高铁无线通信技术

2016-08-22 安全管理常识 阅读:

高铁无线通信技术(一)
基于无线通信技术的高速铁路信号系统应用

基于无线通信技术的高速铁路信号系统应用 摘 要:目前随着高速铁路不断向智能信息化进行发展,那么铁路信号系统就会在无线通信技术领域提出比较严格的要求同时无线通信不仅能够减少高速铁路信号系统的成本,还可以确保高速铁路的安全。文中首先分析了利用无线通信技术在高速铁路信号系统中的特点以及问题所在,然后重点分析了无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用。

关键词:无线通信、高速铁路、信号系统

在整个高速铁路工程中,虽然信号系统的投资总额所占比率较小,但其起到的作用十分关键。由于轨道电路传输环境较差、传输信息的速率较低、设备更新维护费用高,所以基于轨道电路的列车控制系统己经不能满足高速铁路的快速发展要求。在80年代,国外开始研究基于无线通信的铁路信号系TBS( Transmission Based Signaling),希望通过无线通信技术的应用来提高铁路的管理职能、缩短列车间隔时间、节约能源、降低系统的成本。1995年在关于TBs的国际会议中,会议代表分析了无线通信技术在铁路信号系统应用的可行性,并指出了无线通信技术可能给铁路信号系统带来的积极影响,表明了TBS将会成为未来铁路信号系统的发展方向。

一、 国外下TBS的发展情况

1. 北美TBS的发展情况

1983年,美国铁道协会和加拿大铁道协会共同最早提出了基于无线通信的先进列车控制系统ATCS。ATCS主要是通过数字数据通信手段和先进的微处理器获取列车的精确位置和速度等信息,并对列车进行安全控制。ATCS的运用不仅避免了很多地面信号设备的安装,节省了系统成本,还消除信号盲区,增强了列车的安全系数。ATCS是由中央控制系统、无线数据通信网络、车载设备、路旁设备和线路维护人员移动终端五个子控制系统构成的。它的系统结构设计和功能模块的划分为以后基于无线通信的铁路信号系统奠定了基础。随着无线通信技术的发展,在ATCS之后北美又出现了很多基于无线通信的铁路信号系统,其中ARES可以提供非常可靠的检查和平衡手段,在很大程度上降低了人为操作失误造成的错误,使列车行驶更加安全。另外,PTS、PTC、AATC、ITCS等系统也是比较著名

的。

2. 欧洲TBS的发展情况

3. 日本TBS的发展情况

二、 TBS的特点和问题

1. TBS的特点

1) 在TBS中,主控中心可以根据列车的运行状态和操作状态通过车载计算机来

调整列车的运行,加大了高速铁路信号系统的管理职能,保证了列车的安全,提高了铁路线路的通行能力。

2) (2)在无线通信信号系统控制下,列车和地面的可靠信息量增大,列车运

行变得更加稳定,且避免了不必要的加速和制动,节约了能源,也让旅客乘车变得更加舒适。

3) 无线通信技术的运用,省掉了大量的地面信号装备,大大减少了设备的安装、

维护、修整费用。

4) 无线通信信号系统的适应能力极强,通过软件上的调整就可以使列车的运行

速度提高,且能够自动调整运行图,大大的提高了铁路运输管理能力。

5) 无线通信信号系统还可以通过车地间的双向信息通道实现列车的闭锁控。

2. TBS的问题

1) 高铁信号系统使用轨道电路只能使用较低的信息发送频率,传输环境恶劣,

很难让电码的传送速率满足高速铁路的运行速度要求。

2) TBS通过环线设备和应答器件接受数据信息,列车进行操作可能会有时间上

的延迟,可能会给列车的运行造成不良的影响。

3) 轨道间的电缆电线作为车地之间的双向信息通道,虽然传输信息量大,抗干

扰能力强,但设备费用较高,且防盗能力很差,一旦丢失,后果严重。

三、 无线通信在高铁信号系统中的实际应用

1) 自动实现通话组之间的变动。由于经过工作站来实现通话组之间的变动,所

以在移动台中的通话组变换可以自动完成目前,当高速铁路中的一些列车台属于列车运行的范围内时,会管理这个列车范围段,但是如果它处于正规的

【高铁无线通信技术】

路线范围内时,就应该作为高速铁路列车的调度管理范围,所以高铁列车中的通话组列车台就能够实现变换。

2) 中继器。首先将无线基站设置在所有的高速铁路中,这样就能够增多成本,

还有这样一点意义也不存在,所以最后可以运用中继器来实现基站能够管理一些路线及车站。其中基站不仅能够管理该基站区域里面的场强,而且能够经过中继器可以将一些射频的信号送到管理的站区,反之也可以实现。

3) 经过移动的终端把在维修处的一些系统中用到维修部与防护部,在重要的控

制系统中把一些数据存储在高速铁路的列车上面。只有在高速铁路中的列车与这些点比较相近的时候,他们经过一些地面上的系统,将重要的一些报警信息传入移动的终端。

4) 在高速铁路中的列车定位中涉及到了无线通信技术,比如应答器、GPS 以及

雷达等实现定位的方法。

5) 自动实现高速铁路中列车次号的改变。要想完成通过通知高铁列车来改变车

次号,该系统必须有车次号及其机号的情况,将这些情况传送到集群系统。之后该系统能够依据以前保存的车次号及其机号的情况,因此这些就可以自动完成车次号及车机号交换,这些使得客户的呼叫有了很大的好处。

6) 实现集中的调度。在系统的调度之中,仅仅依据一段区域中的闭塞分区以及

高铁列车车站的使用状况,多数情况下要了解高铁列车的运作状况。但是在无线通信技的重要控制系统中能够比较准确的了解所有高速铁路列车的速度及其位置,根据线路的信号系统情况,能够与所有的高铁列车实现双向的数据通信,并且传送一些控制指令,从而能够控制着高速铁路的列车速度,且能够实时的来掌握高铁中的列车情形,也确保了高铁列车能够在最短的时间间隔内实现安全、稳定且快速地来运作。

7) 实现微机的联锁。通过一些接口单元来接收全部从重要的控制系统中发来的

操作执令,首先约束着道岔以及一些在信号机中的行为,然后再把获得的道岔和信号机的情况传递给重要的控制系统。再经过无线的信道、装备与电缆之间的连接以及控制系统中的关系,这样就能够约束一些具有辅助作用的系统。其中无线通信技术能够用到微机的联锁中,首先在正在使用的装备处必须要安置无线的接收以及发送设备,而且这样就会加大资金投入,然后由于

大型高速铁路列车车站内的信号机及道岔的数量比较繁多,而且还具有很多的障碍物和干扰物,因此这些对于无线控制方面十分不利。

8) 为了提高平交道口的防护能力和和通过效率,防止由于无线设备故障造成不

必要的损失,主控中心按照时间间隔不断的查询道口的运行状态,并将查询信息及时反馈给接近道口的列车。另外主控中心通过接收的列车位置、速度信息,可以计算列车通过道口的时间,并根据实际情况设定列车的最大允许速度和列车运行线路参考。这样,列车通过平交道口就有了安全保障,而且还大大提高了道口的通过效率。

四、 总结

随着高速铁路的不断发展,要确保列车的安全,先进的信号系统成了高速铁路运行的重中之重。在高速铁路信息系统中,无线通信的运用仍处于初期阶段,在具体的TBS规划时应充分考虑其与全路运输管理系统的接口,使无线通信技术更充分的运用在高速铁路的发展当中。

