同建榜

摘要： 黃陵礦區(qū)專(zhuān)用線無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)采用450MHz頻段同、異頻獨(dú)立同步方式，下行頻率為468.825MHz，上行頻率為458.825MHz。本次針對(duì)系統(tǒng)升級(jí)需要，從升級(jí)原則、系統(tǒng)選型、區(qū)間覆蓋方案及其附屬配套設(shè)施方面進(jìn)行升級(jí)分析和研究。

Abstract： The wireless alignment system for railway special line in Huangling Mining Area adopts the 450MHz frequency band same-different frequency independent synchronization mode. The downlink frequency is 468.825MHz and the upstream frequency is 458.825MHz. In view of the system upgrading needs， this paper analyzes the upgrading from the upgrading principle， system selection， interval coverage program and its ancillary facilities.

關(guān)鍵詞： 無(wú)線列調(diào)；選型；升級(jí)；研究

Key words： wireless alignment；selection；upgrade；research

中圖分類(lèi)號(hào)：U21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）32-0151-02

0 引言

黃陵礦業(yè)煤炭鐵路專(zhuān)用線無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)始建于2005年，建設(shè)初期采用區(qū)間中繼器、漏泄電纜、天線、車(chē)站臺(tái)、機(jī)車(chē)臺(tái)等構(gòu)成無(wú)線列調(diào)網(wǎng)絡(luò)，主要作用是實(shí)現(xiàn)鐵路行車(chē)“大三角”通信，滿(mǎn)足安全行車(chē)需求。

1 系統(tǒng)升級(jí)原則

1.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

組網(wǎng)方式是區(qū)間中繼站在各安裝地點(diǎn)就近取交流電源，配置24V直流電源，各站車(chē)站臺(tái)通過(guò)低頻對(duì)稱(chēng)電纜連接區(qū)間中繼站，區(qū)間信號(hào)覆蓋為“中繼器+漏泄電纜”的覆蓋方式，形成總線型通信網(wǎng)絡(luò)。

1.2 形成盲區(qū)原因分析

黃陵礦區(qū)煤炭鐵路專(zhuān)用線地處山區(qū)，鐵路曲線、隧道較多，曲線和隧道均是因?yàn)槔@過(guò)和穿透山體形成，產(chǎn)生信號(hào)覆蓋盲區(qū)的原因主要是以下幾個(gè)方面：①無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)所使用的定向天線增益低，信號(hào)覆蓋扇區(qū)角度相對(duì)較窄；②模擬中繼器場(chǎng)強(qiáng)弱，信號(hào)延展能力不強(qiáng)；③中繼器設(shè)備本身增益可調(diào)范圍有限；④中繼器使用時(shí)間較長(zhǎng)，性能明顯下降；⑤部分天線功能失效。

2 升級(jí)改造方案

2.1 頻率設(shè)定

黃陵礦業(yè)煤炭鐵路專(zhuān)用線地處山區(qū)地帶，全長(zhǎng)50km，沿途山丘、隧道、曲線交相接應(yīng)，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力要求較高；既有無(wú)線列調(diào)采用450MHz/B2制式設(shè)備。工作頻率不變：

同頻頻率點(diǎn)：

f=458.825MHz；

異頻頻率點(diǎn)：

車(chē)站臺(tái)發(fā)：f=468.825MHz，收f(shuō)=458.825MHz；

機(jī)車(chē)臺(tái)、便攜臺(tái)發(fā)：f=458.825MHz，收f(shuō)=468.825MHz。

2.2 設(shè)備功能及要求

①能實(shí)現(xiàn)多種方式通信：包括同頻單工、異頻單工和異頻雙工，同時(shí)兼容B1、B2及C制式。②與漏纜中繼器、互控臺(tái)及首尾臺(tái)等系統(tǒng)兼容，完全兼容無(wú)線列調(diào)大、小三角通信，滿(mǎn)足CTC、TDCS的傳輸要求。③區(qū)間設(shè)備全密封外殼設(shè)計(jì)，做到防水、防潮、防塵、防腐蝕，滿(mǎn)足室外安裝的環(huán)境要求，同時(shí)適應(yīng)立式、抱桿式和壁掛式等多種安裝方式。④監(jiān)控、網(wǎng)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制，適應(yīng)單獨(dú)建立網(wǎng)管集中控制和車(chē)站監(jiān)測(cè)總機(jī)不同方式的遠(yuǎn)程網(wǎng)管監(jiān)控系統(tǒng)。⑤應(yīng)具有電源、功放和光模塊熱備份并自動(dòng)切換，多級(jí)防雷及寬電源電壓設(shè)計(jì)，適應(yīng)雷暴較多天氣環(huán)境下的正常使用。⑥可智能監(jiān)控，具有多種監(jiān)控功能，配置先進(jìn)軟件系統(tǒng)，利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多網(wǎng)管終端實(shí)現(xiàn)光直放監(jiān)控組網(wǎng)本地或遠(yuǎn)程監(jiān)控，可進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)。

