大准铁路点岱沟至二道河段无线通信弱场补强方案研究

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摘 要 铁路无线通信是铁路通信网络的重要组成部分，应用于专用通信领域，主要包括列车无线调度通信（无线列调）、站场无线通信、集群移动通信和应急通信系统。本文通过分析大准铁路公司目前无线列调系统现状和无线通信弱场补强的必要性，并通信方式构成、解决区间弱场、网络管理等方面提出大准铁路点岱沟至二道河段无线通信弱场补强方案。
关键词 400 MHz；弱场补强；无线列调
中图分类号：U291 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）18-0047-02
铁路无线通信系统作为铁路运输生产指挥调度系统的传输通道，在保证运输生产安全、提升运输生产效率方面发挥了非常重要的作用。目前大准铁路增二线建设正在逐步推进，建设中的巴准线、准池线都将以400 MHz无线列调系统为基础进行无线通信，及时对大准铁路进行400 MHz弱场补强，是保证三条铁路无线列调系统、分散自律调度集中系统（CTC）等运行畅通的关键。
1 大准铁路无线列调系统现状
1.1 大准铁路基本概况
神华准能大准铁路是国家“八五”计划重点建设项目-准格尔项目三大主体工程之一，是鄂尔多斯东部地区煤炭外运的主干线，是构成内蒙古中西部地区铁路运输网框架中东西三大通道之一。
大准铁路东起大秦铁路大同东站，向西经由山西省大同市和内蒙古自治区的丰镇市、凉城县、和林格尔县、清水河县，至准格尔旗薛家湾站，正线全长264千米，建设中的巴准线、准池线，分别与大准线点岱沟、外西沟站接轨。2013年大准铁路扩能改造完成后运输能力将突破2亿吨，十二五末将达到3.5亿吨以上。
大准线点二段（点岱沟--二道河）正线长69.719千米，支线21.878千米，联络线7.39千米，共计98.987千米，均为电气化区段。点二段正线地形复杂，大部分地处山区，新线与既有线共有隧道33座，因地形影响，造成区间弱场。
1.2 大准铁路无线列调系统存在的现状
大准铁路于1997年开通400 KHz感应通信制式无线列调系统。2005年，为了满足大运量的需求、加快列车周转效率，大准铁路机车将货物列车直接牵引至太原局大同东站及湖东站。为了与大秦铁路400 MHz无线通信制式相衔接，将无线通信系统升级改造为400 MHz+400 KHz二合一制式，其中400 KHz用于点岱沟至燕庄段，400MHz用于太原局管内，这样就满足了大准线和进入国铁线路以及国铁机车进入大准线的车机联控业务。
2008年，根据综合调度系统无线车次号设备的传输需求，确定采用400 MHz+400 KHz双信道，以光纤直放站方式对大准线各站车机联控区上下行3千米的400 MHz弱场区进行了补强。这样就发挥了两个信道各自的特点，做到优势互补，有效的克服了弱场区，解决了大准线山区特别是隧道中的通信可靠性，同时也减少了投资。截至目前，大准线车站电台、机车电台、列尾装置均采用400 MHz+400 kHz信息传输方式，无线车次号采用400 MHz通信方式。
2 大准铁路点二段弱场补强的必要性分析
随着增二线工程的推进和巴准线、准池线无线通信方式的明确，大准线现有无线通信条件不能完全满足使用要求，须进行弱场补强。
2.1 增二线工程未考虑400 MHz弱场补强工程
大准线增二线点岱沟至二道河段建设初期，400 MHz+400 KHz通信方式可以满足自身使用需求，同时准池线、巴准线调度方式、无线通信制式还未考虑规划设计，因此未在增二线工程中考虑400 MHz弱场补强工程。随着增二线工程的逐步推进，巴准线、准池线调度指挥系统和无线通信方式的明确，大准线现有无线通信条件不能完全满足使用要求。
2.2 调度集中控制系统投用后
CTC（调度集中控制系统）投用后，列车调度员与机车乘务员间无线调度命令信息传输须依靠完整的400 MHz信息通道实现，故须对大准铁路增二线点二段400 MHz弱场进行补强。若不进行弱场补强，大准线与巴准线机车乘务员均不能与列车调度员信息联通。
