高速鐵路通信施工技術探討

孫海林

摘 要：隨著高速鐵路網的全面建成，鐵路通信的可靠性和安全性要求越來越高。提高安全性主要依賴2個方面：一是提高通信設備自身的安全，多臺設備之間相互備份;二是施工過程中，要增加必要的施工工序和工藝，使設備能夠安全可靠運轉。該文主要分析探討第二個方面，希望能為相關工程施工提供一點參考。

關鍵詞：高速鐵路;通信施工;通信系統

中圖分類號：U285? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

近年來，通信行業發展迅速，華為、中興等一批通信公司在技術研發方面持續的高投入，推動了整個通信領域技術的快速進步，鐵路通信的技術更新速度也在加快。但總體來看，鐵路通信由于可靠性要求高，其技術體系選定比較保守，多采用經過長期考驗的成熟技術，其施工要求也更為嚴格和細致。

1 高速鐵路通信的主要系統

高速鐵路通信系統包括16個子系統：傳輸系統、GSM-R數字移動通信系統、鐵路調度通信系統、數據通信系統、電源設備、電話交換系統、會議電視系統、應急通信系統、數字同步及時間分配系統、綜合網絡管理系統、綜合視頻監控系統、通信設備房屋電源及環境監控系統、通信線路、綜合布線、室內設備和箱式機房、接入網等。其中，鐵路調度通信系統、應急通信系統是鐵路通信為確保行車調度命令通暢所開發的獨有系統。

1.1 傳輸及接入系統

高速鐵路傳輸網一般由骨干層和接入層組成。骨干層多采用鏈式拓撲結構，在調度樓、沿線各主要車站設置STM-64傳輸設備節點，主要為鏈式環提供一層保護，接入層某個節點設備故障后，可以通過骨干層設備迂回，確保其他接入層傳輸設備正常運轉。骨干層主要傳遞和備份重要2M業務通道。骨干層采用雙徑路光纜保護，一條徑路的光纜中斷后，不會影響數據傳輸。接入層一般由STM-4傳輸設備沿鐵路線路逐站設點組環，以滿足沿線的通信傳輸需要。

1.2 GSM-R數字移動通信系統

GSM-R無線系統包括核心網、無線子系統、和手持終端。GSMR無線通信系統參與行車控制，它承載了無線閉塞中心（RBC）與車載設備之間的信息交換數據，從而使RBC生成行車許可，使列車在RBC的管轄范圍內的線路上安全運行。

GSMR系統在沿線設BTS基站設備，采用單網交織冗余覆蓋方案，確保整個系統的安全有效。在空曠區域通過基站鐵塔天線提供高度重疊空間覆蓋，在隧道弱場區采用光纖直放站結合天線/漏纜提供冗余覆蓋。

1.3 鐵路調度通信系統

鐵路調度通信系統是為調度指揮中心、調度所與其所管轄區內有關運輸生產人員之間業務聯系提供通話服務的專用系統。調度通信系統主要由調度交換機、調度臺、值班臺、語音記錄儀、網管設備組成。高鐵的調度通信系統已經與GSM-R無線系統實現互連互通，做到了有線與無線調度一體化。

1.4 數據通信系統

數據通信系統分為核心層、匯聚層、接入層。在大型通信站或調度中心設置核心路由器，核心路由器之間利用光纜連接，通過POS 接口實現互聯。在鐵路沿線節點設置匯聚層路由器或交換機，在沿線車站/調度所設接入層交換機，滿足沿線各個節點的多種業務數據傳輸。

1.5 電源設備

通信電源設備一般分為2種：直流供電和交流供電。一般通信機房多采用高頻開關電源設備提供直流電源，為各系統設備提供-48V直流電，大型中心機房采用直流和交流供電，配備有大型UPS設備。

1.6 電話交換系統

鐵路電話程控交換系統與公網的技術完全相同，利用鐵路專用的程控交換設備實現電話通信，由OLT對各個站點的ONU接入設備進行匯聚和管理，OLT連接到專用的程控交換機，為鐵路沿線提供電話服務。

1.7 應急通信系統

應急通信系統主要滿足高速鐵路事故現場應急通信的需要，為事故現場提供語音、圖像應急指揮通信，遠程組織搶險救援。應急通信系統由現場設備和應急中心設備構成。應急指揮中心設置接入設備，沿線配置現場事故搶險設備，如野戰光纜、電話機、攝像頭等。應急現場的語音、圖像等信息通過有線或無線方式傳送到區間通信機房，再通過提前設置好的傳輸電路通道傳送到應急指揮中心，以滿足應急中心遠程指揮需求。

1.8 其他系統

其他系統與移動、聯通等公網的技術類似，這里就不做一一介紹。

2 高速鐵路通信關鍵施工技術及工藝

高速鐵路與普通鐵路通信施工有所區別，其集成度更高，沿線的線路由站前土建單位預制，包括敷設光電纜的溝槽、過軌預埋管、人（手）井、橋下引入等。因此，高速鐵路通信的施工關鍵主要在于：與站前單位的接口檢查、基站位置確定、鐵塔施工、漏纜施工、光纜線路施工。

