趙 晟

（中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司，成都 610031）

1 概述

調(diào)度通信是保證鐵路運輸安全的重要技術(shù)手段，主要由有線調(diào)度通信系統(tǒng)和無線列調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成。隨著國內(nèi)鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，新建/改建鐵路大量采用鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communications-Railway，GSM-R）和新型調(diào)度交換機，以替代傳統(tǒng)無線列調(diào)系統(tǒng)和數(shù)字調(diào)度設(shè)備。截至2020年末，國內(nèi)鐵路運營里程已達14.63萬km，現(xiàn)網(wǎng)中仍有大量無線列調(diào)和傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)度設(shè)備，升級改造需要大量的時間和資金，多種技術(shù)制式將長期并存，給調(diào)度通信設(shè)計帶來新的挑戰(zhàn)。同時，西南山區(qū)獨特的地形地貌導(dǎo)致鐵路選線困難，樞紐特殊區(qū)域內(nèi)新建線與既有線交叉并行，GSM-R網(wǎng)絡(luò)、無線列調(diào)系統(tǒng)、傳統(tǒng)數(shù)字調(diào)度設(shè)備和新型調(diào)度交換機等多種技術(shù)制式并存，調(diào)度通信需求非常復(fù)雜，常規(guī)設(shè)計方案已不能滿足鐵路運輸調(diào)度指揮的需要，必須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行特殊設(shè)計。

2 工程概況

2.1 東環(huán)線線路概況

重慶樞紐東環(huán)線為國鐵Ⅰ級雙線普速鐵路，由東環(huán)線正線、機場支線和黃茅坪支線3部分組成，全線均位于重慶市主城區(qū)，其線路走向如圖1所示。

圖1 東環(huán)線線路平面圖Fig.1 Track plan of East ring line

2.2 調(diào)度通信系統(tǒng)概況

1）東環(huán)線

新設(shè)有線調(diào)度通信系統(tǒng)，采用CTT4000調(diào)度交換機，納入成都調(diào)度所管轄；新設(shè)GSM-R移動通信系統(tǒng)，在重慶東通信站新設(shè)基站控制器（Base Station Controller，BSC），沿線設(shè)置基站，弱場區(qū)設(shè)置射頻拉遠單元（Radio Remote Unit，RRU）、光纖直放站和漏泄電纜。

2）渝懷線

有線調(diào)度通信系統(tǒng)采用CTT2000數(shù)字調(diào)度設(shè)備，納入成都調(diào)度所管轄；無線通信設(shè)置450 MHz無線列調(diào)系統(tǒng)，各車站設(shè)置車站電臺，弱場區(qū)設(shè)置區(qū)間中繼臺。

2.3 調(diào)度區(qū)劃分

東環(huán)線為樞紐環(huán)線，調(diào)度區(qū)劃分非常復(fù)雜，具體劃分如下。

1）東環(huán)正線、黃茅坪支線、魚嘴（不含）至廟壩（含）納入新設(shè)重慶樞紐列調(diào)四臺管轄；

2）機場支線郭家（含）至重慶北線路所（含）納入既有重慶樞紐列調(diào)一臺管轄；

3）渝懷線重慶北（含）至魚嘴（含）納入既有重慶樞紐列調(diào)三臺管轄；

4）渝懷線廟壩（不含）至秀山（含）納入既有渝懷列調(diào)臺管轄。

3 重慶東站區(qū)域調(diào)度通信設(shè)計方案

3.1 需求分析

東環(huán)線在重慶東站區(qū)域采用客貨分線設(shè)計方案，客車線引入重慶東站，貨車線外繞通過重慶東站，并在重慶東站兩端客貨分線處設(shè)置瓦房子線路所和打鐵埡線路所。為降低工程造價，打鐵埡線路所所在位置不設(shè)房屋，其信號設(shè)備設(shè)置在重慶東站信號樓，采用遠程控制方式。同時，為便于維護管理，瓦房子線路所和打鐵埡線路所車站值班員在重慶東站信號樓集中辦公。重慶東站區(qū)域線路平面如圖2所示。

