李玲姣

南昌鐵路局九江樞紐定位為長(zhǎng)江中游航運(yùn)樞紐之一，是國(guó)際化門戶、區(qū)域性綜合交通樞紐。目前，銜接京九普速鐵路、武九普速鐵路、昌九城際鐵路、武九客專鐵路、銅九鐵路、九景衢鐵路、沙潯鐵路，以及在建安九高鐵等多條鐵路。各條線路速度等級(jí)、列控等級(jí)不盡相同，GSM-R承載業(yè)務(wù)也不同，造成九江樞紐地區(qū)GSM-R網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃困難。若各線路GSM-R系統(tǒng)獨(dú)立規(guī)劃、建設(shè)，空間無(wú)線信號(hào)將相互影響，同時(shí)由于頻率資源緊張，容易出現(xiàn)相互干擾，造成移動(dòng)臺(tái)無(wú)線接入、小區(qū)重選、切換混亂等問(wèn)題。為此，需要對(duì)九江樞紐各線路GMS-R網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，合理配置GSM-R頻率，實(shí)現(xiàn)各線之間無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的合理布局，優(yōu)化資源配置，減少投資浪費(fèi)，保證樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)的通信服務(wù)質(zhì)量。

1 樞紐概況

九江樞紐內(nèi)在建線路及既有線路情況見表1。

表1 九江樞紐內(nèi)線路一覽表

2 建設(shè)方案

2.1 廬山-九江西-九里壟區(qū)域

2.1.1 既有網(wǎng)絡(luò)覆蓋現(xiàn)狀

廬山-九江西-九里壟區(qū)域地形見圖1：京九普速經(jīng)九江西向南引入九江樞紐，構(gòu)成地區(qū)主軸；武九普速及武九客專從西北方向引入樞紐；昌九城際鐵路從九江站引出，經(jīng)廬山往南引出樞紐；安九高鐵自北向南引入廬山站。該區(qū)域線路密集，地形以山區(qū)為主，構(gòu)成了一個(gè)樞紐區(qū)域。

圖1 廬山-九江西-九里壟區(qū)域地形

該區(qū)域既有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)由昌九城際、京九普速、武九普速和武九客專線覆蓋。昌九城際在JJNJJX01、JJX-LS01、LuShan分別設(shè)有1處基站，采用普通單網(wǎng)覆蓋方式，站間距5～6 km。因昌九普速線JJX-LS01附近有山體阻擋，距離JJX-LS01基站0.87 km設(shè)有1處直放站。京九普速在JiuJiangXiⅠ/Ⅱ設(shè)有1處基站。武九普速線分別引入JiuJiangXiⅠ/Ⅱ場(chǎng)及廬山站，在線路交叉中心位置設(shè)有JLLLS01基站，設(shè)置3副天線，分別覆蓋JiuLiLong、JiuJiangXiⅠ/Ⅱ、JJX-LS01及LuShan方向。武九客專線在本線線路隧道口K1+859和K2+321，及正線K201+500設(shè) 置JLL-LS01/R1、JLL-LS01/R2、JLL-LS01/R3，補(bǔ)強(qiáng)武九客專線弱場(chǎng)覆蓋。該區(qū)域既有GSM-R基站及直放站情況見表2。

表2 廬山-九江西-九里壟區(qū)域既有GSM-R基站及直放站情況

該區(qū)域既有GSM-R無(wú)線系統(tǒng)覆蓋見圖2。

圖2 廬山-九江西-九里壟區(qū)域既有GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋

京九普速線的小區(qū)切換關(guān)系為JJN-JJX01→Jiu-JiangXiⅠ/Ⅱ→JLL-LS01→LuShan。昌九城際的小區(qū)切換關(guān)系為JJN-JJX01→JJX-LS01→JLL-LS01→LuShan。武九普速及武九客專的小區(qū)切換關(guān)系為JiuLiLong→JLL-LS01→LuShan。其基站鄰小區(qū)關(guān)系見表3。

表3 廬山-九江西-九里壟區(qū)域既有基站鄰小區(qū)關(guān)系

2.1.2 設(shè)計(jì)方案

按照GSM-R系統(tǒng)覆蓋應(yīng)優(yōu)先保障高等級(jí)線路運(yùn)用，最大限度地減少對(duì)既有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的調(diào)整［1］的原則，在建安九高鐵為350 km/h的高鐵線路，在九江樞紐內(nèi)線路等級(jí)最高，GSM-R系統(tǒng)覆

蓋設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先保障安九高鐵覆蓋。安九高鐵按單網(wǎng)交織覆蓋方案［2-3］進(jìn)行設(shè)計(jì)，在KLB-LS10、KLB-LS11位置設(shè)置基站小區(qū)，利用既有LuShan基站小區(qū)，站間距為3～4 km。為避免樞紐內(nèi)切換混亂［4］，需將原樞紐內(nèi)中心小區(qū)JLL-LS01調(diào)整為安九高鐵設(shè)置的KLB-LS11基站小區(qū)，故將武九客專JLL-LS01/R1、JLL-LS01/R2、JLL-LS02/R3直放站及昌九城際JLL-LS01基站改為RRU，接入安九高鐵KLB-LS11基站。

當(dāng)KLB-LS11基站故障時(shí)，按交織覆蓋，KLB-LS11基站小區(qū)應(yīng)切換至LuShan基站小區(qū)；但由于JJX-LS01基站距離安九高鐵較近（2.3 km），當(dāng)終端在KLB-LS11基站位置重新入網(wǎng)時(shí)，會(huì)優(yōu)先選擇距離高鐵較近的JJX-LS01基站，造成終端入網(wǎng)錯(cuò)誤，安九高鐵GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋中斷，且JJX-LS01基站會(huì)抬升安九高鐵線路底噪。為提高該地區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，減小單點(diǎn)故障對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，在KLB-LS11設(shè)置雙BBU+RRU［5-6］。

