摘要:西延铁路采用“光纤直放站+无线直放站+天线的方案”解决无线弱场覆盖设计的成功应用，为今后类似既有线改造工程的建设提供了借鉴。
关键词:无线列调;弱场覆盖;光纤直放站;无线直放站;天线
2005年，为满足西延铁路扩能工程需要，对钟家村至延安北段无线列调通信系统进行了改造。西延铁路全长282公里，车站30个、隧道99座（总长约60余公里），线路曲线半径小，高路堑弯道地段较多，因此，无线弱场补盲工程决定了无线列调工程主要投资。项目实施阶段，原无线弱场设计方案采用互控中继电台补盲，但由于互控中继电台产品不能满足部有关技术发展需求和主流生产厂商设备已停产等因素，最终决定采用“光纤直放站+无线直放站+天线的方案”解决无线列调弱场覆盖。
西延铁路无线弱场解决方案的设计原则是：在铁路沿线既有干线光缆接头附近，约每3公里的间隔，设置光直放远端站和天馈系统，先解决周边无线弱场的覆盖，再根据无线列调信号覆盖情况和无线场强指标，在适当的地点设置无线直放站和天馈系统，以解决剩余地点的无线列调弱场覆盖问题。光纤直放近端站至远端站连接光纤均利用既有干线光缆中的2芯空余光纤，采用总线方式连接。光纤直放近端站采用通信机械室-48V直流电源供电；区间直放站设备供电采用车站通信机械室高压400V直流电源集中远供，远供电源至区间直放站设备供电电缆利用既有干线电缆中的低频线对，采用总线方式连接。方案示意图如下：
无线弱场补盲设备主要由光纤直放站、无线直放站、天馈系统、车站端远供电源和网管接入设备等组成。光纤直放站包含光纤直放近端站（简称近端站）和区间光纤直放远端站（简称远端站）；无线直放站根据无线信号发射功率的大小，又分为无线直放站和无线微直放站。
无线弱场补盲设备的基本工作方式如下：近端站通过馈线耦合接入无线车站电台天馈系统，与车站电台建立通信联系，远端站通过光纤与近端站连接，将光纤侧接收到的信号进行放大，通过本地的天馈系统以无线信号方式发射到空间；同时，远端站将接收到无线信号反向通过光纤传送给近端站。无线直放站利用近端天馈系统就近与相邻车站电台或区间直放站建立通信联系，无线直放站将近端天馈系统接收到的信号进行放大，通过远端天馈系统以无线信号方式发射到空间；同时，无线直放站将远端天馈系统接收到无线信号进行放大，反向经近端天馈系统，通过无线信号方式传送到相邻车站电台或区间直放站。
西延铁路“光纤直放站+无线直放站+天线的方案”与铁路上一般采用无线弱场解决方案相比，具有以下主要特点：
a. 充分利用西延铁路既有资源，大大降低了综合工程造价
区间直放站设备供电均采用车站高压直流电源远供方式解决，充分利用西延线既有干线电缆的闲置低频线对，节省了为解决区间直放站设备供电，新建电力供电系统的工程费用；合理布放光纤直放远端站（约3公里的间隔），充分利用西延铁路干线光缆空余光纤和既有接头，了重新设置大量光缆线路的费用；区间直放站设备均采用了低功耗的小型室外设备，节省了修建设备机房和开凿隧道设备洞室的工程费用。
b. 提高系统可靠性，大大减少了运营维护工作
全线采用天馈系统解决无线信号的辐射和接收，与架设漏泄电缆方式相比，不仅节省了投资，而且避免了日常对漏泄电缆繁重的维护工作；并且，采用的无线弱场补盲设备，技术成熟、先进，系统提供了强大的网管功能，减少了运营维护人员日常巡检工作，从而提升了系统的性能和可靠性。
c. 业务功能强大，满足了无线列调技术发展需求
较互控中继电台方案比较，光纤直放站和无线直放站最明显的优势在于不存在区间的越区切换问题，所以不会对调度命令传输时的数据通信造成影响，满足了今后铁路无线列调系统的业务发展需求。
西延铁路采用“光纤直放站+无线直放站+天线的方案”解决无线弱场覆盖设计的成功应用，为今后类似既有线改造工程的建设提供了借鉴。为此总结设计中取得的一些经验，以供大家参考。
a． 设计中首先利用光纤直放站优点，重点确定光纤直放远端站设置位置，然后布放无线直放站的位置。注意：同一区域内连续级联采用无线直放站解决弱场覆盖时，无线直放站级联数越少为优，建议级联的无线直放站不要超过3台，以避免延时和信号杂音的叠加等问题。
b． 设计过程中，采用必要的模拟无线场强测试手段和进行精确的无线场强计算，有助于无线直放站近端天线位置的精准确定，否则，要么近端天线接收的无线信号不能打开无线直放站门限，无法完成信号的接力放大，要么产生比较严重的同频干扰问题。
c． 无线直放站近端天线和远端天线应采用前后辐射比较大的定向天线，并且注意两套天线设置间距，以避免无线直放站设备产生自激。
d． 根据铁路隧道空间信号辐射的特点和利用不同种类天线具有不同极化特性，选用适用于铁路隧道的螺旋天线。并且注意列车进入隧道后，造成无线信号阻塞，可采用适当增加天线数量和天线布放位置来解决。
e． 由于远供电源为区间直放站设备供电采用总线式结构，所以注意控制同一供电支路负载（区间直放站）的数量，电源传输导线（干线电缆低频线对）的长度不宜太长，必要时应进行精确的计算，以免出现区间直放站设备供电不足的问题。并且，由于区间直放站设备电源均利用车站通信机械室远供电源集中直供，所以应对车站通信机械室引入外电的容量重新进行计算，必要时考虑扩容工程。
参考文献
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