2.3 增二线建设改变了既有信息通道
大准线增二线建设后，一方面因线路位置的变化，造成点二段部分车站上下行3千米内400 MHz场强不能完全覆盖，覆盖区域出现盲区；另一方面因供电分相的重新设置，造成区间400 KHz信号弱。致使车机联控及无线车次号信息传输不畅，需要重新补强。
2.4 考虑与巴准线、准池线的匹配
巴准-大准-准池通道形成后，巴准线、准池线车机联控通信采用400 MHz的通信方式，若不进行弱场补强，巴准线机车在大准线管内将无法实现车机联控。
3 无线列调系统400 MHz弱场补强方案
根据大准铁路地处山区、隧道较多的实际情况，科学合理地研究大准线弱场补强方案，保证良好的场强覆盖，以提高行车调度的可靠性。
3.1 通信方式
系统采用有线无线相结合的方式，设置调度总机，通过光传输系统及沿线各站数调设备提供的四线音频共线接口，构成有线通道。调度员通过车站设置的有线无线转接分机，控制车站电台以及区间设备，构成调度员、车站值班员、司机之间的“大三角”通信。车站设置车站电台与区间设备，利用空间波构成车站值班员、司机、运转车长的“小三角”通信。
在大准铁路公司调度指挥中心设置调度总机1套，各车站设置车站电台及区间设备，完成调度二台管辖车站的调度通信。点岱沟无线检修所设置主网管设备，薛家湾通信段设置从网管设备，完成列调二台区段的地面设备监测及网络管理。
3.2 区间弱场解决方案
根据大准线地处山区，区间多为隧道群的地理环境，采用区间设备+漏缆+天线方式解决区间弱场问题。通过计算车站电台和区间设备及区间设备和区间设备之间无线场强覆盖值，确定各区间设备的漏泄电缆长度、安装位置，选出区间设备的安放位置。
光纤直放站系统由光近端机、光远端机、光缆构成。车站电台发射时，由光近端机耦合车站电台射频出口的无线信号，通过光纤传送至光远端机，光远端机对信号进行放大后，通过天线或漏泄电缆对弱场区进行覆盖。机车电台发射时，由光远端机接收信号，通过光纤传送到光近端机，经射频耦合至车站电台，从而完成站车通信。（图1车站电台连接光纤直放站示意图）
3.3 网络管理
3.3.1 车站电台的网管
车站电台采用监测总机来实现调度总机、车站电台的监测。网管设备应由系统管理器、监测总机及辅助设备组成。采用自动和手动监测两种监测方式。
系统监测主要功能：
1）调度总机、车站电台具有人工设置参数功能和自检功能，可量化检测主要单元指标，同时能接收系统管理器或监测总机的遥测查询并向系统管理器、监测总机回送检测信息。
2）系统管理器、监测总机具有存储大于30天信息的能力、并具有显示及打印监测结果的功能，与调度总机可共用调度回线，在调度回线空闲时，可采用无线或有线方式完成对调度总机、车站电台参数的定性监测。
3）在自动监测过程中，能自动发出故障告警指示（音声提示和显示）。
3.3.2 光纤直放站网管
直放站网管具有直放站光近端机、光远端机设备的网管、监测和故障报警功能，能够将采集的数据以表格形式全部保存并提供数据备份，报警数据可以独立存放，同时存储数据能够导出数据库另存。传输通道由光传输系统提供1个2 M接口构成，主网管与从网管之间、监测总机与监测分机之间采用专线连接。
3.3.3 网管设置
光纤直放站网管设备及固定电台监测总机设置在点岱沟无线检修所，作为日常维护主用可以对设备进行参数修改。薛家湾通信段的网管设备、监测分机为从属终端，可以进行设备监测，为维护人员提供需要维护的信息。
4 结束语
综上所述，通过对大准线400 MHz弱场补强，能够及时解决巴准线、大准线、准池线三条铁路贯通后的无线列调系统区间弱场问题，实现分散自律调度集中系统（CTC）的运行畅通，提高运输生产效率和安全性，从而为大准线列车的高效运行提供坚实的保障。
参考文献
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