高铁无线通信技术(二)
高铁无线通信系统中LTE技术的应用探讨

高铁无线通信系统中LTE技术的应用探讨

[摘 要]lte技术对高速铁路的通信发展意义重大,对移动性提出了更高的要求。基于lte技术能够满足高速的宽带无线传输,致辞多种高铁机车内旅客的需求业务,可实现高铁宽带无线通信平台,有助于提升我国高铁的国际竞争力。本文着重研究分析了lte技术在高铁无线通信系统中的应用。【高铁无线通信技术】

[关键词]高速铁路;无线通信;lte技术

【高铁无线通信技术】

中图分类号:tn929.5文献标识码:a文章编号:1009-914x(2013)21-0319-01

作为一种新型的高效交通运输方式,高速铁路已经在世界各国获得了较好的发展。我国经过多年的发展,高速铁路已经达到世界先进水平行列,出现了各种新型车厢,列车的速度也得到了较大的提升,在这种环境下,旅客对高速铁路的通信服务质量及种类提出了更高的要求。由于高铁无线通信覆盖的范围较广,多种无线通信场景都有涉及,因此确保在列车高速移动的同时还存在较好的网络覆盖、通信质量,是目前研究的一个重点问题。

一、lte技术

lte项目是3g的演进,属于3g技术和4g技术之间的一个过渡,也被称为3. 9g[1]。将3g的空中接入技术进行了改进,无线网络演进的唯一标准即为mimo和ofdm。基于20mhz频谱的宽带条件下,可以提供上行和下行分别为326mbit/s和86mbit/s的峰值速率

[2]。可有效将小区边缘的用户性能进行改进,进一步降低系统延

高铁无线通信技术(三)
高铁上的无线通信ppt

【高铁无线通信技术】【高铁无线通信技术】

Hello ,everyone, today, my topic is the wireless communications on the high-speed railway , in recent years, the rapid development of high-speed rail has brought great convenience to our lives, high-speed rail not only faster, and better environment. But I found when When I was on the phone with others on high-speed railway, call quality is bad. , Often dropped or could not hear each other's voice, at the time when networking browse pictures or watch videos, there will be a buffer out, browsing is not smooth, and download data is particularly slow, communications experience is not good,

【高铁无线通信技术】

然而,我的研究方向就是当用户移动速度很高的时候,提高通信质量,保证用户能象在陆地上一样保持稳定的通信

However, my research direction when the user's movement speed is very high, improve the quality of communication, ensure that the user can keep steady communication as on land

信道是无线通信设计的基础,因此,无线信道建模成了我研究方向的主要内容。一般的信道模型如ppt所示:

在这个等式中,等式左边代表接受矢量。X代表发射矢量,H代表信道矢量,n代表噪声矢量,在通讯系统中,x为用户或者基站发送的数据,y代表用户或者基站接收的数据。解决高铁上无线通讯的问题最主要的是要准确建立高铁上无线通信的信道模型

然而高铁上信道模型的确定就是一个棘手的问题

Channel is the basis of the wireless communication design, therefore, the wireless channel model is the main content of my research direction. The general channel model as shown in the PPT:

In this equation,the left on behalf of the reciever vector. X represents the transmitter vector, H represents the channel vector, vector n for noise in communication system, X or base station to send data to users, and y represent user or base stations to receive data. Solve the problem of high iron on wireless communication is the most main is to accurately on high-speed wireless channel model is set up

However, the determination of high-speed rail on the channel model is a thorny problem。

Scene Partitioning for HSR

Special HSR scenarios such as cuttings, viaducts, tunnels, and

crossing bridges have significant impacts on the propagation characteristics. However, these HSR scenarios have rarely been investigated. Few channel measurements and standard channel models have actually been developed.

Channel Measurements at High Moving Speeds

无线信道本来就受很多因素影响,例如多普勒效应,路径损耗,多径效应,阴影效应,等等但由于高铁速度特别快,所以这些因素的考虑就特别麻烦,高铁信道测量是需要耗费大量人力和物力的工作,并且由于高铁经过的环境类别多,相同类别的场景存在较大差异等特点,在某一个场景中测量出来的结果不见得和该类别其他场景相符。

Wireless channel is affected by many factors, such as the doppler effect, the path loss and multipath effect, the shadow effect, etc. But as a result of high iron special fast so consideration of these factors is particularly troublesome

High-speed channel measurement is work requires a lot of manpower and material resources,And because the high-speed rail after more than environmental categories, there are large difference between scenario of the same category, etc。In one scene of measured result doesn't fit the category its his scenes。

高铁无线通信技术(四)
无线通信技术发展现状与趋势

  【摘 要】改革开放以来,国家的经济不断发展,科学技术得到了很大的进步与提高,无线通信技术也开始步入飞速发展阶段。随着互联网的不断普及与发展,人们在生活、工作方面对无线网络通信技术不断提出更新的要求,为了满足人们工作、生活的需要。无线通信技术开始不断的更新换代。本文通过对无线通信技术发展状况的分析,对其未来发展趋势进行了总结与展望。

