铁路GSM-R数字移动通信系统工程中期评估报告.doc

0 38 铁路铁路 GSM R 数字移动通信系统工程数字移动通信系统工程 中期评估报告中期评估报告 北京全路通信信号研究设计院北京全路通信信号研究设计院 铁道科学研究院铁道科学研究院 北京交通大学北京交通大学 二 六年三月二 六年三月 内部资料内部资料 注意保密注意保密 1 38 目目 录录 一一 概述概述 1 1 研究依据 1 2 研究范围 1 二二 GSM R 系统工程在建项目评估系统工程在建项目评估 1 1 大秦线 GSM R 系统工程 1 1 1 线路概况 1 1 2 设计目标 2 1 2 1 建设规模 2 1 2 2 网络结构 2 1 2 3 系统功能 3 1 3 实施情况 3 1 4 系统测试与功能试验情况 4 1 4 1 系统测试情况 4 1 4 2 各项功能实现程度 4 1 5 投资分析 5 1 6 需要进一步完善的工作 6 2 青藏线 GSM R 系统工程 6 2 1 线路概况 7 2 2 设计目标 7 2 2 1 建设规模 7 2 2 2 网络结构 8 2 2 3 系统功能 8 2 3 实施情况 8 2 4 系统测试与功能试验情况 9 2 4 1 系统测试情况 9 2 4 2 各项功能实现程度 10 2 5 投资分析 11 2 38 2 6 需要进一步完善的工作 12 3 胶济线 GSM R 系统工程 12 3 1 线路概况 12 3 2 设计目标 12 3 2 1 建设规模 12 3 2 2 网络结构 13 3 2 3 系统功能 13 3 3 实施情况 13 3 4 系统测试与功能试验情况 14 3 4 1 系统测试情况 14 3 4 2 各项功能实现程度 15 3 5 投资分析 15 3 6 需要进一步完善的工作 16 三三 GSM R 系统功能定位系统功能定位 17 1 业务需求与 GSM R 系统能力分析 17 1 1 铁路对无线通信的业务需求 17 1 2 铁路既有无线通信系统可实现的业务 22 1 3 GSM R 系统可实现的业务 22 2 GSM R 系统功能定位 24 2 1 各类业务的实现程度 24 2 2 与我国铁路现有无线通信系统的关系 24 2 3 与 3G 移动通信系统的关系 24 四四 不同厂家不同厂家 GSM R 设备的互联互通设备的互联互通 25 1 互联互通必要性和在欧洲铁路的进展情况 25 2 我国铁路 GSM R 系统互联互通需解决的问题 25 2 1 互联互通实现方案 25 2 2 互联互通的可行性与紧迫性 27 2 3 互联互通测试时间 27 五五 我国我国 GSM R 技术标准与规范技术标准与规范 28 3 38 1 GSM R 技术标准与规范概述 28 2 欧洲 GSM R 技术标准与规范的现状 28 3 建立适合我国铁路的 GSM R 相关标准与规范 28 六六 结论与建议结论与建议 31 1 基本结论 31 2 建议 32 1 38 一一 概述概述 1 研究依据研究依据 1 铁道部科技司 运输局 计划司关于 GSM R 系统工程中期评估工作的有关 要求 2 大秦 青藏 胶济线 GSM R 系统工程设计文件及批复意见 3 铁道部 铁路局等相关部门提供的资料 2 研究范围研究范围 本报告根据大秦 青藏和胶济线 3 条线路 GSM R 系统工程的设计文件 有关批复 意见以及工程实施情况 对上述 3 条线路在建 GSM R 系统工程进行中期评估 主要内容包括 1 在建项目的中期评估 包括工程实施情况 测试 试验情况 投资分析以及 需要进一步完善的工作 2 GSM R 系统工程关键课题的研究与分析 3 关于 GSM R 系统工程的建议 二二 GSM R系统工程在建项目评估系统工程在建项目评估 1 大秦线大秦线 GSM R 系统工程系统工程 1 1 线路概况线路概况 大秦线正线为韩家岭 大同南 柳村南 全线 653 公里 铁路等级为 I 级 是我 国第一条以开行重载单元式列车为主的双线电气化铁路 