既有鐵路通信設備更新改造施工方案探討

齊占宏

(中交鐵道設計研究總院有限公司，北京 100088)

1 概述

隨著鐵路飛速發展，鐵路通信設備也在不斷更新換代，部分既有鐵路的通信設備服役時間較長，普遍存在設備老化，備品備件缺失、停產等問題，已經無法滿足現階段鐵路運營維護的需求，因此對既有鐵路通信設備的更新改造勢在必行。

蘭新鐵路，東起甘肅省蘭州市，西至新疆維吾爾自治區阿拉山口市，全長2 423 km，是中華人民共和國成立后修建的最長鐵路干線，是構成中國西北地區鐵路網絡的重要組成部分。該線對開發西北地區的物產資源，發展經濟，加強民族團結以及鞏固國防，都有重要作用。所以，如何減少更新改造對蘭新鐵路運輸的影響，施工方案的選擇尤為重要。

2 工程概況

本次蘭新鐵路通信設備更新改造的范圍是蘭州至張掖，線路正線長547 km，共涉及39 個站點。新增同步數字系列（SDH）10 G 傳輸設備10臺，SDH2.5G 傳輸設備39 臺，光纖線路終端設備（OLT）4 臺，光網絡單元（ONU）32 臺，光纖配線架6 臺，各類配線柜70 臺，列頭柜8 臺，48 V/1 500 A 高頻開關電源柜3 臺，48 V/300 A 高頻開關電源柜30 臺，2 000 AH/2 V 閥控式鉛酸蓄電池6 組，200 AH/12 V 閥控式鉛酸蓄電池64 組，電源及環境監控系統中心設備3 套，電源及環境監控現場設備32 套，數據網匯聚路由器4 臺，數據網大站路由器18 套，數據網小站路由器48 套。

新設備安裝完成后，需將既有設備上的在用業務倒接至新設備，如電源倒接、傳輸系統承載的各種業務倒接、接入網系統業務倒接。倒接完成后，拆除既有電源系統和傳輸、接入系統等設備。由此可見，改造設備多、影響范圍廣、施工難度大。

下面以蘭新鐵路比較具有代表性的中間站，永登站通信設備更新改造施工方案為例進行探討。

3 改造方案

3.1 新設備安裝

永登站既有通信機房內設有SDH622 M 傳輸設備1 臺，接入網設備1 臺，高頻開關電源設備1臺，蓄電池2 組，光纖在線監測設備1 臺，數調分系統設備1 臺，車站電臺1 臺，綜合配線柜1 臺。

本次新設SDH10 G 傳輸設備1 臺，SDH2.5 G傳輸設備1 臺，光網絡單元1 臺，綜合配線柜2 臺，48 V/330 A 高頻開關電源柜1 臺，200 AH/12 V閥控式鉛酸蓄電池2 組，電源及環境監控現場設備1 套，數據網大站路由器2 臺。

通過現場調查，機房在空間上滿足新設備的安裝需要，可直接進行安裝施工。如果機房空間不滿足要求，則需要考慮先整合既有機房的設備，為新設備安裝提供必要空間。

既有的設備布線方式為下走線，在機柜背側。為避免新設備的配線和既有配線在空間上的沖突，本次采取上下走線相結合的方式，2 M 線、尾纖、網線均敷設在機柜上方的走線架上。電源線、地線、光纜采取下走線方式，敷設在機柜正面。

3.2 電源倒接

永登站通信機房為兩路外電引入，能夠有效保證電源連續供電不中斷。因此從既有室內配電箱接引兩路電源至新設高頻開關電源，在確認高頻開關電源內部無短路及斷路、機柜接地良好后，開啟新設高頻開關電源，并接入2 組電池組，待正常運行后依次接入新設傳輸設備、光網絡單元、電源及環境監控設備、數據網路由器。

既有通信設備自身為兩路供電，分為主用和備用。在倒接前需要先對既有設備進行電源切換試驗，確保設備兩路電源中的一路斷電后，另一路不受影響繼續給設備供電。試驗無誤后，再將既有設備的電源倒接至新設高頻開關電源，倒接時應先倒接主用電源，確認設備運行正常后，再倒接備用電源，保證設備電源不中斷，業務不受影響。

3.3 系統業務倒接

系統業務倒接是此方案的關鍵點和風險點。

3.3.1 倒接前準備工作

在進行業務倒接前，需要詳細調查各既有設備所承載的業務，與設備管理單位確認業務臺賬，并對業務進行梳理，確定影響范圍。

永登站既有業務為：ONU 的2 M 電路，ONU網管2 M 電路，信息2 M 電路，數調2 M 電路，列車調度指揮系統（TDCS）2 M 電路，信號集中監測2 M 電路，電務視頻監控2 M 電路，公安網2 M 電路和自動電話。

其中屬于營業線施工的業務為：數調2 M 電路、TDCS 的2 M 電路。影響范圍是相鄰兩站之間的數調、TDCS 的正常使用。因為業務一旦中斷就會影響行車，存在較大的風險，需在天窗點內施工。

