温福线无线通信系统集成的问题思考

刘 淼 曾祥兵

（北京全路通信信号研究设计院，北京 100073）

温福线（含福厦线引入福州枢纽）集成范围包括新建浙江段、福建段及福州枢纽工程，自温州南至福州站线路长约294.6 km，东濒东海和台湾海峡，西靠南雁荡山、太姥山和鹫峰山东麓余脉；福厦线引入福州枢纽起至温福线八仙仑隧道出口，终止福州南站，线路长约16.6 km。整条温福线穿越于东南沿海的崇山峻岭之间，桥隧相连，环境险恶。

地形环境的恶劣对无线通信系统覆盖带来设计困难，同时对基站间距或基站与直放站间距过长容易形成弱场的地方，尤其需要引起重视。

1 集成网络优化建议

1.1 龙头隧道出口—伏虎山隧道进口基站与光纤直放站远端机优化方案

如图1所示，由于在联调联试测试中该处经常出现掉话或弱场现象，经分析发现存在以下问题。

（1）DK 37+707基站输出正常，基站前方弯道弧度较大，天线角度下倾太大。

（2）DK 29+846直放站输出信号偏弱，且天线角度下倾太大，大公里标方向信号衰落很快。

对上述问题，采取以下优化手段。

（1）检查DK 29+846直放站输出功率和驻波比，保证输出信号稳定。

（2）上调DK 29+846直放站和DK 37+707基站天线的角度，将DK 37+707基站天线方向对准弯道前方的铁路轨道。但优化后网络仍然不理想。

该处两站间距离7 861 m，直放站输出最大功率仅5 W，不足以保证如此大距离的覆盖要求，建议采用如下2种方案的整改措施。

（1）将DK 29+846直放站替换成BTS 3012基站。

（2）在两站中段加建基站进行覆盖。

1.2 点头隧道出口—周仓岭隧道进口基站间优化方案

如图2所示，由于在联调联试测试中该处经常出现掉话现象，经分析发现存在以下问题。

（1）在点头隧道基站下测得信号为-43 dBm，周仓岭基站信号为-88 dBm。

（2）离点头隧道出口2 700 m处测得点头基站信号为-97 dBm，周仓岭基站信号为-74 dBm。

对上述问题，采取以下优化手段。

（1）点头和周仓岭站信号均输出正常，两站间距6 651 m，中间有弯道，且有山体阻挡。

（2）在网管将两基站载频输出功率类型由40 W改成60 W。

建议在DK 107+260右侧护坡上加建1套直放站，以确保中间覆盖。

1.3 福州站动车所覆盖设计方案

福州动车所距离福州站有2 km多，福州站铁塔高度为30 m，采用全向天线覆盖。福州站GSM-R机房基站信号为-45 dBm，在福州动车所室外基站信号为-85 dBm。但是由于GSM-R动车库方向与信号覆盖方向平行，动车库为长方形，材质为铁皮简易房，对信号影响很大，同时动车车体损耗近20 dBm，导致动车内信号强度不够。为了实现该动车所的覆盖，在福州站新设1套光纤直放站近端机用于耦合福州站基站信号，在福州动车所新设1套直放站远端机，采用定向天线实现福州动车所的GSM-R无线覆盖。

1.4 隧道口直放站设计方案

由于温福线位于南方，多山区，且本线多处在隧道口进行GSM-R切换，如图3所示。当图中DK 186+100直放站宕机时，由于基站DK 184+800的信号无法在DK 186+100与DK 190+338间提供理想的覆盖，导致基站DK 184+800到基站DK 190+338的切换无法正常进行，导致切换失败引起掉话。

建议：可以考虑在漏缆末端（DK 186+100）增加功分器，并通过馈线将此信号输入至隧道口天线，将基站DK 184+800的信号提取并辐射至DK 186+100至DK 190+338之间的空间区域（如果该段漏缆太长，衰耗太大，则不能按照该方案实施）。原隧道口单极化天线需更换为双极化天线；对于漏缆长度较长，损耗较大的地方，可以选用21 dBi高增益双极化天线。通过上述措施，可解决隧道口直放站切换问题。

具体的连接方式如图4所示。

1.5 相邻短隧道间空间覆盖方案

相邻两个短隧道之间的空间部分，当距离小于600 m，建议采用漏泄电缆贯通，这样不仅可以省去设置于一个隧道口的直放站，还可以避免无用的空间波跃入隧道内对正常的漏缆覆盖造成影响。否则，隧道群地区多为路堑或高架桥，电波传播环境复杂，交通极其不便，这对后期网络优化和维护造成很大困难。

2 温福线GSM-R系统实施建议

2.1 隧道口基站、直放站设置地点选取原则

根据设计方案，设置在隧道口的基站或直放站，其位置一般根据隧道出口考虑。但在实际施工中，因征地等原因，基站或直放站经常移至距离隧道口几十米或一百多米的位置。系统建成后，隧道口至设备放置地点间的空间，由于是定向天线的背瓣覆盖，出现信号电平的急剧下降。虽然信号电平值也在覆盖指标要求之上，但这种突变会对数据或语音通信的质量造成不良影响。工程中应尽量使设备设置在隧道口，如确有困难，应在基站或直放站处向隧道口方向设置小天线或更换为全向天线覆盖这段区域。

2.2 区间直放站机房建议

隧道外直放站机房的设置目的以防盗为主，防雨雪和防尘为辅。但温福线地处中国南方，夏季气温较高，由于目前机房面积较小，在机房内不配置空调的前提下，排风效果较差，造成机房内温度比室外温度高，甚至达到70℃，远高于标准要求的55℃。因此，建议采用H杆方式安装隧道外直放站。

2.3 漏缆直流阻断器设置建议

漏缆直流阻断器的设置旨在保证人身安全，保护通信设备，对抗大地电位变化、磁感应电流和牵引电力线以及漏缆、天线或与漏缆相连的电缆短路造成的负面影响。建议将直流阻断器放置于两直放站间漏缆500 m的位置，以达到隔断直流作用。

3 其他问题的说明

3.1 核心网费用问题

由于核心网是全路GSM-R网络共享的核心基础设备，其建设模式为统一规划、分步实施。核心网一次性建设的特点，造成后续客运专线线路接入核心网时，核心网设备供货商提供联调联试服务时产生的费用无法解决。

3.2 设备扩容或利旧问题

集成实施过程中设备利旧或扩容问题，建议详细调查既有设备型号规格、扩容板卡类型和配线规格等是否符合本工程要求，以免有误而影响后期联调联试，直接影响工程建设工期。