是为西煤东运而修建的运煤 专用干线铁路 大秦线 GSM R 工程范围为大同 大同南 秦皇岛东 计划保留 14 个车站 大同 南 湖东 阳原 化稍营 涿鹿 延庆 茶坞 大石庄 蓟县西 翠屏山 遵化北 迁安北 西张庄 柳村南 总长近 680 公里 全线地形较为复杂 60 左右的线路处于山区 其余 40 为平原和丘陵交织地带 沿线多隧道 高深路堑和弯道 其中 隧道 52 座 长大隧道 28 座 隧道总长 67 2 公 2 38 里 高深路堑 20 多公里 长大坡道两段 K129 K183 K270 K328 共计 112 公里 1 2 设计目标设计目标 1 2 1 建设规模建设规模 1 交换系统 新建移动交换系统和通用分组数据无线系统 GPRS 各 1 套 近期容量分别为 5000 1000 用户 远期能够按照网络技术规划要求平滑扩容升级 达到规划所要求的 用户容量 新建交换 GPRS 网管各 1 套 2 无线系统 新设基站控制器 BSC 1 套 基站 93 个 光纤直放站 42 处 架设漏泄电缆 70 公里 新设基站网管和光纤直放站网管各 1 套 3 终端 新设车载终端 机车综合无线通信设备 392 台 轨道车电台 48 台 运营手持台 453 部 4 传输设备及光缆线路 光缆线路 新设 1 条 20 芯直埋干线光缆 总长 742 公里 短段光缆 234 公里 光传输设备 新设光传输设备 89 套 其中 622M 光传输设备 83 套 155M 光 传输设备 6 套 5 电源配套 房建 新建电源系统 135 处 铁塔 20 60 米 79 座 机房 72 处 其中 20 平米机房 54 处 8 平米机房 18 处 1 2 2 网络结构网络结构 全线设置 1 个移动交换中心 无线网初期按照单层覆盖方式进行设计 现根据机 车同步操控信息业务的需要 为提高 GSM R 系统的可靠性 拟建无线双层网 无线双网采用基站共站址 重叠覆盖方式 即同一机房设置 2 套基站 含天馈线 具体为 在太原新设 1 套 BSC 沿线 GSM R 既有机房新增 1 套基站设备以及传输 电源配套设备 同一机房内的 2 套基站共用一个铁塔 分别使用独立的传输 电源设 备 形成双层无线覆盖 两层无线网统一接入到太原 MSC 3 38 1 2 3 系统功能系统功能 大秦线 GSM R 系统的设计功能如下 1 调度通信 主要包括列车无线调度通信和牵引供电调度通信 2 机车同步操控信息传送 实现重载列车的本务机车与补机机车之间信息的无线传送 通信方式采用电路域数据通信方式 3 区间移动通信 实现水电 工务 信号 通信 供电 桥梁守护等部门区间维护人员的移动通信 4 列车无线车次号校核信息及列车停稳信息传送 实现列车 地面之间车次号信息和列车停稳信息的无线传送 通信方式采用通用分组数据交换 GPRS 方式 5 调度命令传送 实现机车和调度员之间调度命令的无线传送 调度命令包括调度命令 行车凭证 调车作业通知单和列车接车进路预告信息 通信方式采用通用分组数据交换 GPRS 方式 6 列尾装置信息传送 实现列尾主机与机车台 机车综合无线通信设备 之间尾部风压数值 告警等信 息的传送 通信方式采用通用无线分组数据交换 GPRS 方式 7 调车机车信号和监控信息传送 调车监控地面设备和调车监控车载设备之间无线数据传送 通信方式采用电路域数据通信方式 1 3 实施情况实施情况 本工程于 2004 年 9 月开工 2005 年 3 月完成全部工程的施工安装和调试工作 共 历时 7 个月 2005 年 3 月 2005 年 6 月 交换中心由大同搬迁至太原 2005 年 9 月 2005 年 10 月 根据全线测试情况 对无线网络进行优化 在沿线区间新增 5 个基 站 4 38 截至 2006 年 3 月 1 日 全线共建成移动交换中心 1 个 基站 98 个 原设计 93 个 网络优化新增 5 个 光纤直放站 42 处 架设漏缆 70 公里 敷设 1 条 20 