圖2 重慶東站區(qū)域線路平面圖Fig.2 Regional track plan of Chongqing East Railway Station

東環(huán)線在重慶東站區(qū)域客貨分線后，該區(qū)域內(nèi)車站（線路所）與常規(guī)鐵路的車站（線路所）只有2個相鄰站不同，其站間關(guān)系變得更加復(fù)雜，如圖3所示。

圖3 重慶東站區(qū)域站間關(guān)系示意圖Fig.3 Schematic diagram of the relationship between regional stations of Chongqing East Railway Station

綜合上述情況分析，該區(qū)域的特殊調(diào)度通信需求如下：

1）瓦房子線路所車站值班員正常情況下可遠程指揮，故障情況下可現(xiàn)場指揮；

2）打鐵埡線路所車站值班員可遠程指揮；

3）瓦房子線路所和打鐵埡線路所3個方向的站間行車電話可正常使用；

4）列車司機可通過13X0短號碼呼叫與之對應(yīng)的車站值班員。

3.2 設(shè)計方案

1）在瓦房子線路所通信機械室設(shè)置調(diào)度交換機1套，在其控制臺室設(shè)置備用車站值班臺，滿足故障情況下現(xiàn)場指揮的作業(yè)需求；在重慶東站控制臺室設(shè)置主用車站值班臺，通過2 Mbit/s通道遠程接入瓦房子線路所調(diào)度交換機，滿足正常情況下遠程指揮的作業(yè)需求。

2）打鐵埡線路所為遠程控制線路所，在其邏輯位置無法設(shè)置調(diào)度交換機。為節(jié)省工程投資，將打鐵埡線路所車站值班臺設(shè)置于重慶東站控制臺室，就近接入重慶東站調(diào)度交換機，滿足其車站值班員遠程指揮的作業(yè)需求。

3）重慶東站區(qū)域均屬于重慶樞紐列調(diào)四臺管轄，該區(qū)段所有調(diào)度交換機可組成1個數(shù)字調(diào)度環(huán)，以滿足瓦房子線路所和打鐵埡線路所3個方向的站間行車電話正常使用。該區(qū)段有線調(diào)度通信系統(tǒng)組網(wǎng)如圖4所示。

4）根據(jù)短號碼呼叫技術(shù)原理，GSM-R網(wǎng)絡(luò)根據(jù)被叫用戶短號碼和主叫用戶所處位置的全球小區(qū)識別碼（Cell Global Identification，CGI）確定與之對應(yīng)的固定臺綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（Integrated Services Digital Network，ISDN）號碼，并對該ISDN號碼發(fā)起呼叫。為確保正確呼叫車站值班員，必須保證主叫用戶所處位置的CGI對應(yīng)唯一的車站值班臺ISDN號碼。東環(huán)線重慶東站與打鐵埡線路所的站間距約為2 km，且線路所上下行方向都有短隧道，做異小區(qū)設(shè)計非常困難。經(jīng)過反復(fù)分析和計算，將打鐵埡線路所基站移至朱家灣隧道入口，使切換區(qū)長度增加約200 m，基本滿足切換距離要求；同時調(diào)整基站天線掛高和俯仰角，實現(xiàn)重慶東站與打鐵埡線路所的異小區(qū)覆蓋，從而滿足列車司機在重慶東站區(qū)域通過13X0短號碼呼叫相應(yīng)車站值班員的作業(yè)需求。重慶東站區(qū)域GSM-R網(wǎng)絡(luò)小區(qū)分布如圖5所示。

圖4 重慶東站區(qū)域有線調(diào)度通信系統(tǒng)組網(wǎng)示意圖Fig.4 Schematic diagram of the networking of the regional wired dispatching communication system of Chongqing East Railway Station

圖5 重慶東站區(qū)域GSM-R網(wǎng)絡(luò)小區(qū)分布示意圖Fig.5 Schematic diagram of regional GSM-R network cell distribution of Chongqing East Railway Station