同時(shí)，既有JiuJiangXiⅠ/Ⅱ與JJX-LS01之間有山體阻擋，JiuJiangXiⅠ/Ⅱ與JJX-LS01設(shè)有小區(qū)切換，雖發(fā)生概率較低，但增加了JiuJiangXiⅠ/Ⅱ、JJX-LS01及JLL-LS01之間的切換次數(shù)。本次樞紐覆蓋調(diào)整KLB-LS11基站覆蓋區(qū)域，將KLB-LS11與JiuJiangXiⅠ/Ⅱ及KLB-LS11與JJX-LS01的切換位置調(diào)整至JiuJiangXiⅠ/Ⅱ及JJX-LS01基站附近，利用地形對(duì)GSM-R信號(hào)的影響，取消JiuJiangXiⅠ/Ⅱ與JJX-LS01的鄰區(qū)關(guān)系。安九高鐵引入后該區(qū)域GSM-R無(wú)線系統(tǒng)覆蓋見圖3。調(diào)整后的基站鄰小區(qū)關(guān)系見表4。

表4 調(diào)整后基站鄰小區(qū)關(guān)系（BUA）

圖3 廬山-九江西-九里壟區(qū)域引入安九高鐵后GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋

2.2 九江存車場(chǎng)區(qū)域

京九普速與九景衢鐵路（與銅九線）呈Y字形引入九江。該區(qū)域地形以平原、丘陵為主，構(gòu)成了一個(gè)三角區(qū)，設(shè)有JiuJiang、XiaoChiKou、XCKJJ01、XCK-JJ02、PiPaHu基站小區(qū)，滿足京九普速、九景衢及銅九線的無(wú)線覆蓋。該區(qū)域既有GSM-R基站及直放站見表5。九江存車場(chǎng)附近覆蓋區(qū)域見圖4。

圖4 九江存車場(chǎng)區(qū)域GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋

表5 九江存車場(chǎng)區(qū)域既有基站及直放站

該區(qū)域在建的安九高鐵九江存車場(chǎng)，距離XCK-JJ02基站較近（800 m），既有基站能夠滿足安九高鐵九江存車場(chǎng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。根據(jù)對(duì)九江存車場(chǎng)的話務(wù)量計(jì)算，既有XCK-JJ02的2個(gè)載頻基站滿足話務(wù)需求，故九江存車場(chǎng)利用既有XCK-JJ02基站實(shí)現(xiàn)小區(qū)覆蓋。

2.3 既有線改GSM-R系統(tǒng)覆蓋方案

GSM-R系統(tǒng)覆蓋設(shè)計(jì)應(yīng)考慮既有線改造GSM-R系統(tǒng)工程的實(shí)施，預(yù)留發(fā)展條件，統(tǒng)一規(guī)劃［7］。九江樞紐內(nèi)未設(shè)置GSM-R系統(tǒng)的既有線路為沙潯線。

沙潯線自九江西站引出，設(shè)有七里湖和九江北2個(gè)車站，該線路距離安九高鐵最近距離約6 km，與京九普速及昌九城際并線后分離，與京九普速平行距離約4 km。該區(qū)域地形平坦，無(wú)阻擋。根據(jù)線路地形，未來(lái)沙潯線GSM-R系統(tǒng)改造工程可在七里湖和九江北車站各設(shè)1處基站，并在JJNJJX01增加1副天線，即可滿足線路覆蓋。

3 頻率規(guī)劃

由于GSM-R系統(tǒng)只有19個(gè)頻點(diǎn)可用，樞紐內(nèi)頻率資源十分珍貴，GSM-R系統(tǒng)頻率規(guī)劃應(yīng)統(tǒng)籌考慮，并預(yù)留后期發(fā)展需要［8］。原則上按滿足話務(wù)需要為前提，以已有頻率為起點(diǎn)，逐步向新建線路推進(jìn)［6］。通過(guò)對(duì)九江樞紐內(nèi)線路及小區(qū)關(guān)系的梳理，進(jìn)行樞紐內(nèi)頻率規(guī)劃，規(guī)劃結(jié)果見圖5。滿足TB 10088—2015規(guī)范要求，即同小區(qū)、同站址的多個(gè)小區(qū)控制信道載波間隔不宜小于600 kHz，業(yè)務(wù)信道載波間隔不宜小于400 kHz，相鄰小區(qū)的控制信道及業(yè)務(wù)信道載波間隔不宜小于400 kHz。

4 仿真結(jié)果

九江樞紐GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋仿真［9］結(jié)果見圖6。根據(jù)仿真結(jié)果可以看出，九江樞紐區(qū)域GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況較好，信號(hào)接收強(qiáng)度均在-70 dBm以上，滿足機(jī)車天線處接收電平的設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

5 結(jié)論

樞紐內(nèi)GSM-R網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)以既有和在建的GSM-R網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，應(yīng)優(yōu)先保障高等級(jí)線路運(yùn)用，最大限度地減少對(duì)既有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的調(diào)整，并為后期利用鐵路預(yù)留資源，統(tǒng)籌考慮各線路GSM-R系統(tǒng)的小區(qū)設(shè)置和頻率規(guī)劃，優(yōu)化通信基站設(shè)施資源配置，減少工程廢棄和相互影響，為鐵路移動(dòng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供高效、可靠的移動(dòng)通信平臺(tái)。