  【关键词】科学技术;无线通信技术;互联网;发展趋势
  一、前言
  无线网络是一种可移动的通讯网络,能够随时随地的为客户提供其所需要的通信服务。无需预先架设好线路,能够将有线网络所覆盖不到的地方轻易的覆盖,这些优势是有线网络不能相比的。在近几年,无线网络得到了飞速发展,不仅在商业上被广泛的应用,在军事应用上也得到了巨大的发展。随着网络提供的服务内容愈渐丰富,通信终端信息处理能力也随之加强,移动办公、手机购物等服务也最终由幻想变为现实。商用无线网络迎来了第三代、后三代的数字通信时代,满足了人们对工作、生活与娱乐的需求。军用虚线网络也由模拟通信发展成为数字通信,通信设备逐步完善并实现了数字语音、传真、图像、数据等业务的传输。各类通信设备能力都得到了提高。
  二、无线通信技术的定义与特点
  (一)无线通信技术的定义
  无线通信利用电磁波型号能够在自由空间内进行传播这一特点实现了空间中的信息交换。近年来,无线通信技术得到了飞速的发展,所应用的领域也得到了不断地拓宽。无线通信一班有两种通信模式。一是卫星通信,利用作为中继站的通信卫星来实现与地面上不同的通信体建立微波通信联系的,具有通信距离远的优点。二是微波通信,他的优点是通信容量大、频带宽。缺点是传送距离短。
  (二)特点
  1.世界各地的移动通信发展不均衡
  很多发达国家和地区的移动通信普及率已经达到很高的水准,新增移动用户的数量逐渐减少。而很多发展中国家和地区才刚刚开始发展移动通信技术,移动用户数量迅猛增长。但发达国家的移动用户创造的ARPU值要远远高于发展中国家。日韩等国家成为全球移动通信发展的新热点,数据新业务发展十分迅速。
  2.技术不断升级,发展迅速
  随着移动通信的不断发展与普及,全球宽带无线方面的技术研究与应用也开始成为热门,各种宽带无线接入技术走进市场,例如WLAN技术、宽带固定无线接入技术、UWB技术等等,为无线通信产业的发展增加了新的活力。
  三、无线通信技术的发展现状
  (一)3G技术发展不断成熟
  我们常说的3G就是第三代移动通信,随着3G技术的不断成熟,WCDMA、TD-SCDMA、cdma2000这三中3G技术已然成为目前世界上的主流。这三种主流技术中,TD-SCDMA技术是由我国自主研发的,它达到了国际标准,具有自主知识产权。这三种主要技术各有所长,堪称3G技术应用的主流。3G网络的覆盖面广,能够同时支持数据信号与语音。而且能够实现不同蜂窝数据直接的信号切换,支持移动环境数据的服务。
  (二)宽带固定无线接入技术发展迅速
  宽带固定无线接入技术有着建设速度快、灵活的接入方式、带宽高等优点。受到了无线通信业的广泛关注与重视。但是宽带固定无线接入技术并不完美。3.5GHz DDMS技术在我国的带宽不足,高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较为严重等缺陷在一定程度上制约了其发展。因此,在实际的应用中,需要根据本身的实际情况进行选择,充分发挥自有的优势,扬长避短。
  (三)超宽带无线接入技术--UWB
  UWB具有低成本、低功耗、高效率的特征,是一种时域通讯技术,具有超高速的无线接入技术。UWB调制方法是采用超短周期脉冲,而不是先前无线通信网络所采用的载波。它将信号按照0或者1发送出去,脉冲调制所产生的的信号是谱密度极低的超宽带信号,信号中心频率在650MHz至5GHz之间,具有很强的抗干扰能力和多途径能力,有很多可利用信道。与cdma系统比起来,时域通信系统的成本低,结构简单。
  (四)宽带无线技术的新产物--wimax
  Wimax技术具有覆盖广、宽高带等特点,越来越受到人们的关注,是无线业界的新焦点。Wimax在解决无线城域网方面的优势尤为突出。它能够将信号传送至31达英里之外,有着每秒七十兆的网络连接速度。因此,有很多专家认为,wimax凭借其广阔的覆盖范围与较快的传输速度会对3G构成威胁。Wimax在成本、传输速度与覆盖范围方面的各个优势让其很有可能打破产业格局。
  (五)新兴的短距离无线通信技术--蓝牙技术
  除了放眼于发展远距离的无线通信技术外,近距离无线通信技术也越来越受到人们的关注,发展速度也逐步加快。近年来,各种各样的近距离便携式的无线通信设备主要是利用红外线链路进行连接。IRDA虽然能够免去使用电缆电线的连接,但是使用起来并不方面,蓝牙技术的出现成功的解决了这些问题,成为在短距离内能够为商业用户与公众提供服务的无线网络。语音与数据的接入点替代了电缆与电线。蓝牙技术实现了软件、硬件与相互操作的需求的一种无固定的中心站的网络等三方面短距离的无线连接。蓝牙技术主要应用在因特网桥、数字相机中的图像无线传输、三合一电话、交互性会议、各种家用的遥控设备等等。
  (六)4G网络不断发展并推广使用
  4G网络,即第四代移动通信技术,其下载速度是3G网络的三至五倍,目前在我国已有相当一部分企业与单位开展了对4G网络的研究与开发,使互联网得到了质的突破,现有的研发技术已经能完成了对文字、语音、视频等多方面的快速传输。为很多工作与业务提供了便利条件。我国的发展速度与其他发达国家相比差距并明显,因此,需要更大力广泛的实现对4G技术的应用。实现4G良性循环发展。
  四、无线通信技术发展的未来趋势   (一)无线网络通信技术逐步走向融合
  1.无线宽带接入技术与移动通信技术的融合
  随着移动通信技术的不断成功法则,随着宽带业务的逐年增加,多种多样的宽带接入技术也逐渐产生并成熟,WLAN技术的发展成功促进了移动通信技术的业务增强与技术发展。因此,无线宽带接入技术需要与移动通信技术进行互补与竞争,在4G时代最终获得二者有机融合。
  2.蜂窝网技术与无线技术的融合
  短距离的无线通信技术一直是电子产品领域的宠儿,其原因是它能够实现检测与计费的功能。随着近年来无线通信技术的不断发展,短距离无线接入技术层出不穷,实现了蜂窝网技术与短距离无线技术的有效融合。
  3.视频等多媒体技术与无线通信技术的融合
  为了刺激视频等多媒体业务与数字电视广播技术的需求,地面数字系统得到了更多的利用。这就是视频等多媒体技术与无线通信技术有机融合的一个重要表现。
  (二)无线通信技术日益显现出互补性
  由于不同的无线通信技术有着不同的特点,各有优势与劣势。例如WLAN比较适合中距离的高速数据传输,3G能够满足覆盖率广与漫游性强的移动性需求。UWB技术则比较适合近距离的超高速无线数据接入。因此,在未来无线网络通信技术发展中,需要促进无线通信技术的多元化发展,根据不同用户的不同要求,为其选择较为合适其要求的无线通信技术,解决好移动通信发展不均衡的问题。
  无线宽带接入技术领域的发展有着高带宽、覆盖广的趋势。无线宽带接入技术领域还会出现更多丰富多样的技术。目前的无线宽带接入技术主要依靠与在古代环境下进行高速接入,在移动性与话音支持功能方面都十分欠缺,因此,我们需要放眼于全局,充分利用好无线宽带接入技术的技术优势,与移动网络进行互补,避免资源浪费与不当竞争的发生,以免对其迅速发展造成阻碍。
  (三)蓝牙技术发展愈发重要
  蓝牙技术的出现让无线通信业的发展步入了一个新的时代,各种家用电器、移动电话与便携式电脑等产品都鞥能够通过蓝牙技术让其通过无线链路连接起来,与计算机技术紧密结合,让人们能够实现随时随地进行数据信息传输与交换。
  (四)4G移动通信技术应用更为广泛
  在手机用户越来越多的今天,越来越多的用户了解并熟悉互联网,3G网络吸引了更多智能手机用户的购买。在未来,手机上网将逐步实现取代计算机联网,这是4G网络发展的最有利时机。利用好3G网络所创造的条件与基础,优化自身结构,以安全、智能、高速为主要理念,全面推进4G网络的应用。实现随时随地的与互联网沟通。
  参考文献:
  [1]刘芳,申林川,翟壮. 浅析无线通信技术的发展现状与趋势[J]. 无线互联科技,2013,03:11.
  [2]李建岐,赵涛. 农村电力无线通信专网发展探讨[A]. 中国通信学会普及与教育工作委员会.2012年电力通信管理暨智能电网通信技术论坛论文集[C].中国通信学会普及与教育工作委员会:,2013:7.
  [3]邢茂柱. 超宽带无线通信技术发展浅析[A]. OFweek光电新闻网.OFweek宽带通信与物联网前沿技术研讨会论文集[C].OFweek光电新闻网:,2013:1.

高铁无线通信技术(五)
高速铁路GSM-R无线网络优化探讨

  【摘要】 通信作为我国铁路运输中最为关键的环节,在铁路运输中占据着至关重要的地位。随着我国通信技术的发展及创新,GSM-R无线网络技术在铁路运输中得到了充分优化,在一定程度上保障了行车安全及工作效率,为人们带来诸多便利。并且已经取得良好的应用效果。本文将对高速铁路GSM-R无线网络技术的优化进行探讨,以期促进高速铁路行业更好地发展。