4 廟壩站區(qū)域調(diào)度通信設(shè)計方案

4.1 需求分析

東環(huán)線正線與既有渝懷線在魚嘴-洛磧區(qū)間相交，在兩線交匯處新設(shè)廟壩線路所。同時，從東環(huán)線正線新建聯(lián)絡(luò)線與渝懷線互聯(lián)，并新設(shè)皂角樹線路所和果園港線路所。皂角樹線路所為東環(huán)線線路所，果園港線路所和廟壩線路所為渝懷線和東環(huán)線共用線路所。為降低工程造價，便于維護管理，3個線路所合設(shè)于廟壩線路所所在位置，命名為廟壩站。皂角樹線路所和果園港線路所所在位置均不設(shè)房屋，其信號設(shè)備集中設(shè)置在廟壩站信號樓，采用遠程控制方式。同時，為便于維護管理，皂角樹線路所和果園港線路所車站值班員在廟壩站信號樓集中辦公。廟壩站區(qū)域線路平面如圖6所示。

由于廟壩站區(qū)域涉及既有渝懷線正線、東環(huán)線正線和新建聯(lián)絡(luò)線，新設(shè)廟壩線路所、皂角樹線路所和果園港線路所，故該區(qū)域內(nèi)每個車站（線路所）均有多個相鄰車站（線路所），其站間關(guān)系異常復(fù)雜，如圖7所示。

綜合上述情況分析，該區(qū)域的特殊調(diào)度通信需求如下。

1）皂角樹線路所和果園港線路所車站值班員可遠程指揮；

2）廟壩線路所為重慶樞紐列調(diào)四臺和渝懷列調(diào)臺的調(diào)度分界站，果園港線路所為重慶樞紐列調(diào)四臺和重慶樞紐列調(diào)三臺的調(diào)度分界站，調(diào)度分界站可由兩個列車調(diào)度員指揮；

圖6 廟壩站區(qū)域線路平面圖Fig.6 Regional track plan of Miaoba Railway Station

圖7 廟壩站區(qū)域站間關(guān)系示意圖Fig.7 Schematic diagram of the relationship between regional stations of Miaoba Railway Station

3）果園港線路所和皂角樹線路所3個方向的站間行車電話以及廟壩線路所4個方向的站間行車電話可正常使用；

4）渝懷線魚嘴-洛磧段區(qū)間電話可正常使用；

5）在廟壩站區(qū)域內(nèi)無線列調(diào)功能可正常使用；

6）列車司機在東環(huán)正線和聯(lián)絡(luò)線區(qū)段可通過13X0短號碼呼叫與之對應(yīng)的車站值班員。

4.2 設(shè)計方案

1）皂角樹線路所為東環(huán)線線路所，果園港線路所和廟壩線路所為渝懷線和東環(huán)線共用線路所，3個線路所合設(shè)為廟壩站后，廟壩線路所為本地控制線路所，皂角樹線路所和果園港線路所均變?yōu)檫h程控制線路所。東環(huán)線在廟壩站新設(shè)CTT4000調(diào)度交換機1套，渝懷線在廟壩新設(shè)CTT2000數(shù)字調(diào)度設(shè)備1套，分別納入東環(huán)線和渝懷線數(shù)字調(diào)度環(huán)。為節(jié)省工程投資，將東環(huán)線皂角樹線路所、果園港線路所和廟壩線路所車站值班臺接入廟壩站CTT4000調(diào)度交換機；將渝懷線果園港線路所和廟壩線路所車站值班臺接入廟壩站CTT2000數(shù)字調(diào)度設(shè)備，滿足各遠程控制線路所車站值班員遠程指揮的作業(yè)需求。同時，本方案也可滿足列車調(diào)度員對調(diào)度分界站的指揮需求。

2）果園港線路所與魚嘴、廟壩線路所的站間行車電話通過渝懷線有線調(diào)度通信系統(tǒng)實現(xiàn)，與皂角樹線路所的站間行車電話通過東環(huán)線有線調(diào)度通信系統(tǒng)實現(xiàn)；皂角樹線路所與東港、果園港線路所、廟壩線路所的站間行車電話均通過東環(huán)線有線調(diào)度通信系統(tǒng)實現(xiàn)；廟壩線路所與果園港線路所、洛磧的站間行車電話通過渝懷線有線調(diào)度通信系統(tǒng)實現(xiàn)，與皂角樹線路所、龍盛的站間行車電話通過東環(huán)線有線調(diào)度通信系統(tǒng)實現(xiàn)。