2.1 與站前單位的接口對接工作

通信工程在上場后，首先需要對現場進行踏勘，重點記錄土建預留預埋部分以及現場具備施工的區段情況，特別是對路基、橋梁、隧道、信號中繼站、基站、直放站、電牽所亭的里程點、線路長度等信息進行核驗，檢查記錄光電纜槽道預制情況，以便光電纜配盤。需查驗線路過軌處預埋管、橋上引下的位置及數量，隧道內設備洞室預制情況，隧道口處和區間視頻監控點處的綜合接地設置情況，人（手）孔質量情況，看是否滿足設計及施工的要求。如不滿足要求的，需及時與監理、站前單位進行溝通，并在工程進行過程中多次對接檢查，以免影響后續施工。

2.2 基站位置核驗

基站位置核驗工作需設計院多位設計共同參與完成，需要結合場強測試結果，按照無線網絡規劃，確定沿線組網的各基站和直放站大致位置，由線路設計確定征地紅線，由地質設計測量判斷地質情況，是否可以承載基站房屋及鐵塔重量。基站及直放站盡量選在無水患、無山體滑坡、地下管線較少、無高壓線的位置，并且最好能選在交通便利，可以運輸鐵塔、電力變壓器的地方。鐵塔附近不應有高大建筑物或山體遮擋，以免影響信號覆蓋。

2.3 鐵塔施工

鐵塔施工屬于高空作業，需要特別注意施工安全。鐵塔抵達現場后立即進行分節安裝，合理安放、防止發生碰撞過大變形或損壞，鋼構件存放場地應平整，塔件按類型和安裝次序分區存放，支點應穩固，防止下劃。鐵塔組立時，每節先安裝塔體中柱（中柱重量輕，可不用特殊工具直接安裝）。利用中柱，安裝爬桿和滑輪，依次安裝塔柱及斜撐、平撐、連接撐等。等安裝好每段后，提升拔桿至邊柱，安裝上一層的中柱，以此類推。

2.4 漏纜施工

根據定測結果及設計圖紙對漏纜進行配盤，不同隧道內漏纜不應配在同一個盤上。配盤表完成后發給供貨方，可根據施工安排提前編好供貨次序，特別是隧道吊夾等零配件，以免影響現場施工。

漏纜施工時，根據現場情況加工制作隧道施工專用作業車。如果施工時隧道內未上砟鋪軌，則作業梯車底部應加工成可在地面移動的四輪底盤，如隧道內已經鋪軌，則梯車底部應加工成可卡在軌道上移動的火車輪軌的式樣。作業車高度需提前設計完善，作業平臺需適合漏纜施工。施工時，作業人員站在平臺上進行夾具安裝，下面需有2人扶持固定，并推動前進，發電機及材料可放在梯車一同移動。

隧道漏纜的掛設高度一般與列車平齊，離軌面4.5m，同時為保證安全，漏纜與接觸網回流線和PW線的距離應不小于0.5 m，與牽引供電設備帶電部分的距離不小于2 m。在此范圍之內，要求從視覺上架掛平直。作業人員站在平臺上，在隧道壁做標記，保證后續夾具安裝的高度一致，漏纜平直美觀。既有線隧道內作業時，需要設置安全防護，保證作業人員的人身安全。

進行漏纜架掛時，應注意人員間隔，以免漏纜在地面摩擦造成破皮。作業平臺上的人員需配合固定漏纜，先在隧道洞口固定3 m～5 m，每隔200 m～300 m用緊線機拉緊一次，使漏纜垂度達到要求，然后將中間未固定的吊夾依次固定。固定時，需要特別注意漏纜的方向性，將漏泄信號面朝向線路方向，確保信號的穩定和有效。

隧道漏纜做固定接頭安裝時，需測試其通斷絕緣特性，確保電氣連接無故障。

2.5 光電纜線路施工

高速鐵路的光電纜施工不需要挖溝，只需要進行敷設即可。光電纜敷設時，應注意纜盤上標注的端別，保證全線的端別朝向一致。敷設時，應按前期光電纜的配盤順序施工，以確保接頭位置在定測好的里程點，便于后期維護。人工抬放光電纜時，抬放人員需保持一定距離，間隔不能過大，以免出現光電纜在地上擦破外皮的情況出現。敷設過程中嚴禁扭曲光電纜，以免出現大衰耗點;光電纜穿過防護管時，應在鋼管口放防護軟管或做喇叭口，避免鋼管口割破光電纜的外護套;光纜和電纜敷設在同一槽道時，應先進行電纜敷設，后進行光纜敷設，槽道內不應出現重疊交叉和扭絞。敷設時應注意光電纜的余留，橋上或隧道預留時應采取槽道內“S”彎的形式，同時注意敷設過程中的彎曲半徑，避免光纜芯線受損。

3 高速鐵路通信施工未來發展趨勢

未來，高速鐵路通信將伴隨著車地移動通信的承載需求，必然更加緊密地與高速列車控制和列車調度相結合，對通信系統的傳輸性能、可靠性和安全性等諸多方面帶來挑戰，通信施工特別是運營既有線的技術改造施工逐漸向模塊化、預制化、快速化發展。同時，結合乘客們乘坐時的通信和網絡需求，提升旅客網絡服務質量，部分設施必然要與公網融合共用，從而實現高速移動時的無線上網能力。這些新的需求，也將推動我們不斷開發新的工藝、新的模具，從而保持高速鐵路通信施工成套技術的先進地位。

參考文獻

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