关于胶济线GSM-R 无线通信系统建设的思考

关于胶济线GSM-R 无线通信系统建设的思考
根据铁道部最新发布的《铁路主要技术政策》,铁道部拟计划建设胶济线GSM2R 无线通信系统。

为支持中国铁路加快GSM-R 的发展, 西门子公司曾提出向胶济线赠送部分GSM-R 设备, 铁道部领导对此先后作过批示, 铁道部运输局组织有关单位就系统方案、主要技术要求等进行过多次讨论, 济南铁路局组织项目前期设计工作。

1 GSM-R系统国内外现状
我国铁路现有模拟无线通信系统, 存在单信道、容量小、枢纽地区干扰严重等问题。

随着客运专线建设和既有线提速到200km/ h , CTC 或DMIS等行车指挥系统对无线通信系统提出更高要求, 除要完成大三角通信功能外, 还要传输调度命令等数据信息, 货运列车同时要进行尾部风压信息反馈。

显然现有模拟无线通信系统已经不适应铁路运输发展需要, 应该进行更新改造。

GSM-R 系统作为欧洲标准, 自1992 年开始研究, 到2000 年底功能需求和技术规范标准定案,并经过试验段工程试验验证。

到目前为止, 涉及维护规范、补充要求规范及新的应用标准等仍在研究之中。

欧洲正在考察是否可能利用GPRS 来传输数据, 完成调车作业、旅客信息服务、列车状态监测等信息传输功能。

与ETCS 有关的系统误码率等指标正在进行修改, 具体测试方法也在研究之中。

目前, 在欧洲的德国、瑞典、瑞士各有1 条铁路使用GSM-R 系统, 代替模拟无线通信系统投入商业运营; 同时, 西班牙、意大利等国有多条铁路正在试验利用GSM-R 系统实现ETCS 二级功能, 还没有投入商业运营实例。

在我国, 铁道部运输局正在组织陆续制定相关GSM-R 标准, 有关调度通信设备、终端等相关产品尚处于研制阶段。

大秦线GSM-R 系统工程、青藏线GSM-R 系统试验段工程都在实施过程中。

2 胶济线现状及电气化改造概况
2.1 胶济线通信系统现状
济南至蓝村现有1 条8 芯光电综合缆, 蓝村至青岛为1 条8 芯光缆和1 条同轴电缆, 济南至青岛合建光缆中有铁通公司8 芯光纤, 胶州至黄岛为对称电缆。

既有无线通信系统为450MHz C 制式设备,不具备大三角通信功能, 未设区间中继设备。

2.2 电气化改造工程通信系统设计概况
胶济线电气化改造工程约490km , 包括济南至青岛384.62km , 胶黄线39.56km , 济南至济南西19.5km , 即墨至高密新建4 线46.2km , 设有43 个车站, 计划2005 年6 月底竣工。

电气化改造工程中胶州至黄岛新建光缆线路, 其余区段利用既有光、电缆线路。

改造既有无线通信系统, 增加大三角通信功能, 解决区间弱场问题。

3 GSM-R系统设计方案
济南铁路局报送的胶济线拟建GSM-R 系统设计方案包括: 交换子系统、基站子系统、GPRS 子系统、IN 子系统、网管子系统和用户终端。

移动交换中心设在济南, 沿线车站和区间设有98 处基站, 3 处光纤直放站, 配置车载无线设备203 套,手持终
端1723 套。

全线新设16 芯直埋光缆1 条,并配套建设传输、电源系统和部分房屋。

胶济线设计的GSM-R 系统主要功能包括: 调度通信、专用及维护通信, 同时提供GPRS 数据传输业务, 用以实现调度命令传送、无线车次号校核、列车尾部风压信息反馈、旅客信息服务等功能。

4 对GSM-R系统建设有关问题的考虑
鉴于胶济线为既有线进行电气化改造线路, 并提速到200km/ h , 客、货运量大, 列车运行速度高, 行车指挥采用CTC 系统, 线路地处平原, 同时, 考虑到西门子公司对本线的支持意愿, 因此,在胶济线建设GSM-R 系统, 能够进行平原、繁忙干线、调度集中区段GSM-R 系统主要功能的验证工作。

并且, 通过本项目的实施, 能够为今后GSM-R 系统工程建设积累经验, 为相关标准制定提供科学依据。

4.1 建设方案的建议
胶济线新建GSM-R 系统, 济南新设移动交换中心, 移动交换设备和GPRS 设备容量不仅要满足胶济线近期使用需要, 还应适应远期发展需要。

建议深入研究GPRS 子系统功能和所采用的标准。

IN子系统设置应考虑网络总体规划要求。

基站或光纤直放站的设置, 要进行深入研究, 科学规划, 并应结合国内外相关工程经验进行配置。

全线需要新设1 条光缆, 并且需要配套建设传输、电源系统和部分房屋。

GSM-R 系统主要功能可根据相关标准的不断完善和产品的逐渐成熟, 分步实现。

先期应能完成调度通信、专用及维护通信功能, 同时应能实现调度命令传送、无线车次号校核等数据传输功能, 而列车尾部风压信息反馈、旅客信息服务等业务, 可陆续完成。

考虑到胶济线在路网中所处地位, 为保证行车安全, 提高无线通信系统可靠性, 建议同时改造既有列车无线调度电话系统, 作为备用通信系统, 并解决未配备GSM2R 系统机车长交路兼容问题。

4.2 建设时机
建议胶济线GSM-R 系统建设与电气化改造工程同步实施。

如果GSM2R 系统后续建设, 将会增加部分配套设施改造配合费用。

鉴于GSM-R 系统在欧洲几条铁路替代模拟无线通信系统已投入商业运营, 利用GSM2R 系统实现ETCS 二级功能的多条线路也正在试验、调试,同时, 相关测试标准在研究制定中。

因此, 只有及时掌握欧洲相关标准制定和修订情况, 了解欧洲有关工程建设进展情况, 结合我国铁路行车指挥系统对GSM-R 系统的需求, 通过大秦线、青藏线、胶济线等高原、重载、繁忙干线的不同类型铁路的GSM-R 系统工程建设, 总结经验, 分析确定系统所能实现的功能, 研究基站规划设计方法, 考察调度电话设备、车载设备、列车尾部风压信息反馈等设备性能, 补充、完善相关标准, 探讨该系统运营维护管理体制, 评价其经济和社会效益, 才能积极稳妥地推进我国铁路GSM2R 系统的建设。