芯直埋干线 光缆 长度 742 公里 敷设短段光缆 234 公里 设置光传输设备 89 套 铁塔 电源 机房等相关配套设备同期建成 网络优化后 全线基站平均站间距为 7 公里 最大站间距为 13 公里 目前 GSM R 系统单层网初验工作已完成 初验整改工作基本完成 无线双网工 程已经完成第一阶段的设计 第二阶段设计正在进行 第一阶段的施工建设已经开始 计划年底完成全部双网建设 1 4 系统测试与功能试验情况系统测试与功能试验情况 1 4 1 系统测试情况系统测试情况 1 测试内容 1 基本功能和业务测试 2004 年 11 月 2005 年 5 月 完成主要设备的基本功能验收测试 具体测试内容 包括 大秦铁路 GSM R 网络交换子系统 大秦铁路 GSM R GPRS Um 接口协议 大秦铁路 GSM R GPRS 网络基站子系统 大秦铁路 GSM R 通信联调 SDH 设备 大秦铁路 GSM R 通信联调 SDH 设备网管 大秦铁路 GSM R 大同到秦皇岛光缆 线路工程 大秦铁路 GSM R 固定接入交换机 FAS 设备 等设备的功能测试 2 网络测试 网络测试包括全线无线场强测试和网络服务质量 QoS 测试 2005 年 8 月 2005 年 9 月 完成 大秦铁路 GSM R GPRS 网络场强 的测试 2005 年 10 月 2005 年 12 月 完成 大秦铁路 GSM R GPRS 网络移动终端 大秦铁路 GSM R GPRS QoS 指标 的测试 2 测试结果 1 全线有 3 处场强测试值达不到设计要求 3 处不合格区段的长度均不超过 100 米 其余区段场强测试合格 2 系统服务质量 QoS 指标有 6 项指标测试不合格 主要是由于沿线 8 处连 接失败和中断较多引起 可考虑通过调整网络参数来解决 5 38 1 4 2 各项功能实现程度各项功能实现程度 表 2 1 大秦线 GSM R 系统功能实现程度汇总表 序序 号号 系统设计功能系统设计功能试验情况试验情况使用情况使用情况 1调度通信试验成功尚未投入实际应用 2机车同步操控信息传送试验成功已投入实际应用 3区间移动通信试验成功已投入实际应用 4 列车无线车次号校核及列车停稳 信息传送 静态试验成功 需进行动态测试尚未投入实际应用 5调度命令传送静态试验成功 需进行动态测试尚未投入实际应用 6列尾装置信息传送静态试验成功 需进行动态测试尚未投入实际应用 7调车机车信号和监控信息传送静态试验成功 需进行动态测试尚未投入实际应用 1 5 投资分析投资分析 1 投资分析说明 1 本报告 GSM R 系统工程建设总投资包括 GSM R 系统及相关配套工程投资 具体包括交换 无线 包括基站 直放站 漏泄电缆等 终端 电源电力 房建 传 输 光缆线路 仪器仪表等 2 大秦线两亿吨扩能通信信号配套改造工程 通信部分 投资批复为 43523 万 元 其中 GSM R 系统工程 不含外电引入 投资为 40362 万元 其他专业 电力远动 和信号 的通信工程投资为 2296 万元 调度通信工程投资为 865 万元 此外 GSM R 系统外电引入工程投资约 2500 万元 秦东基站工程投资 189 万元 网络优化工程投资 325 万元 综上 GSM R 系统工程总投资为 43376 万元 3 本报告投资分析结果按照交换系统 无线系统 终端 综合配套 4 个组成部 分考虑 其中交换系统投资包括交换设备及其相关的外电引入 室内电源和房建等 无线系统投资包含无线设备及其相关的外电引入 室内电源和房建以及铁塔等 终端 包括车载台 手持台等 综合配套包括传输设备 光缆线路 仪器仪表 维护车辆等 6 38 2 分析结果 1 按照原设计批复投资 并考虑网络优化工程 GSM R 工程建设总投资 43376 万元 综合指标为 63 8 万元 公里 无线系统平均每公里造价 26 2 万元 各系统 投资及占总投资比例具体如下 建设总投资43376 万元 其中 交换系统4730万元占总投资 