  【关键词】 GSM-R无线网络 高速铁路 策略 探讨
  随着我国经济水平的迅速飞跃,人们对物质的需求也越来越多,尤其是在信息技术发达的今天,我国铁路行业得到了充分发展。为确保高速铁路的安全运行,铁路部门将GSM-R网络技术应用其中,该技术目前已经取得了一定效果,受到铁路部门的重视,为铁路部门的行车安全和运输效率等提供了有力的保障,并起到重要作用。笔者将分别从:高速铁路GSM-R无线网络技术研究、GSM-R无线应用现状、如何优化高速铁路GSM-R无线网络。三个部分进行阐述。
  一、高速铁路GSM-R无线网络技术研究
  GSM-R是一种专门为铁路行业通信设计的数字化移动技术,该技术能充分满足铁路通信、指挥以及调度需求,从通信调度角度来说,该技术能具备语音通信功能,给列车的信息检测和自动控制提供了数据传输的通道。GSM-R通信系统包含了四个子系统,分别是:网络、基站、运行以及业务,其子系统又分为移动智能网、通用分组无线业务及移动交换。
  网络交换系统主要用于管理用户数据的安全性,该功能由:定位寄存器、移动业务的交换中心、通信归属地寄存器、互连功能单元、鉴权中心、短消息中心与确认中心、移动智能网和组呼寄存器等组成。通用分组的无线业务系统则包括无线接入层、核心层,其核心层由GGSN 、SGSN、和RADIUS、DNS等功能组成,此外无线接入层则是由PCU、基站、终端组成。另外,在应用GPRS系统无线接入层时,必须与相关设备连用,以此实现资源共享。通过运用GSM-R通信系统中的基站实现了无线覆盖,不用增加GPRS基站。
  基站系统主要是用来对无线信号进行收发及管理,将基站系统与MSC相互连接,能充分实现用户通信的连接,信号传输及用户的资源的等。基站子系统则是由控制器、基站接收、发送信息、编译码、速率适配单元、以及弱场设备组成。
  二、GSM-R无线应用现状
  综上,笔者对GSM-R技术进行了研究分析,并对其应用现状进行说明。目前GSM-R技术在我国高速铁路建设中逐渐得到了应用,如:青藏铁路、合宁客运、胶济铁路、武广客专、郑西客专、京津高铁、京沪高铁等,笔者将以较早开通的青藏铁路为例,对其进行研究。青藏铁路总长度为1142km,并且有965km长铁路高于4000m海拔。此外,在青藏铁路中有547千米的铁路段属于冻土地段,将GSM-R无线网络技术应用到青藏铁路中充分发挥了效果。
  首先,通过GSM-R无线技术的应用,使区间通话柱被区间移动通信所取代,使铁路通信应急要求得到了充分满足,另外也加强了铁路人员之间的通信与交流。
  其次,通过GSM-R无线技术的应用,为列车人员提供了列车运行情况,且,列车人员还能对其进行随时查阅。另外通过GSM-R无线技术的应用降低了列车间得到干扰性,若列车进入隧道,GSM-R无线技术依然能实现数据传输功能,以此提高列车运行安全性。
  最后,通过GSM-R无线技术的应用能实现列车自动化控制,为旅客带来便利,如:旅客需要对列车时刻表进行查询。旅客需要订购车票、旅客需要网络通信服务等等,这些需求都能对其进行满足。另外当列车在行驶时,与陆地之间信息传输通道属于双向无线的通道,基于GSM-R无线技术下,能充分保障列车运行的安全,降低事故发生频率。我国青藏铁路GSM-R无线网络系统结构图如下:
  三、如何优化高速铁路GSM-R无线网络
  综上,笔者对GSM-R无线网络技术在我国青藏铁路中的有效应用进行了分析与讨论,从中发现GSM-R无线技术对青藏铁路的应用发挥了极大作用,为了使GSM-R无线网络的优势得到更好地发挥,我们必须对其进行充分优化。
  1、对数据进行检查及调整。为提高GSM-R无线网络技术的有效应用,我们必须对传输数据进行严格检查及调整,首先应对交换机的参数进行设置,再通过对数据的核查来选送信号。另外。利用系统测试软件来对系统中存在的问题进行查找,尤其是对于语音业务、数据业务中不合理的数据进行改善,并将一些冗余数据进行清理,以此确保数据完整性。
  2、对传输信号质量进行监测。此外,铁路部门还应加强对传输信号质量的监测力度,降低不良因素。在对其进行监测时可采用信令告警监测方法来对数据进行检测,一旦发现信令出现闪断则必须立即采取应对措施,另外还应加强对信令配合的观测,一旦出现问题必须立即采取有效措施进行改善。
  3、对其软件进行升级。可以在原有的基础上在无线工作环境中完成捕获能力、感知信息能力的有效识别捕捉。在上述的基础上完成特定时间以及特定空间那部分没有使用的频谱资源进行标识以及识别。同时完成频谱以及工作参数的进一步确定,促使其自适应频谱管理实现进一步的强化,同时促使频谱资源有效利用率实现进一步的强化。同时在上述的基础上智能化以及有效化无线电,不断增长无线电设备,可以促使矛盾得到缓解,矛盾一般会存在无线通信应用需求及日益紧张无线频谱资源两者之间存在的矛盾。升级系统软件可以促使解决途径统一化,促使无线网络实现进一步优化。
  4、基于蓝牙技术的信号传感器。该种信号传感器在技术上设计有一种分散式网络组网算法,该种算法具有高效、快速等优点。同时,在应用蓝牙技术的基础之上不断对网络系统协议进行完善和改进。将蓝牙技术应用于信息通信方面具有较高的适用性和安全性。若是能够将蓝牙技术作为信号传输的传感器,那么便可实现随时随地均可反映各个用户所需要的具体信号方向,当与计算机网络连接是,可促进通信设备在信号接收上具有更高的机动性水平。
  5、健全无线通讯技术的维护与管理。健全无线通讯技术的维护与管理,首先,无线通讯管理部门应该建立完善的无线通讯管理责任制度,以便规范工作人员的行为,提高维护管理工作效率,降低无线通讯故障产生率。其次,无线通讯管理部门要健全无线通讯管理措施,利用检查制度和维修措施提高无线通讯服务工作水平。同时,无线通讯管理部门要注意整理相关技术知识、故障信息、解决措施、处理故障过程等方面的档案,以便无线通讯技术人员通过阅读档案,增强自身专业素养,及时迅速找出故障原因,进而采取有效的解决措施。除此以外,无线通讯相关部门应该重视无线通讯设备的检查与维护工作,派遣专业人员定期检查器械设备、维护网络安全,以便及时清除安全隐患,修补网络漏洞,保证无线通讯服务工作能够安全、稳定地运行。
  四、结束语
  总而言之,在我国铁路通信系统中运用GSM-R通信技术能够满足铁路的信息化需求,也是铁路行业持久发展的先决条件。铁路部门在通信工作中应当积极应用GSM-R技术,不断完善铁路网络的相关技术,创新新的通信技术等,从而确保列车安全、稳定地运行,提高我国铁路工作效率,使铁路行业获得更多经济效益,推动铁路行业的发展。
  参 考 文 献
  [1]傅鑫.浅谈GSM-R-R技术在我国铁路通信中的应用及发展[J].科技创新导报,2015,11(01):73.
  [2]谢丹,刘伟.GSM-R-R技术在我国铁路移动通信中的发展分析[J].中国科技信息,2013,15(14):91.

高铁无线通信技术(六)
高铁通信系统及施工简述

  【摘 要】近年来,随着国内武广、郑西、京沪、京石武等一批高铁的相继建成运营,使中国成为世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强的国家。随着高铁技术在铁路行业的不断深入和吸收,随着对高铁安全性能的不断关注和探讨,高铁通信技术作为高铁技术的重要组成部分,其系统的稳定性和以及施工质量的可靠性越来越成为行业的关注焦点,铁路通信历史性的站在了技术前沿。