屬于臨近營業線施工的業務為：ONU 的2 M電路，ONU 網管2 M 電路，信息2 M 電路，信號集中監測2 M 電路，電務視頻監控2 M 電路，公安網2 M 電路和自動電話。影響范圍是本站相關業務的正常使用，不影響行車業務，正常進行倒接即可。

除上述內容外，還需確認各設備情況如下。

1）電源設備：電源設備調試完成，數據正常，各整流模塊轉換正常，纜線布放規范。

2）傳輸設備：新設2.5 G 傳輸設備利用既有2 條光纜的4 芯構成通道保護網。核對纖芯運用及DDF 架、ODF 架標簽、標識正確；傳輸網管數據配置完成，各傳輸網元光功率正常，傳輸保護功能試驗正常；DDF 架到所需割接2 M 電路局端設備的纜線布放完成。

3）電源與環境監控設備：電源與環境監控網管功能正常，各監控網元功能試驗正常。

4）接入網設備：新設接入網網管功能正常，新設OLT 設備接入程控交換機，進行各接入網元臨時下發自動號，進行撥叫試驗，下發2 W/4 W 音頻電路，Z 接口板直通電話進行試驗；ONU 配線模塊至綜合柜纜線布放完成。

5）數調設備：既有數調網管功能正常，環切換試驗正常，調度值班臺、車站值班臺試驗正常，各中間站分系統供電模塊具備，數調分系統配線模塊至綜合柜纜線布放完成。

6）TDCS 設備：通信機械室內新設傳輸設備至信號機械室內業務端口2 M 線纜布放完畢，天窗點內撤除既有通信設備至信號機械室業務線纜，更換為新設傳輸設備至信號機械室新線纜。配合電務部門完成TDCS 設備的調試工作。

7）完成其余各業務的纜線布設工作。

3.3.2 業務倒接方案比選

因為數調業務和TDCS 業務是影響相鄰兩站之間的業務，所以倒接方案有兩種。永登站與相鄰兩站的位置關系如圖1 所示。

圖1 車站位置示意圖Fig.1 Station location diagram

方案一：采取兩站一區間的倒接方式（馬家坪站至永登站區間）。將2 M 電路由舊傳輸設備全部倒接至新開通的SDH2.5 G 設備。每站既有業務鏈路均為雙向鏈路互為保護，天窗點內兩站同一側業務同時開始倒接，即馬家坪對永登方向和永登站對馬家坪方向。待既有用戶設備至新設傳輸2.5 G 設備連接后，由網管進行確認，業務正常后，再拆除倒接完畢這一側的既有電路。如倒接業務出現問題，則恢復初始狀態。同一天窗點內，只倒接兩站同一側業務。

此方案的優點為可靠性高，同一天窗點內只對兩個車站和一個區間進行業務倒接，倒接過程中查找問題簡單。即使倒接不成功，可立刻恢復既有業務，不影響相鄰區間的相關行車業務。缺點是倒接一個車站的業務需要兩個天窗點才能完成，面對站點多，線路長的情況時，逐站進行倒接，整體完成倒接業務的工期較長。

方案二：采用三站兩區間的倒接方式（馬家坪站、永登站、中堡站及區間），將2 M 電路由舊傳輸設備全部倒接至新開通的SDH2.5 G 設備，天窗點內永登對馬家坪方向、永登對中堡方向兩側業務同時開始倒接，既有用戶設備至新設傳輸2.5 G 設備連接后，由網管進行確認。業務正常后，再拆除倒接完畢的兩側既有電路。如倒接業務出現問題，則恢復初始狀態。

此方案的優點為工期時間短，效率高，只需要一個天窗點即可完成一個站的業務倒接。缺點是影響范圍大，安全風險高，因為既有業務缺少雙向鏈路保護，永登站相鄰的兩個區間均受影響。一旦出現倒接不成功的情況，查找問題困難，恢復業務時間長。

在營業線施工中，首先應保證運營安全，既有業務不能中斷，要將安全風險降至最低，故上述兩種方案中選擇第一種方案進行施工。

3.4 既有設備拆除

在各項業務倒接完畢后，確認業務運行狀態良好，即可將既有傳輸設備、接入設備、既有高頻開關電源依次下電，拆除各連接纜線，最后將機柜整體拆除。至此，既有機房更新改造工作完成。

4 結束語

鐵路既有設備更新改造是提高鐵路運輸設備技術水平，保障鐵路運營安全、改善運輸服務品質的重要手段。既有通信設備更新改造不同于新建工程，因為施工過程直接影響鐵路的運營安全，技術要求高，安全風險大，所以保證新設備順利啟用，既有業務順利倒接是整個更新改造工程的關鍵。本文對蘭新鐵路的站點改造方案進行探討，可以為類似工程施工方案的選擇提供參考。