10 90 无线系统17828万元41 10 终端14121万元32 55 综合配套6697 万元15 44 2 采用无线双网后 工程建设总投资 62535 万元 综合指标为 92 0 万元 公里 无线系统平均每公里造价 44 2 万元 各系统投资及占总投资比例具体如下 建设总投资62535 万元 其中 交换系统5522 万元占总投资 8 83 无线系统30059 万元48 07 终端14121万元22 58 综合配套12833 万元20 52 1 6 需要进一步完善的工作需要进一步完善的工作 1 建议尽快完成全部机车台安装 以便将无线列调业务全部导入 GSM R 网络 在 GSM R 网络覆盖范围内 由 GSM R 系统的调度通信业务全部取代无线列调业务 2 建议尽快开展与大秦线拟建的 TDCS CTC 系统接口协议等方面的研究 以适 应通过 GSM R 系统实现车 地间的 TDCS CTC 信息传送的需要 3 建议尽快在茶坞等车站 对调车机车信号和监控信息传送业务进行进一步的 动态试验 4 建议提供尽可能多的实际运输生产环境 对各种通信业务做充分调试和测试 7 38 5 SIM 卡及用户管理办法需尽快制定 2 青藏线青藏线 GSM R 系统工程系统工程 2 1 线路概况线路概况 青藏线格尔木 拉萨段 路线为青海格尔木 纳赤台 五道梁 沱沱河 雁石坪 西藏安多 那曲 当雄 拉萨 全线 1142 公里 近期设格尔木 望昆 五道梁 沱 沱河 安多 那曲 当雄 羊八井 拉萨等 45 个车站 最大站间距离为 50 公里 最 小站间距离为 18 公里 平均站间距离为 39 6 公里 线路等级为 I 级 是世界上海拔最 高 线路最长 穿越冻土里程最长的高原铁路 列车运行速度不大于 120km h 信号 系统采用美国 GE 公司的 ITCS 系统 GSM R 系统的建设范围包括 格尔木 含 拉萨 含 段 1142 公里 和西宁 相关工程 全线海拔高度 2800 5072 米 经过海拔 4000 米以上地段共 960 公里 翻越唐古 拉山的铁路最高点海拔 5072 米 沿线地质复杂 连续多年冻土地段 550 公里 隧道 11 座 总长 19 公里 2 2 设计目标设计目标 2 2 1 建设规模建设规模 1 交换系统 新建移动交换系统和通用分组数据无线系统 GPRS 各 2 套 设置地点为西宁和 拉萨 用户容量按照西宁 6000 用户 拉萨 2000 用户考虑 并分别预留一定的近 远 期发展余量 新建交换 GPRS 网管系统各 1 套 2 无线系统 新设基站控制器 BSC 4 套 基站 322 个 光纤直放站 64 套 架设漏泄电缆 12 6 公里 新设基站网管和光纤直放站网管各 1 套 3 终端 新设车载台 机车综合无线通信设备 111 台 运营手持台 750 部 4 传输及光缆线路 光缆线路 新设 1 条 60 芯直埋干线光缆 青藏公司 20 芯 铁通 40 芯 总长 8 38 1222 公里 短段光缆 48 公里 光传输设备 209 套 其中 622M 光传输设备 15 套 155M 传输设备 194 套 5 电源配套 房建 新建电源系统 196 处 铁塔 194 座 机房 193 处 2 2 2 网络结构网络结构 GSM R 系统采用双网络结构 全线设置 2 套移动交换机 MSC 设置地点为西宁和 拉萨 无线网采用基站共站址共机房 重叠覆盖方式 两层无线网络之间为主备用工 作方式 每层基站分别由 2 套 BSC 控制 形成 2 套无线网 并分别接入到西宁 MSC 和拉萨 MSC 2 2 3 系统功能系统功能 青藏线 GSM R 系统设计的功能如下 1 列车调度通信 列车调度通信主要指列车无线调度通信 2 列车控制系统 ITCS 数据传输 实现列车 地面之间列车运行速度 间隔时分等列车控制信息的传送 通信方式采用电路域数据通信方式 3 调度命令传送 实现机车和调度员之间调度命令的无线传送 调度命令包括调度命令 