  【关键词】高铁;通信技术;系统;施工;可靠性
  引言
  高铁通信网络是一个庞大而复杂的系统,作为高铁的神经系统,是高铁重要的关键技术,是高铁发展的重要推动力。高铁通信系统共有14个子系统。本文着重对高铁的14个子系统进行简要介绍并对系统的施工方法进行了针对性的简述。
  一、高铁通信系统概述
  高铁通信系统按照不同的功能和结构,主要包括以下几个子系统:传输与接入系统、电源系统、电话交换系统、数据网系统、专用移动通信系统(GSM-R)、调度通信系统、会议电视系统、应急通信系统、同步及时钟分配系统、综合网管系统、综合视频监控系统、电源及环境监控系统、通信线路、综合布线系统等。其中GSM-R系统是高铁通信系统的核心内容,是铁路通信技术发展步入更高阶段的重要标志!
  二、高铁通信各主要子系统及功能
  1、传输及接入系统。
  高铁传输网一般采用MSTP技术骨干网层和接入层两层网络设计。骨干层采用STM-64 10Gb/s系统组成多业务传输平台(MSTP),完成各主干节点间的各类业务连接/调度,同时作为整个网络与既有系统的互联层。骨干层为链式网络,设置STM-64ADM设备,在通信站或调度楼以及沿线各主要车站设置节点,利用线路两侧不同物理径路的光缆组成STM-64 MSP 1+1传输系统链。接入层一般采用的是STM-4 622Mb/s组建的多业务平台,完成对接入点业务的接入、汇聚和转接,将来自区间接入层的业务汇聚到骨干层。
  一般在大型的通信站设置网管系统,在沿线的综合维修工区分别设置1套本地维护终端(LCT),管理所有SDH设备。同时还要考虑到与既有的传输互联,形成新的统一的传输管理系统。
  2、电话交换及接入系统
  采用接入网方式解决沿线各节点对电话的需求,根据既有程控交换设备的容量以及现有号段的满足度来确定对设备进行扩容或新设。目前一般的设计方案都以利旧、扩容为主,利用既有铁路专网交换设备作为本线程控交换设备。按照综合维修段管界分段纳入既有铁路电话交换网统一编号组网,实现与既有铁路电话专网的互通。通过既有铁路电话交换网与本地铁通公网的连接,以全自动直拨中继方式实现与公网用户的通信。
  3、数据网
  按照核心层、汇聚层、接入层三级网络拓扑结构组建。并预留接入铁路数据通信网全国骨干网络的条件。
  核心层一般都是在大型或中心通信站设置核心路由器,核心路由器之间一般通过POS155M通道设备互联。在沿线枢纽节点设置骨干层节点、汇聚层节点,在沿线车站/调度所设接入层节点,采用MPLS VPN技术提供业务系统隔离和QoS保证,以MSTP传输系统作为远程承载平台。
  4、GSM-R系统
  GSM-R子系统是高铁通信系统参与控车的核心部分,它负责完成无线闭塞中心(RBC)与车载设备之间的信息交换,从而使RBC生成行车许可,使列车在RBC的管辖范围内的线路上安全运行。
  整个系统由核心网、无线子系统、终端子系统构成。具体是在沿线设BTS设备,采用单网交织冗余覆盖方案,即在一个区间内由基数基站组成一个环,偶数基站组成另一个环,每个单环中相邻基站的信号覆盖范围都是交织重叠的,这样就确保某一个环出现问题时,另一个环任然能够正常工作;某一点(某一基站)出现问题,两侧相邻基站的信号任然能够覆盖该点范围,确保整个系统的安全有效。在空旷区域通过密集的基站提供高度重叠空间覆盖,在隧道弱场区采用光纤直放站结合天线/漏缆提供冗余覆盖。在本地通信站设置网管或设置OMC-R、OMC-T的远端管理终端设备,并接入到指定网管系统中。
  5、FAS子系统(调度子系统)。
  固定用户接入FAS组织调度系统,通过与GSM-R系统及相邻既有线调度系统互连,实现有线与无线调度一体化互连。一般在端站及沿线车站、动车所各设置1套FAS交换机,且端站所属调度所内的调度交换机要互为主热备,形成异地容灾备份模式。
  6、会议电视系统
  会议电视平台基于H.323制式、采用星型组网结构建立,通过数据网进行承载。一般系统在动车所、沿线车站设置会议电视系统分会场,配置会议电视编解码和视讯终端。根据设计需要决定是否统一纳入既有路局的电视会议系统,实现统一管理。工程实际当中一般设计是优先考虑对既有MSC设备的扩容。
  7、应急通信系统
  应急通信系统主要满足客运专线事故现场应急通信的需要,为事故现场提供语音、图像应急救援指挥通信,并作为全路应急救援指挥通信网的有机组成部分。应急救援指挥通信系统由事故抢险现场设备和应急中心设备构成。应急指挥中心设置接入设备,沿线结合维修机构的设置状况,配置现场事故抢险设备。事件现场采集到的语音、数据、图像等业务信息通过有线或无线方式(两种方式互为备用)传送到区间接入点,再通过传输设备传送到应急指挥中心,建立应急指挥中心与事故现场间的应急通信网络。
  8、同步及时钟分配
  时钟同步分配系统为其他通信及信息系统提供同步时钟信号。同步系统采用主、从同步方式,时钟源取自于铁通同步网,在各大型通信站设置综合定时供给设备BITS(二级母钟)。骨干传输层SDH设备分段从新设BITS设备(或既有铁路同步网BITS设备)引接所需的主用定时信号,接入层SDH设备分段从骨干传输层提取线路时钟信号。   9、电源系统
  系统负责通信设备的直流电源(-48V)和交流电源(220V)供电,电源系统由直流供电设备(高频开关电源、蓄电池、直流配电设备)和交流供电设备(UPS、蓄电池、交流配电设备)组成。
  10、综合视频监控系统
  综合视频监控系统采用全数字网络视频技术,实现对车站重点区域、公跨铁立交桥、通信机房、信号机房、牵引供电机房内外、电力供电机房内外的实时监控;在控制中心和分控中心可实现对其管辖范围内视频分专业、分区域远程监控。视频监控系统基于本线MSTP传输系统和IP数据承载网进行组网。
  11、电源及环境监控系统
  电源及环境监控系统可对机房动力设备、空调设备以及机房运行环境和安全等各类情况进行实时监控,为通信系统正常运行和提高服务质量(QoS)提供保障。本监控系统可监测各站点通信、信号机械室的环境量,包括温/湿度、烟雾、水浸、门禁、空调的控制,同时可对通信机械室的电源设备进行监测。
  12、综合网管系统
  通信综合网管系统通过与各通信子系统网元管理系统之间所定义的规范和接口交换网络管理信息,形成一个综合管理平台。是通信网络的灵魂。
  13、通信线路系统
  通信线路系统主要是通过光缆、电缆等传输介质,将通信设备连接起来,使其形成一个庞大而复杂的网络,并具有智能化。它是通信网络的基础。
  14、综合布线系统
  是指高铁通信系统中的集成化通用传输布线系统,它是通信站、车站通信机械室等通信设备房内的传输网络,它使语音和数据通信设备、交换设备和其他信息管理信息彼此相连接。
  综合布线的物理结构一般采用模块化设计和分层星型拓扑结构,遵循统一标准,使系统的集中管理成为可能。
  三、系统主要工序施工方法
  按照现行高铁建设的一般模式,沿线的线路建筑都由站前施工,包括敷设光电缆的槽道、过轨的预埋管、人(手)井、桥下引入的锯齿孔等等。而站后四电用房除了车站外,基本都由站后四电集成单位统一进行征地,这样高铁通信专业主要施工内容为:
  1、接口检查
  接口检查主要是针对站前施工、站后使用的土建接口部分施工进行检查。其主要内容是:对路基、基站、直放站、信号中继站、电力电化所亭处、隧道口和其它需要过轨处的预埋过管的位置和数量;桥上引下锯齿孔的位置及数量;隧道内设备洞室的情况;隧道口处和区间视频监控点处的综合接地设置情况以及光电缆槽道、人(手)孔质量进行检查,看是否满足设计及施工的要求。检查的依据是设计文件和施工规范。接口检查对于站后四电施工来说非常重要,直接影响到站后施工的工期和质量,因此需要不断关注站前施工的动态,在第一时间内进行现场检查,并及时上报,确保后续施工的顺利进行。
  2、基站定测
  基站定测是配合设计院来完成的。具体根据现场场强测试的结果,按照初步的无线网络规划,确定沿线基站以及直放站的大体位置。基站定测除了要满足设计要求外,还需要重点注意几个事项:
  2.1 基站及直放站位置的选取首先要满足安全的条件。首先地点要选择可靠、稳固、无塌方、无水患、地下没有输气管道、天上没有高压线等地形。
  2.2 在确保设计要求的情况下必须满足施工便利的要求,尽可能将基站、直放站选择在地形好、运输条件便利,能够满足铁塔和电力箱变的运输条件以及施工干扰少的地段。
  2.3 定测时必须做好现场记录,打好桩位,并用油漆在现场打好标记。
  需要特别注意的是现场定测的结果可能会根据设计的不断优化以及征地的实际情况有所变化,甚至会经过几次定测,才能最终确定基站及直放站的位置。
  3、征地
  在网络规划完成,基站及直放站位置已经确定,站后征地设计图出来后就开始进行征地程序。站后四电,特别是通信基站征地工作非常琐碎和复杂,不仅要与站前施工单位协调,明确红线的位置以及各点的标高等数据还需要与土地管理部门、乡镇、村等各级行政管理部门密切协调,是一项艰苦细致的工作。征地工作顺利与否将对工程产生直接影响。
  4、铁塔基础及厢房基础的施工
  在征地工作结束后,铁塔基础及厢房基础设计图出来后就可以进行基础的施工。基础施工的过程中一定要特别注意地下土质情况,发现不良土质或异常地下情况一定要和设计及监理及时现场沟通,共同确定变更方案,确保基础施工始终在安全可靠的前提下进行。厢房基础施工时要确保基础高于周围地平面,且表面光滑,四角水平,确保厢房安装及设备安装的顺利。
  在基础施工时,还要对通信引入井和电力引入管应结合现场铁塔和箱变的摆放位置提前进行规划,通信引入井位置还要考虑室内空调、BTS摆放位置。引入井至室内埋设的钢管必须为一整根,中间不得接头。钢管超出地面和井壁部分在设备安装前要切掉,并对管口进行打磨,避免刮伤线缆。
  5、厢房安装
  高铁沿线的通信基站都采用的是智能一体化厢房,一般都是由外层铁皮、隔热层、内层铁皮拼装而成。由于其安装方便,便于运输,所以施工起来并不复杂。需要强调几点:
  5.1 安装厢房的过程中,要注意厢房内部的预留孔、架挂孔一定要安装正确,符合设计要求。同时内部各种走线要正确、规范。配电箱、空调以及照明设施、门禁设施要安装正确、无损坏。
  5.2 厢体在安装过程中,一定要注意基础部分和箱体结合的牢固性和严密性。不能出现倾斜、漏光、进水现象。箱体安装完毕后,还要在厢房的基础四周做混凝土散水,并涂上沥青漆。
  6、铁塔及天馈线的安装
  铁塔安装需要注意的是必须由取得登高许可证的施工人员进行作业,作业时需要带上安全帽及安全带,注意施工安全。安装过程中,连接件不能有弯曲和变形;铁塔组装顺序符合供应商的产品技术规定,螺栓紧固扭矩符合规范要求。每组装一节,用经纬仪在两个相互垂直的方位上检验铁塔的垂直度,铁塔安装后塔靴上方应保证安装两个地脚螺栓螺帽,铁塔地脚螺栓包封前必须涂抹黄油,确保铁塔组立的准确可靠。   天馈线安装要点为:天线与上跳线通过馈缆连接器连接,采用电缆卡箍固定,馈线电缆走线中做馈线接地卡。馈线电缆引入室内采用走线架或吊线方式,进入室内前做滴水弯。馈线入室后通过馈线连接器连接避雷器再接入设备。
  塔顶天线安装好后,应对每副天线的方向角、俯仰角进行记录,方便在调试时安排调整计划。
  馈线在塔顶固定在爬梯上,不要拐到平台上固定,塔顶上拐弯用1/2“跳线”,塔顶功分器、天线与跳线连接处安装完后都要进行防水处理。
  馈线在铁塔顶部、铁塔下部(入地或如钢管前)和引入室内都应接地,铁塔顶部、铁塔下部接地直接连接铁塔,室内接地不得接在机房保护地和工作地上,应单独引出一根地线。馈线引下铁塔后地埋进入机房,可采用HDPE管防护,HDPE管在机房侧应引至机房内,高出机房地面5cm。在使用角钢塔时,在铁塔侧应高出地面20cm,在距地面2.5m套钢管防护,钢管口在施工完毕时及时进行防水封堵,在使用单管塔时,HDPE管引入铁塔基础20cm即可。
  天馈线安装完成后要进行驻波比测试,检查安装质量,后期还应进行复测,复测应选择在下过雨过后复测。
  7、漏泄同轴电缆施工
  如果客专线存在隧道地段的话,那么就要采取无线漏缆加光纤直放站的方式来解决隧道内弱场强的问题。
  漏泄同轴电缆到货后应进行单盘测试,测试完后要用电缆热缩端帽进行密封,防止受潮。
  隧道内漏泄同轴电缆安装高度可根据两侧电缆槽顶面进行定位,采取弹墨线方式保证打孔位置平直。由于漏泄同轴电缆高度一般比设备洞室高,可以直接用吊夹固定即可,一般情况下每隔1米安装一个吊夹,同时要注意每隔10米要换用金属防火吊夹。通过斜井处需拉钢绞线采用隧道外吊架方式固定。
  隧道外漏泄同轴电缆采用拉钢绞线方式通过,钢绞线在接触网钢柱上加工支架固定,需固定钢绞线的接触网钢柱应提前和电气化专业进行核对,在钢柱生产时进行支柱的特殊加工。
  漏泄同轴电缆接头在配盘是应注意设置在隧道内,避免在隧道外淋雨。超过500m的漏泄同轴电缆中间要加装直流隔断器,未加装直流隔断器的漏泄同轴电缆两端不得同时接地。漏泄同轴电缆在制作端面是要注意缆头朝下,避免金属屑掉入内导体管内,端面切好后要清理内导体管壁和泡沫绝缘层上的金属屑,否则进行耐压测试时会击穿漏泄同轴电缆。
  馈线在开拨好套进接头底部后要外导体做倒角,保证接头上、下两部分上紧后压住外导体,避免接头松动。馈线切好的端面应在外导体的波峰处,接头上紧后接头内弹片才能接触到外导体波谷处,起到紧固作用。
  漏泄同轴电缆接头处采用胶泥密封要注意胶泥不能缠的太厚,只缠一层即可,外面用防水胶带密封时要注意上一层胶带必须压着下层的中缝,否则会造成胶泥溢出。
  漏泄同轴电缆接馈线引入设备洞室最好在站前设备洞室防护门安装完毕后进行,如先行安装要确定好安门的位置,并套防护管,否则馈线极易损坏。
  隧道内漏泄同轴电缆安装完成后,应和电气化专业及站前施工单位沟通,注意成品的保护。
  8、隧道内光纤直放站
  隧道内光纤直放站一般安装在设备洞室内,洞室内还有电力配电、隧道照明等设备,施工前要和电力专业确定好各自的安装位置,最好是光纤直放站统一安装在一侧(上行侧或下行侧),电力设备安装在另一侧。需要特别注意的是光缆终端盒与直放站设备之间的距离不宜太远。一方面避免尾纤太长而导致防护难度加大;另一方面由于站后设备施工在前,而站前装设备门在后,要避免将光缆终端盒隔在门外,从而留下安全隐患。
