優化寧啟鐵路通信業務的思考

李 軍 上海鐵路局上海通信段

優化寧啟鐵路通信業務的思考

李 軍 上海鐵路局上海通信段

寧啟鐵路為客貨共線鐵路，既運行200 km/h動車組、又運行普通客車和貨物列車，通信業務需求類型多樣，接口雜亂，而其通信系統是在既有通信網絡上逐步改造完成，通信設備及線路的基礎較差，部分業務開通時受通信系統實際條件的限制，采用非最優方案開通。通過對部分業務、網絡的組成分析，結合當前通信資源條件，提出優化完善建議，更好地保障運輸生產安全。

CTC；綜合接入；優化；安全

1 寧啟鐵路及通信系統概述

寧啟鐵路位于江蘇省中部，全長268.3 km，為客貨共線鐵路，最高線路允許速度200 km/h，按照高速鐵路模式管理。全線共有浦口北、殷莊、六合、儀征、揚州、揚州東、江都、泰州西、泰州、姜堰、南莫、海安縣、如皋、白蒲、南通15處車站,另有40個通信基站、2個信號中繼站和2個信號設備房，6座牽引變電所，5座分區所及海安開閉所。全線采用雙線自動閉塞，列車運行控制系統采用CTCS-2級列控系統，行車指揮采用CTC調度集中設備，通信采用GSM-R無線通信系統。

寧啟復線電化通信系統在既有寧啟單線通信網絡上改造完成，但在改造過程中通信設備及線路的基礎較差，部分光纜、電纜線路及傳輸、接入等設備為利舊使用，存在諸多安全隱患。

全線通信系統由上海通信段海安通信車間負責維護，車間在南通、海安縣、泰州、揚州、六合設立維護通信工區。如何提高對通信故障的響應速度，做好快速有效的處置，保證各類業務系統安全運用，需要寧啟鐵路通信專業維護人員認真思考。

2 寧啟鐵路業務現狀

2.1 應用系統多

由于寧啟鐵路運行200 km/h動車組，普通客車、貨車、動車混跑運營模式，客貨共線鐵路與一般高速鐵路或普速鐵路相比，業務需求類型更多，不同列車運行相應需要的保障措施必須實現，所以該線基本匯聚了當前高速鐵路和普速鐵路所需的各類通信業務類型。全線新增安全數據網、CTC、防災及異物侵線、GSM-R、軌道衡、TVDS、電力遠動等業務類型，既有業務還包含數調（FAS）、微機監測、紅外線等直接關聯行車的業務種類，出現非正常情況概率更高。

2.2 業務接口雜

不同的業務，不同的設備、不同的廠家，通信標準要求眾多，對通道的需求不同造成通信需要提供不同的業務接口類型。目前寧啟鐵路各類業務接口涵蓋了當前鐵路專用網中GE口、FE光口、FE電口、E1-L9接口、E1-BNC接口、V.35接口,二/四線音頻、RJ45、RJ11等多種業務接口，各業務端口并存的現狀為現場應急處置帶來困難。

2.3 組網結構亂

目前的寧啟鐵路通信系統是在既有寧啟單線非電氣化鐵路運行條件的通信系統改造完成，隨著復線開通、電氣化開通、運行速度提高和運行動車組的需要，業務需求各不相同，受通信當時實際條件的限制，經常采用臨時過渡方案開通，然后對通信系統進行補強和不斷完善，但沒有及時進行優化，接入網絡設備因接口問題運行在非最佳組網方案的情況，也給維修工作帶來困難和被動。

2.4 接入場點散

寧啟鐵路在海安縣、南通站等地辦理貨運業務，在南通、揚州、江都等7個車站辦理客運業務，在泰州、六合等站建立綜合維修保養點，以及沿線網工區、紅外機房、供電所、開閉所、派出所、列檢房等場點通常分布在以火車站為中心(1～5)km不等的范圍內。如何為以上處所提供通信服務并保障安全運用，也是困擾維修工作的難題。

3 問題分析及對策

目前全線傳輸系統新設傳輸89套，其中STM-16 ADM設備7套，STM-4 ADM設備69套，利舊傳輸STM-1 ADM設備13套，接入網OLT設備2套、ONU設備27套，其中新設17套、利舊ONU設備10套，各單點業務通過傳輸設備后經由部分光、電協轉、同軸纜線、協議轉換器等實現，紅外通道采用綜合接入設備實現接入傳輸網絡方式完成。

3.1 通過組網優化，提高CTC重要行車業務的安全性

寧啟線CTC組網通道在開通時，由于傳輸設備未配置光以太網板，自通信機房傳輸設備至信號機房設備間采用圖1方式組成，分析該組網，存在以下安全隱患。

圖1 寧啟線CTC組網通道在開通時的組網方式

（1）光電協轉無網管監控，出現故障時不能及時發現，造成單方向通道運行，再另一方向光電協轉出現故障時，會造成全站CTC中斷，影響行車。特別是放置在信號機房的協轉出現故障時，因為不能無計劃進入信號機房，無法通過現場日常巡檢發現問題。

（2）光電協轉設備用電安全存在隱患，在通信機房采取直流供電相對穩定，但在信號機房由信號部門提供交流PDA插座上，不能做到安全可靠。

（3）電路跳接點多，任意一處連接點不良或連接松動，均會造成通道故障。

傳輸設備在經過升級改造后，CTC業務目前已經具備直接采用光纖直連方式接入傳輸設備，建議改變接入設備端口后，對通道組成按圖2進行優化，提高網絡安全性，減少障礙發生。

