【摘要】贵阳铁路枢纽内正在建设的线路有白云至龙里联络线、长昆线、贵开线、渝黔线、成贵线、贵广线等，这些铁路现衔接川黔、贵昆、湘黔、黔桂、贵阳市内的重大铁路干线及枢纽，是路网的重要交汇点。贵阳枢纽内在建项目无线通信均采用GSM-R系统，为保证枢纽内列车安全运行，需对枢纽内GSM-R系统进行规划。
【关键词】枢纽规划；漏泄同轴电缆；并行区段
一、序论
贵阳枢纽内是中国铁路的重要枢纽之一，是路网主骨架“八纵八横”中的“包柳”、“沪昆”通道的重要交汇点。目前贵阳枢纽的铁路（含正在建设的）有川黔线、长昆线、贵广线、黔桂线、渝黔线等（如图1所示）。
图1 贵阳枢纽总平面图
图2 不同地形的路径损耗
说明：从上外下地形分别为：大城市-小城市-丘陵-郊区-农村准开阔地-农村开阔地
GSM-R系统属于专用移动通信的一种，专用于铁路的日常运营管理，是非常有效的调度指挥通信工具。它在GSMPhase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，适用于铁路通信特别是铁路专用调度通信的需要。主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务，是保证铁路列车运行安全的重要基础装备之一。贵阳枢纽内采用GSM-R系统覆盖的线路众多（含白云至龙里联络线、长昆线、贵开线、渝黔线、成贵线、贵广线等），地形复杂，GSM-R频段资源紧张，为保证枢纽内列车安全运行以及后期的维护，需对枢纽内GSM-R网络进行规划。
枢纽内GSM-R网络规划主要包括以下几个内容：
1.枢纽内基站控制器（BSC）的规划。
2.枢纽内场强的覆盖。
3.频率的规划。
二、枢纽内BSC的规划
贵阳枢纽是众多线路的交汇点，是铁路网的重要枢纽。枢纽内线路情况复杂，并线区段比较多，考虑到同一基站控制器（BSC）内切换优于不同BSC之间的切换，同时目前GSM-R系统的厂家众多，为了便于设备维护、网络优化和枢纽内其他线路基站的接入，本文建议整个枢纽采用同一厂家的基站控制器（BSC）。
目前整个GSM-R系统的核心网和基站子系统基站侧均有异地容灾方案，但基站控制器尚未有异地容灾方案。假如在单BSC的情况下，当BSC需要扩容和维护时，实施起来不方便，会影响整个枢纽内列车的运行。本文建议在枢纽内考虑设置双套基站控制器BSC，实现BSC之间1+1冗余热备，这样单套BSC/PCU设备故障下，不影响整个枢纽内GSM-R网络正常运行。
三、枢纽内场强的覆盖
1.空旷区传播模型
目前，在800～900频段，传播模型一般采用Okumura-Hata模型。
在城区Hata模型的中值路径损耗的公式为：
图2为用技术机软件模拟的路径损耗随MS离基站距离变化而变化的图，模拟的条件：GSM-R的频率为900MHz，基站天线高度为40m，移动台高度为4m。
从图中，可以看出当路径损耗相同时，路径损耗从大到小为：大城市路-中小城市-丘陵-郊区-农村准开阔地-农村开阔地。
2.隧道内的覆盖
隧道内采用光纤直放站结合漏泄同轴电缆的方式解决弱场区覆盖问题。采用漏缆同轴电缆的优势在于：A、能保证隧道内信号的均匀分布，特别是隧道半径较大时；B、列车在高速运行时，漏缆的架设比天线的架设更安全、可靠。C、在隧道洞口较小的情况下，可以避免列车进出洞时信号的阻塞效应。
漏缆覆盖距离公式为：D=（Po-Lc-Lp-Fwidth-Pr）*100m/Lt，根据总公司规范，选择合适参数，对漏缆覆盖长度进行计算，如表1所示。
根据上面计算结果和工程投资，隧道内漏泄同轴电缆建议采用1-5/8”射频同轴电缆。
3.并线区段的设计
由于枢纽内并行区段较多，例如贵阳东车站附近，前后两个方向，均为5条线路并线（既有隧道，又有空旷区域），在这种并线段为避免不同基站间的频繁切换和干扰，保证话音质量和数据传输安全，特别是列控数据，建议在并行区段的空旷区采用同一基站的信号，不同基站的切换选取在隧道内。
4.空旷区交叉线路的覆盖
枢纽内线路较多，有些线路在空旷区十字交叉，例如在贵阳东-贵阳北-白龙这个三角区内，东北环与渝黔线在空旷区存十字交叉，假如在此区域采用不同基站信号覆盖会出现如下问题：A、不同基站信号的频繁切换；B、由于铁路频率资源有限，可能出现同频干扰；C、机车无法实现基于位置呼叫这个功能。
所以，建议这种区域的覆盖，均采用同一基站的信号来覆盖。
四、频率的规划
GSM-R系统采用铁道部规定使用频带内的19个频道，所以频率资源有限，需要对枢纽各种基站类型的容量进行估算。
话务量预测基于以下原则：
采用Erlang-B公式计算，无线呼损率≤0.5%；以GSM-R用户忙时话务量为基础，各类用户忙时话务量按《铁路GSM-R数字移动通信系统工程设计暂行规定》的规定取值；无线车次号校核、调度命令等非安全信息基于GPRS，共享信道。按列车追踪间隔3分钟、列车时速200km/h计算。以一个基站覆盖6km的铁路线为其服务区域。
根据以上原则，对枢纽内各基站覆盖范围内话务量预测如表2所示。
根据预测计算，区间基站配置为2载频；乘降所、无列控业务的中间站配置为2载；有列控业务的中间站基站配置为3载频；其中龙洞堡机场站由于考虑站房覆盖，基站配置为3载频；白云站、龙里北为枢纽尽头站，引入线较多（如贵广、成贵、西南环线等），基站配置也为3载频。
贵开线贵阳东（不含）至开阳区间的车站基站，远离枢纽内各线，不会对其他各线造成频率干扰，且容易进行频率配置，考虑以后车站的远期规划和载频冗余，采用3载频。
五、结束语
为保证贵阳枢纽的行车安全和以后新建线路的接入，前期对整个枢纽的GSM-R网络规划是必要的，这样保证枢纽内GSM-R系统的统一性和完整性，避免贵阳枢纽内GSM-R系统建设的重复和遗漏。
参考文献
[1]张威.GSM网络优化——原理与工程[M].北京：人民邮电出版社，2003.
[2]吴浠桥等.GSM-R系统的无线覆盖理论分析[J].铁道工程学报，2007（12）.
[3]3GPP Technical Specification 45.005，Radio transmission and reception[S].