2.3 組網(wǎng)方案

光前直放站較模擬中繼器相比，信號(hào)覆蓋強(qiáng)度大幅增加，組網(wǎng)方式靈活方便，安全性、實(shí)用性較高，組網(wǎng)可按照以下方式進(jìn)行配置：①保持現(xiàn)有調(diào)度區(qū)段及有、無(wú)線組網(wǎng)方式，車(chē)站臺(tái)與調(diào)度臺(tái)的有線連接仍使用數(shù)調(diào)傳輸方式不變；②升級(jí)后的系統(tǒng)支持無(wú)線車(chē)次號(hào)校核系統(tǒng)和調(diào)度命令無(wú)線傳輸系統(tǒng)；③區(qū)間設(shè)備、線路保持不變；④既有天饋線、漏纜線路保持原系統(tǒng)不變；⑤系統(tǒng)升級(jí)后，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足鐵道部有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、技術(shù)條件的要求，按非電氣化鐵路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

3 區(qū)間無(wú)線覆蓋方案

區(qū)間無(wú)線覆蓋采用“光纖直放站+漏泄電纜”方案。即：光纖直放站近端機(jī)耦合車(chē)站信號(hào)后通過(guò)光纖連接遠(yuǎn)端機(jī)進(jìn)行信號(hào)傳輸，光遠(yuǎn)端機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后，通過(guò)天線或漏泄電纜對(duì)弱場(chǎng)區(qū)進(jìn)行覆蓋。機(jī)車(chē)電臺(tái)發(fā)射時(shí)由光遠(yuǎn)端機(jī)連接天線或漏泄電纜接收信號(hào)，通過(guò)光纖傳送至光近端機(jī)經(jīng)射頻耦合到車(chē)站電臺(tái)，從而完成車(chē)站電臺(tái)與機(jī)車(chē)等移動(dòng)臺(tái)的通信。

4 漏泄電纜線路指標(biāo)核算

本次系統(tǒng)升級(jí)根據(jù)既有漏泄電纜線路現(xiàn)狀、中繼器安裝位置，以及區(qū)間場(chǎng)強(qiáng)覆蓋要求，保持既有中繼器配套設(shè)備和漏泄電纜桿路不變，但需計(jì)算漏泄電纜傳輸指標(biāo)：