  光纤直放站馈线接口对应上、下行漏缆也应统一,便于排查故障和以后维护。
  光纤直放站布放电源至电力配电箱前应和电力专业沟通好,明确双方电缆径路。光纤直放站至光缆终端盒间尾纤应套管防护。同时跳线从隧道壁进入设备洞室的拐弯处也要套管进行防护,避免受伤。
  隧道内非常潮湿,设备上会发生凝水现象,隧道内设备各类接口处需进行密封。为避免蓄电池放空,直放站设备在为加电开通前不得接通电池供电。
  9、光缆线路工程
  9.1干线光缆。除了在既有区段采用直埋光缆的方式外,在客专线的两侧槽道内分别敷设一条GYTZA53型(目前通常设计是32芯)干线光缆,以构成不同物理径路的光缆环。
  槽道光缆敷设后的安全问题非常突出,光缆的敷设时机选择非常重要。光缆敷设时间应尽量的靠后,首先是要在站前槽道基本修好,还应协调信号专业、综合地线和防灾施工单位,要在它们缆线敷设完成后进行。光缆在槽道内敷设应尽量贴着槽道壁,特殊地段可用扣沙袋、扣水泥槽的方式保护,在站前封盖槽道盖板时应安排足够的人员进行监护。
  光缆敷设的同时接头处和预留处应喷好标记,标记样式提前和维护单位沟通确定。隧道内槽道站前要填沙处理,应要求站前单位在填沙时注意将过轨管处进行保护,不得将沙灌入过轨管。
  9.2 区间引入。一般采用8芯GYTZA53光缆从干线光缆分支引入至区间通信基站、牵引变电所、AT所、分区所、直供分区所,而由32芯光缆自干线光缆分支引入信号中继站。
  分歧光缆引出在路基段电缆井上有电缆引出口,光电缆可以从引出口处修水泥槽道穿过水沟、护坡后再直埋至机房。如施工时站前单位护坡还未做,在设计允许的情况下可提前预埋PE管引出,在隧道口有馈线引出时应为馈线单独预埋。分歧光缆桥上引下根据现场条件可采用走线架方式和钢槽方式引下,不论哪种方式光缆引下都应该同时施工,避免重复高空作业,引下处要及时用水泥包封避免破坏。桥隧相连处无路基过渡的情况下光缆引出应和站前单位保持密切联系,在浇筑桥梁挡墙时预埋钢管引出。
  9.3直放站区段。高铁基站以及光纤直放站的引入关系是比较复杂的,也是施工的难点之一。诸如郑西高铁设计要求是这样的:主用属主基站的近端站(MU)经所属远端站(RU)至备用属主基站的近端站(MU)间的直放站区段,需要在铁路两侧分别敷设一条8芯的光缆;而当直放站远端机(RU)的所属的主用属主基站的近端站(MU)和备用属主基站的近端站(MU)在同一方向时,需要从就近的基站侧沿客专线两侧分别敷设第2条8芯短段光缆至直放站远端机(RU)侧。对于设计的意图需要施工单位反复琢磨,仔细推敲,领会其中的含义。   正是由于直放站区段光缆引入的关系比较复杂,施工节点众多,所以极易在施工中出错,且查错也比较困难。因此在施工中一定要明确各直放站与主、备用属主基站的关系,分清主、备、从3纤的不同功用和接法。同时施工时要注意力集中,避免出错。
  9.4 视频光缆引入。区间公跨铁以及车站咽喉地区的视频光缆引入都是分别从就近的通信机械室至视频点敷设一条8芯光缆。视频光缆在敷设时要注意光缆的防护,过水沟等地段要进行钢管加水泥包封防护。同时在视频杆的终端盒内进行光缆接续时一定要保证接续质量,避免在后续的摄像头调试过程中
  9.5 电力SCADA通道。是在隧道内10KV电力箱式变电站至邻近基站敷设一条8芯光缆。
  10、硬件安装
  10.1 综合视频摄像头安装
  综合视频在不同的铁路所要求监控的对象有所不同,在施工前一定要搞清楚主要和兼顾监控的对象,才能准确的进行定位。
  室内摄像头定位最好在房屋粉刷前完成,尽量采走暗线的方式。所亭内的室外摄像头在修所内水泥路前定好位,在过路地方提前预埋管。注意所厅内摄像头线缆不能与走在高压电缆槽内。
  区间摄像头一般选在水沟外侧安装,要注意钢柱上室外设备箱安装位置要一致。区间摄像头接地应接综合地线,公跨铁桥墩处一般有预留接地端子可以利用。摄像头安装较高的地方要注意加装避雷针,并单独引地线。
  区间摄像头现在已普遍换成固定枪机,安装好后可调角度很小,所以在组立钢柱时一定要调整好摄像头方向。所亭内摄像头还是采用旋转云台式枪机,在安装过程中要注意预留好云台至摄像机间缆线,避免转动时拉扯缆线。摄像机缆线接头一般放置钢柱内,要注意钢柱内的缆线余留,保证在处理接头故障时可以将接头拉出钢柱外。
  摄像头控制线缆接浪涌保护器时要注意缆线开剥长度,避免压线时压住缆皮。
  10.2 设备安装
  10.2.1 安装准备
  设备安装前要彻底打扫机房或厢房卫生,要确保机房内干净整洁。
  设备底座已经到位,并且尺寸和高度以及颜色满足设备安装的要求。
  设备已经开箱检查,外装完好,类型、数量无误,零配件齐全。
  安装需要的工器具以及材料全部到位,施工人员对安装作业指导书的内容已经掌握。
  10.2.2 安装的基本原则
  安装要做到全线标准化、统一化。
  设备安装位置要合理,固定牢固、做到上下一体,横竖成一直线。
  电源线、地线必须采用整段材料,且排列布放规范化、标准化。机架内配线要绑扎整齐、横平竖直、转角方正。跳、配线应松紧适度,层次分明,余留适当。
  配线根据设备要求可选用卡接、绕接、焊接3种方式。卡接必须使用专用的卡接钳,芯线线径符合卡接端子的要求;绕接必须使用专用绕线枪,不接触绕接柱的芯线部分不露铜;焊接后芯线绝缘无烫伤、开裂及后缩。
  电源线极性正确,一般火线为红色,零线为蓝色。蓄电池连接线连接正确牢固,端帽齐全。
  各种子架、插板安装正确,无松动。
  各种线缆标示清晰明确。
  三线分离原则。交流电源线、直流电源线、数据电缆三线分离。设备配线前,根据设计需求和现场情况规划好,尽量不交叉、重叠,保障三线分离。要绑扎固定好,最好放在线槽内,避免后期的施工过程中,导致线缆的错位。
  10.2.3 设备调试
  通信子系统调试分为单机加电调试和系统调试两部分,单机加电调试主要是对设备加电试验、配置单机数据,试验项目包括:设备加电、断电重启、板件的插拔等试验内容。并通过长期观查的结果,检验设备工作的稳定性。系统调试主要是设备单机加电调试后,根据系统组网方案,配置完整的系统数据,并通过操作维护终端及相关试验、检测设备,检测系统的各项技术性能指标,并完成系统的功能实验。
  通信各子系统调试后,对整个通信系统进行调试,并进行通信子系统的功能试验,通信子系统调试内容主要为各系统之间的接口配置接口参数,解决通信各系统设备之间的互联互通,并根据整个通信子系统组网方案,通过操作维护终端及相关试验、检测设备,完成通信子系统相关接口各项技术指标的检测。通信子系统的功能试验,包括各系统之间协调联动所能实现的功能应用。
  在通信系统试验完成后,要配合四电其他专业进行系统集成试验,集成试验的目的是对通信系统与其它有关系统的接口进行检查,以保证所需联调的各系统通过其接口达到工程设计的要求。
  下面重点介绍无线基站及直放站的调试
  10.2.3.1 BTS的静态测试
  1)BTS本机测试:
  初始检查;
  RICAM开关设置;
  DDM&TX滤波器开关设置检查;
  基站加电检查;
  LED状态检查;
  总检。
  2)BTS联网测试:
  初始检查;
  PCM检查;