圖2 傳輸設備在經過升級改造后的組網方式

調整后具有如下優點：

（1）通道節點少，且節點無有源設備，不需要考慮供電問題。

（2）減少同軸纜線的使用，克服外界強電磁干擾。

（3）單站上下行方向通道分散在不同徑路的兩條光纜上，安全穩定。

（4）發生外界光纜/光纖障礙時，通過傳輸網管能及時發現，可及時組織克服。

3.2 借助綜合接入設備，優化既有組網結構，解決終端設備接入多，接入通道無保護，接入場點分散、業務接口雜亂的問題

寧啟線新設綜合接入設備一套，主要為沿線提供紅外探測點設備提供信息上傳通道，基于傳輸2M組網，并在海安通信樓設立網管設備一套。

經查閱綜合接入設備招標時技術規格書和產品說明書，該設備應具備如下功能：

（1）支持環型組網方式。支持環網斷纖保護，當線路發生故障時，系統可在50 ms內自動完成主/備通道的切換。

（2）支持AC+DC雙路供電。支持電源盤和主控交叉盤的“1+1”熱備份。

（3）設備交叉能力：96×96VC-4，不僅支持FE、E1、v.35等數據業務，同時還支持2/4線、自動電話、熱線電話等音頻業務，滿足多業務接入的需要。

（4）局端機架 30路光方向，可支持STM-1/4/16連接,E1接口數量200個，語音支持140路。遠端機支持TM/ADM模式，可組環網，提供2路STM-1，支持4E1，4LAN，并支持30路音頻業務。

（5）綜合接入設備網管系統采用DCC組網，可通過網管系統對既有設備運行狀態監控和管理。

因開通時寧啟線既有干線光纜和傳輸設備資源的局限性，未能實現其應有的功能。目前該組網方式為臨時開通，隨著寧啟線后期光纜的補強，建議調整目前組網方式，按既有設計將各站局端設備利用光纖組成環狀網絡，并根據樞紐地區特點在海安、揚州等地區設置遠端機環狀網絡（圖3），根據業務需求，增配相應板件，實現寧啟線各類業務的接入需求，從而解決業務接口雜亂的問題，減少終端modem、協議轉換器、PDH等設備的使用。并可通過網管適時監控設備的運用狀態，及時發現設備存在的問題，利用網管直接進行處置或指導現場組織及時處置，提高故障處置速度，縮短故障延時。

圖3 設置遠端機環狀網絡

該套綜合接入設備在網絡健全后，由于在各站已全部設置局端設備，如單站發生傳輸設備故障（只有一套傳輸設備的車站），也可作為臨時應急設備使用，將CTC、FAS等直接關聯行車安全的重點業務，自動通過臨站接入設備將業務接通，減少應急響應時延，為下一步問題處理贏得時間。以FAS系統為例，按如下方式臨時應急：如傳輸設備發生故障，可在兩站之間按如下方式開通FAS系統使（見圖4）：

①由于車站1傳輸設備故障，“車站1”FAS分機無法通過本站傳輸網絡主通道接入FAS主系統，可利用綜合接入局端設備倒接至“車站2”的綜合接入局端設備后接入臨站傳輸網絡接入FAS系統，恢復“車站1”FAS分系統的使用。

圖4 傳輸設備發生故障時開通FAS系統

②寧啟線FAS應急分機從臨站通過接入網ONU接入，由于車站傳輸設備故障，本站ONU停用，導致FAS應急分機不能使用，也可通過該設備接通接入網電路，恢復應急分機使用。

3.3 加快“光進銅退”，減少電磁干擾，提高服務質量

（1）寧啟鐵路未設置貫通地線，既有通信站、各車站通信機械室等地線均為在既有接地體上進行的特性整治完成達標，各新建車站及區間基站的主地網由機房地網（機房建筑基礎和外圍環形接地裝置）建成。各站通信機房與信號、信息機房地網未連接，不同程度存在不等地的情況，、在利用同軸纜線延伸進行業務接入時，同軸纜線存在兩端不等地的情況，造成通道誤碼，影響正常使用。

（2）寧啟線開通電氣化后，既有地區電纜未能做絕緣節處置，部分區段受電磁干擾，運用質量無法保證，且干擾源無法查找處理。

基于以上情況，必須更多的使用光纖進行終端設備接入，建議：

（1）在海安、揚州、南通等樞紐地區敷設地區光纜，通過綜合接入設備或G-PON設備接入各分散場點的相關業務。

（2）GSM-R開通后，寧啟沿線均有G網覆蓋，部分無人值守機房的臨時應急通話功能可通過G網實現，不建議提供設置自動電話（如紅外探測點），減少電纜的使用，同時也方便檢修，減輕現場維護壓力。

4 結束語

在充分利用現有通信資源的條件下，通過對相關業務接入通道設置的優化、綜合接入網絡的調整和健全，既有通信基礎設施的適當改造，可大大提高通信網絡的安全性，使各項業務接入更為合理，既可以保證各業務的安全穩定運行，又減少了現場維修成本，提高了勞動生產率。

[1]改建鐵路寧啟鐵路復線電氣化改造工程通信設計文件.中鐵上海設計院集團有限公司.

[2]上海鐵路局關于重新公布《上海鐵路局通信信號結合部通道維護管理辦法》的通知（上鐵電〔2015〕392號）.

[3]姚力.通信專業實務-終端與業務.人民郵電出版社.20068.

[4]戴海兵.《通信工程建設與維護手冊》.人民郵電出版社.2013.

[5]《雅企產品手冊及鐵路應用方案》.北京雅企泰利科技有限公司.

責任編輯：許耀元 竇國棟

來稿日期：2016-08-31