既有漏泄電纜最長(zhǎng)長(zhǎng)度為1020m，漏纜型號(hào)為SLDY-75-37。

漏泄電纜450MHz傳輸指標(biāo)計(jì)算：

B=A-（L×α1+l×α2+n1×α3+n2×α4）-α0

式中：B-漏泄電纜末端移動(dòng)臺(tái)可接收的電平（dBμ）；

A-遠(yuǎn)端機(jī)射頻輸出電平（dBμ），按5W計(jì)取144 dBμ；

L-漏泄電纜長(zhǎng)度（km）本工程最長(zhǎng)漏纜為1.020km；endprint

α1-漏泄電纜綜合衰減（dB/km、含調(diào)相射纜及接頭損耗），取28dB/km（溫度20℃）；

l-射頻電纜長(zhǎng)度（hm），射纜長(zhǎng)度按50m計(jì)；

α2-射頻電纜衰減（dB/hm），取4.75dB/hm（溫度20℃）；

n1-漏泄電纜接頭數(shù)量，取3個(gè)；

α3-漏泄電纜固定接頭插入損耗（dB/個(gè)），取0.5；

n2-射頻電纜插接頭數(shù)量，取4；

α4-射頻電纜插接頭插入損耗（dB/個(gè)），取1；

α0-漏泄電纜耦合損耗（dB），取80 dB（三種漏纜綜合值）。

B=144-（1.020×28+0.5×4.75+ 3×0.5+ 4×1）-80=27.56（dBμ）

滿(mǎn)足場(chǎng)強(qiáng)覆蓋要求。

5 設(shè)備及其附屬設(shè)施安裝

5.1 設(shè)備安裝布局

專(zhuān)用線共有區(qū)間5個(gè)，其中弱場(chǎng)區(qū)間3個(gè)，七里鎮(zhèn)—李漳河無(wú)區(qū)間設(shè)備。本次升級(jí)在黃陵、黃陵西、七里鎮(zhèn)、李漳河和二號(hào)井需安裝光纖直放站近端機(jī)5臺(tái)，遠(yuǎn)端機(jī)23臺(tái)，和光纖、漏泄電纜等形成星型無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)（圖1），其通信方式是車(chē)站信號(hào)通過(guò)耦合器耦合，進(jìn)入近端機(jī)，經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換，傳輸至光纜，遠(yuǎn)端機(jī)接收到光信號(hào)后，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并進(jìn)行放大，通過(guò)天線向外覆蓋，傳輸?shù)剿淼纼?nèi)，使處于隧道內(nèi)的機(jī)車(chē)臺(tái)和手持臺(tái)有較好的接收效果，同時(shí)將機(jī)車(chē)發(fā)出的反向信號(hào)通過(guò)天線接收并放大后，由光纜發(fā)回近端機(jī)，再由近端機(jī)轉(zhuǎn)換后傳回車(chē)站電臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車(chē)站與隧道內(nèi)的機(jī)車(chē)之間的異頻半雙工通訊。區(qū)間光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)布置安裝如下：

①黃陵—黃陵西：原有中繼器6臺(tái)，其中黃陵方向3臺(tái)，黃陵西方向3臺(tái)；②黃陵西—七里鎮(zhèn)：原有中繼器10臺(tái)，其中黃陵西方向6臺(tái)，七里鎮(zhèn)方向4臺(tái)；③七里鎮(zhèn)—李漳河：沒(méi)有區(qū)間設(shè)備；④李漳河—二號(hào)井：原有中繼器7臺(tái)，其中李漳河方向5臺(tái)，二號(hào)井方向2臺(tái)。

5.2 直放站遠(yuǎn)端機(jī)的電源及地線

①直放站遠(yuǎn)端機(jī)的電源。光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)使用AC220V交流電源供電，并安裝12V/24Ah蓄電池作為備用電源。遠(yuǎn)端機(jī)交流電源使用既有貫通線引接設(shè)備，沒(méi)有貫通線的從相鄰中繼房接引，接引電力電纜采用2*10mm2交聯(lián)直埋電纜，電力電纜隨光纜同溝敷設(shè)或隨漏纜吊掛，在遠(yuǎn)端機(jī)機(jī)柜內(nèi)安裝防雷配電箱、隔離變壓器、多用插座，交流電源利舊。②直放站地線。本次升級(jí)的23處光纖直放站遠(yuǎn)端機(jī)工作地和天線防雷地地線采用共用接地體，地線接地電阻≤10Ω，并在機(jī)柜內(nèi)設(shè)地線排；遠(yuǎn)端機(jī)射頻輸出端口安裝避雷器，地線接在地線排上，接地電阻必須滿(mǎn)足規(guī)范要求。

6 光纖直放站組網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)

①具有寬帶、高線性、高質(zhì)量雙向傳輸?shù)奶匦裕ぷ鞣€(wěn)定，覆蓋效果好；②設(shè)計(jì)和施工更為靈活；③避免了同頻干擾，可全向覆蓋，干擾少；④單級(jí)傳輸距離長(zhǎng)，擴(kuò)大覆蓋范圍；⑤可提高增益而不會(huì)自激，有利于加大下行信號(hào)發(fā)射功率；⑥信號(hào)傳輸不受地理?xiàng)l件限制；⑦可智能監(jiān)控，具有多種監(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)本地或遠(yuǎn)程監(jiān)控，可進(jìn)行遙測(cè)、遙調(diào)；⑧具有自檢功能，具有故障報(bào)警和狀態(tài)參數(shù)查詢(xún)功能；⑨多種監(jiān)控功能，配置先進(jìn)軟件系統(tǒng)，有利系統(tǒng)進(jìn)行功能擴(kuò)展；⑩多種電源供電模式，交流電供電/遠(yuǎn)供電源供電；{11}設(shè)計(jì)有防雷，避雷系統(tǒng)；{12}能實(shí)現(xiàn)多種方式通信，包括：同頻單工、異頻單工和異頻雙工。

7 結(jié)束語(yǔ)

光纖直放站是450MHz鐵路無(wú)線列調(diào)通信系統(tǒng)是一種較常采用的弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)覆蓋設(shè)備，它利用光纖作為傳輸媒介，具有中繼傳輸距離遠(yuǎn)，信號(hào)質(zhì)量高，穩(wěn)定性能好等優(yōu)點(diǎn)，升級(jí)方案充分考慮了投資、場(chǎng)強(qiáng)覆蓋等多種因素，采用比較成熟、可靠、實(shí)用的光纖直放站系統(tǒng)，完全滿(mǎn)足黃陵礦業(yè)煤炭鐵路專(zhuān)用線安全行車(chē)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭州鐵路局無(wú)線列調(diào)用戶(hù)培訓(xùn)資料.

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[3]中國(guó)論文網(wǎng)，鐵路光纖直放站系統(tǒng)詳解.endprint