒng)話務(wù)量預(yù)測。武漢北共計有列檢組4組、商檢組4組，共計8組，在無呼損狀態(tài)時，共占用8個信道。另考慮編組站基站覆蓋范圍內(nèi)另有50個移動用戶、10列通過列車、5?？苛熊?，在1%無線信道呼損率的情況下，采用Erlang-B呼損公式進行測算需要11個信道。在采用4載頻單基站覆蓋時，在滿足編組場業(yè)務(wù)需求的情況下，可預(yù)留9個信道。按照一個載頻支持0.4Erl，一個用戶0.025Erl，所以一個載頻全速率時可以支持16個用戶，半速率時可以支持32個用戶。

（B）覆蓋預(yù)測。參照技術(shù)體制的相關(guān)規(guī)定，GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)按機車臺最小可用接收電平-98dBm，滿足全線95%的時間地點覆蓋概率進行設(shè)計。用Okumura-Hata模型的經(jīng)驗公式來做傳播損耗預(yù)測，在農(nóng)村準開闊區(qū)，部分丘陵的傳播環(huán)境中地形校正因子取-8dB，系統(tǒng)設(shè)計余量取10dB，基站天線高度50米時，基站覆蓋范圍約為10km。

（C）基站類型。綜合考慮基站容量、用戶分布以及頻率規(guī)劃，采用兩個O2型基站，為保證系統(tǒng)可靠性，備用基站1套。通過光傳輸系統(tǒng)提供的2M通道接入新設(shè)BSC。

5）系統(tǒng)配置。武漢北編組站GSM-R系統(tǒng)由武漢樞紐GSM-R中心設(shè)備、O2型基站，基站控制器、分組控制單元、速率適配單元、網(wǎng)管等構(gòu)成。武漢北編組站通信樓通信機械室內(nèi)安裝BSC一臺、O2型BTS一臺、PCU一臺、OMC-R一套；上行出發(fā)場信號樓通信機械室內(nèi)安裝O2型BTS一臺；武漢GSM-R中心機房內(nèi)安裝TRAU一臺。BTS天線安裝于通信樓及上行出發(fā)場信號樓附近的45米通信鐵塔上。

三、GSM-R系統(tǒng)實施方案推薦

由于GSM-R站場綜合數(shù)字無線通信系統(tǒng)在國內(nèi)首次使用于新豐鎮(zhèn)編組站，需要進行系統(tǒng)設(shè)備、終端設(shè)備的試驗和二次開發(fā)。武漢北編組站方案需根據(jù)新豐鎮(zhèn)實驗情況進行調(diào)整，因此GSM-R系統(tǒng)方案暫緩實施，武漢北編組站站場綜合無線通信系統(tǒng)按傳統(tǒng)站場無線通信系統(tǒng)進行過渡。因此如果編組站GSM-R無線通信系統(tǒng)需要目前實施，只能采用設(shè)計方案二。

參 考 文 獻

[1] 吳克非.中國鐵路GSM-R移動通信系統(tǒng)設(shè)計指南 [M].北京：鐵道部工程鑒定中心，2008（10）

[2] 鐘章隊.鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)（GSM-R）[M].中國鐵道出版社，2003

[3] 韓斌杰.GSM-R原理及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化（第二版）[M].機械工業(yè)出版社2009