3）在既有渝懷線魚嘴-洛磧區(qū)間新設(shè)果園港線路所和廟壩線路所后，將原來的一個區(qū)間在邏輯上劃分為3個區(qū)間，即魚嘴-果園港線路所、果園港線路所-廟壩線路所、廟壩線路所-洛磧。根據(jù)區(qū)間電話的通信原理，使用區(qū)間電話呼叫下行車站值班員時，是由上行車站的調(diào)度交換機通過2 M時隙傳至下行車站的調(diào)度交換機，然后傳至下行車站的車站值班臺。魚嘴是果園港線路所的上行車站，使用區(qū)間電話可正常呼叫魚嘴和果園港線路所，但需要在果園港線路所邏輯位置處將區(qū)間電話的電纜芯線斷開，以確保區(qū)間電話的正確呼叫；同時，將廟壩線路所由果園港線路所的下行車站改為上行車站，以確保果園港線路所-廟壩線路所區(qū)間電話的正常使用。

4）東環(huán)線正線和聯(lián)絡(luò)線均新設(shè)GSM-R網(wǎng)絡(luò)，在果園港線路所邏輯位置和廟壩站設(shè)置分布式基站，在皂角樹線路所和其他弱場區(qū)設(shè)置RRU。該區(qū)域可通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)無線列調(diào)功能的正常使用。

渝懷線設(shè)置450 MHz無線列調(diào)系統(tǒng)，各車站設(shè)置車站電臺，弱場區(qū)設(shè)置區(qū)間中繼臺。在既有渝懷線魚嘴-洛磧區(qū)間新設(shè)果園港線路所和廟壩線路所后，將原來的一個區(qū)間在邏輯上劃分為3個區(qū)間。為確保渝懷線無線列調(diào)系統(tǒng)的正常使用，需對既有組網(wǎng)方案進行調(diào)整，在果園港線路所和廟壩線路所新設(shè)車站電臺，并調(diào)整區(qū)間中繼臺的歸屬關(guān)系。由于果園港線路所為遠程控制線路所，只能將車站電臺設(shè)置在其邏輯位置處的分布式基站機房內(nèi)；同時將其控制盒設(shè)置在廟壩站控制臺室，通過2 Mbit/s通道遠程接入車站電臺。該區(qū)域可通過450 MHz無線列調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)無線列調(diào)功能的正常使用。

5）由于廟壩線路所、皂角樹線路所和果園港線路所三角區(qū)域線路和地形情況非常復(fù)雜，為確保GSM-R網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，皂角樹線路所和果園港線路所需按共小區(qū)方案設(shè)計。廟壩站區(qū)域GSM-R網(wǎng)絡(luò)小區(qū)分布如圖8所示。

從前述可知，在東港站、廟壩線路所和龍盛站對應(yīng)的小區(qū)1、3、4范圍內(nèi)，列車司機可通過13X0短號碼呼叫與之對應(yīng)的車站值班員；在果園港線路所和皂角樹線路所對應(yīng)的小區(qū)2范圍內(nèi)，列車司機不能通過13X0短號碼呼叫相應(yīng)車站值班員，可通過ISDN號碼呼叫相應(yīng)車站值班員。

5 結(jié)語

圖8 廟壩站區(qū)域GSM-R網(wǎng)絡(luò)小區(qū)分布示意圖Fig.8 Schematic diagram of regional GSM-R network cell distribution of Miaoba Railway Station

重慶樞紐東環(huán)線特殊區(qū)域調(diào)度通信需求主要包括車站值班員遠程指揮/現(xiàn)場指揮、多方向站間行車電話、13X0短號碼呼叫、調(diào)度分界站的多人調(diào)度指揮、遠程控制線路所區(qū)間電話和無線列調(diào)實現(xiàn)等方面。在設(shè)計時根據(jù)現(xiàn)場實際情況，通過調(diào)度交換機分設(shè)/合設(shè)、車站值班臺遠程/本地接入、GSM-R小區(qū)統(tǒng)籌規(guī)劃、調(diào)整區(qū)間電話上下行車站和無線列調(diào)系統(tǒng)組網(wǎng)等技術(shù)方案，較好的滿足各種需求，對后續(xù)項目的建設(shè)具有重要的參考意義。