  基站激活;
  无线资源激活;
  使用测试手机进行通信测试;
  ICM�余测试;
  最后检查。
  3)直放站静态测试
  近端机及远端机单机测试:
  硬件设备检查(数量、外观、配件) 并核实清单是否正确。
  确认直放站按照集成商方案配置。
  设备周边环境及与之相连设备准备到位(包括:电源、跳线、网线等)。
  加电自测试(观察设备运行状态、指示灯等)。
  运行配置软件进行设备基本信息配置。
  设备进入试运行状态(如果发现问题,返回第2步重新操作)并整理出错误报告。   正式运行。
  直放站调试:
  确认近端机和远端机自测试正常运行。
  检查近端机和远端机相连接口工作状态是否正常。
  接入测试仪器仪表。
  监测上下行输入电平。
  调整增益使上下行电平达到最佳状态(需要配合4反复操作完成)。
  确认上下行输入电平满足规范要求。
  系统进入测试。
  清理工作现场。
  10.2.3.2网络清频测试
  清频测试的目的:是在全网基站/直放站正常工作前,对所用频带进行扫描,找出存在的外部干扰,通过业主和无委会的协调,清除外部干扰。
  测试前提:所有基站/直放站本机测试和在线测试完成,可以支持正常的呼叫;所有基站/直放站全部闭锁,避免网内信号对测试的干扰。如果可能,通过无委会首先得到沿线既有无线系统使用的频率。
  测试要求:使用Griffin场强接收机,对GSM-R频带内的干扰信号进行测试;当出现干扰信号时,如果可以目测确认是来自周围运营商基站的干扰,可以提交无委会协调;如果无法确认,则需要使用YBT250进行干扰的定点测试;
  对测试到干扰信号的处理:必须通过业主与无委会协调,要求干扰发射单位关闭干扰源。记录下所有干扰出现的地点,在无法关闭干扰源时,检查是否可以在此处调整频率规划避开干扰。
  10.2.3.3 动态测试
  1)覆盖测试和调整
  目的:保证规范要求的覆盖指标;从覆盖(接收电平)的角度,增加对网外信号的抗干扰能力;避免过覆盖。
  调整项目:天线的方位和俯仰角;基站发射功率的调整;天馈系统的调整,如增加衰减器克服过覆盖等。
  测试/调整步骤:
  按照无线规划的天线方位/俯仰开通所有基站和直放站;
  使用Griffin场强接收机对覆盖电平进行全线的测试(测试中不必严格按照4cm取样点的要求,而是一次将所有在用频率都采集到);测试时使用时间触发机制;
  对所有低于规范要求(-92dBm)或处于临界位置的地点,通过对地形/天线高度/发射功率的分析,给出具体的措施来提高覆盖水平。(考虑到取样点数量差异带来的测试结果的不同,这时可以考虑的临界电平为-88dBm);
  调整措施实施后,对下一次的测试结果进行分析,验证调整措施的结果,并结合变化趋势,给出新的更合理的调整方案。如此周而复始,直至所有基站/直放站的覆盖指标均满足要求为止;
  当存在过覆盖而带来网内的同频或邻频干扰时,在保证覆盖的前提下,优先保证QoS指标:即可以适当调低本站信号,减少内部干扰。
  2)电路域QoS指标的测试和调整
  目的:保证网络满足所有QoS指标的要求。
  测试内容:测试内容包括语音通信服务质量测试、电路域数据传输服务质量测试。
  语音通信服务质量测试包括呼叫建立时间、呼叫成功率、掉话率、切换成功率、切换执行时间、小区重选特性、紧急呼叫建立时间、普通语音组呼建立时间等指标。
  电路数据域服务质量测试包括连接建立时间、连接建立失败率、数据传输延时、连接失效率、传输干扰率、网络注册延时、越区切换成功率等指标。
  测试/调整步骤:
  QoS调测是基于网络的良好覆盖的,所以每一轮次的QoS测试,都必须结合同次或前一次的覆盖测试结果;
  使用Kapsch模块和SELEX模块进行呼叫测试,包括:CSD的长呼叫测试,可以测量连接丢失率,TIR,切换成功率;CSD短呼叫测试,可以测量呼叫成功率,呼叫建立时间等指标;
  在对测试结果的分析中,对所有连续4个的测量报告劣于3级的呼叫,或每一次的呼叫失败,切换失败,紧急切换或异常切换,或掉话,结合模块的记录,OMC的记录和接口监测设备的记录进行分析,找出原因并提出针对性的调整措施予以克服;
  通过A、Abis和PRI接口监测系统,监测测试终端的信令流程、数据传输流程、上下行电平、质量、越区切换事件,给出相应的优化建议和措施。
  对于接收电平很好(如优于-70dBm),但QoS指标较差的情况,必要时进行定点干扰清除测试,彻底清查问题;
  调整措施实施后,对下一次的测试结果进行分析,验证调整措施的结果,并结合变化趋势,给出新的更合理的调整方案。如此周而复始,直至所有QoS指标均满足要求为止。
  调整项目
  与组呼相关:小区选择和小区重选参数;
  与呼叫失败相关:小区重选参数,相关定时器;
  与切换相关:相关定时器,切换参数,相邻小区参数;
  与掉话/TIR相关:相关定时器,切换参数,相邻小区参数。特别是与信号相关的参数,如T3103,无线链路超时定时器等,需要得到信号侧的相关设置后,才能最终决定,并可以在联调阶段进一步修改。
  3)直放站的调整测试和优化
  直放站的调整和优化,主要根据路测结果进行:
  对于覆盖指标的问题:
  主要检查光传输的衰耗,直放站增益设置,馈线损耗和驻波比,漏缆检测结果。
  对于覆盖电平低,首先要检测在远端机RF射频端口检测输出信号,如果输出电平满足直放站指标要求,需要检测漏缆,馈线及相关连接头和天线驻波比;如果输出电平低,需要检测远端机光模块光功率,低于0dbm我们将视为光衰过大,需要检测光传输通道;如果以上检测均没有问题,检测近端机的TP-DL端口是否为0dBm,如果低于0dBm,需要确认近端机RF输入端口是否为35dBm,(假定基站为47dBm/每端口,耦合器为10dB,线损与接口为2dB),如果低于35dBm,需要检测近端机到基站之间的器件与馈缆是否符合铁道部相关安装规范与要求;如果输入电平为35dBm,需要检测近端机设备内置衰减器配置是否正确。
  对于QoS质量问题:
  主要检查光传输的质量,基站与直放站间的信号重叠,上下行增益设置(注意尽量保持所有远端站的增益一致,以避免对上行底噪带来大的影响。
  配合路测结果,与基站厂家一起分析数据,做进一步调整计划。
  调整结果的验证:
  通过连续的QoS指标测试结果进行验证,必要时继续调整直至满足要求。
  四、通道接口的施工
  客专通信系统内部不仅存在着多个子系统之间的接口问题,而且与其他诸如信号、电力、变电、信息等专业存在较多且复杂的接口问题。可以说如果接口问题解决不好,对于工程开通将会造成很大的影响。这就要求施工时对通信专业内部各子系统的接口以及通信与其他专业的通道接口非常熟悉,掌握一般的接口类型和施工方法是很有必要的。下面是对一些通常接口类型的归纳和总结
  参考文献:
  [1]钟章队,《GSM-R技术在我国铁路的研究与创新》。
  [2]丁建文、杨焱 钟章队《浅析铁路GSM-R系统互联互通及测试》。

高铁无线通信技术

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