行车凭证 调车作业通知单和列车接车进路预告信息 通信方式采用通用分组数据交换 GPRS 方式 4 列车无线车次号校核及列车停稳信息传送 按照规定要求 实现列车 地面之间车次号信息传送和列车停稳信息的无线传送 通信方式采用通用分组数据交换 GPRS 方式 5 区间移动通信 实现工务 电务 供电 水电 机务 公安等部门的区间移动通信 6 其它铁路信息化应用 预留发展条件 满足旅客列车服务信息 机车工况等铁路信息化应用需求 9 38 2 3 实施情况实施情况 1 试验段 格尔木 不冻泉段 试验段包括西宁移动交换中心和格尔木 不冻泉段共 183 公里的线路 试验段于 2004 年 2 月开工 2004 年 7 月完成施工和调试工作 2 其余区段 不冻泉 拉萨段 不冻泉 拉萨段于 2005 年 2 月开始施工 2005 年 12 月完成设备安装并开始系统 调试 计划 2006 年 6 月完成全线的系统调试工作 目前青藏线正在进行 GSM R 系统的网络优化 全线基站平均站间距为 6 公里 最大站间距为 8 公里 2 4 系统测试与功能试验情况系统测试与功能试验情况 2 4 1 系统测试情况系统测试情况 1 试验段测试 2004 年 6 月 2005 年 11 月 对试验段进行了测试 试验段包 括西宁移动交换中心和格尔木至不冻泉的 8 个车站 2 全线系统测试 2005 年 5 月至今 完成全线交换 智能网 基站 移动终端 固定用户接入交换系统以及电源设备 光缆测试 传输设备干 接入网系统设备基本 功能和业务测试 测试数据正在整理中 尚未得出结论 此外 全线无线网络测试待 网络优化完成后进行 试验段测试情况如下 1 测试内容 1 基本功能和业务测试 2004 年 7 月 8 月 完成交换系统 基站系统 智能网系统 维护与管理系统 GPRS 系统的基本功能和业务测试 2 网络测试 2004 年 9 月 11 月 对试验段沿线场强覆盖 青藏公路场强覆盖 话音和电路数 据传输的 QoS 指标 单交换机双层基站覆盖模式进行了测试 2005 年 4 月 对试验段 GPRS 分组数据传输的动态 QoS 指标进行了测试 10 38 3 机车车载台 固定用户接入网络与 GSM R 网络的兼容性测试 此部分测试分为静态测试和动态测试两部分 2004 年 6 月 9 月 完成对车载台和调度台 车站台的 GSM R 功能的静态测试 2004 年 9 月 11 月 完成车载台以及固定用户接入交换机 调度台 车站台的动 态测试 4 过冬测试 2005 年 4 月 对试验段无线系统设备 直放站设备 车站台 网络覆盖 动态服 务质量进行了过冬抽样测试 5 配合 ITCS 列控及 CTC 试验 2005 年 10 月 11 月 针对 GE 公司 ITCS 系统和 GSM R 系统的接口和功能以及 CTC 系统和 GSM R GPRS 系统的接口和功能进行测试 测试主要内容为调度命令和车 次号传输试验 2 测试结果 1 目前 除了双交换机双网切换的功能由于条件限制没有试验外 交换 基站 GPRS 系统 网管系统 车载台 固定用户接入交换机功能等设备的功能满足测试大纲 要求和铁道部技术条件要求 2 试验段无线覆盖 同频干扰 GSM R 网络服务质量 QoS 通信拨打测试 包括对隧道区 弱场强区等评测 等测试指标合格 3 GPRS 网络服务质量指标测试过程中 存在延迟 丢包和不能拨号情况 采 用 GPRS 传输网管信息 速度较慢 出现丢包和超时现象 4 GSM R 配合 ITCS 系统试验效果良好 但列控车载台在 GSM R 两层网络之 间的切换还需在优化网络参数和规定车载台天馈线增益后进一步试验 5 调度命令 车次号校核信息传送试验情况良好 2 4 2 各项功能实现程度各项功能实现程度 11 38 表 2 2 青藏线 GSM R 系统功能实现程度汇总表 序序 号号 系统设计功能系统设计功能试验情况试验情况使用情况使用情况 1列车调度通信试验成功已投入实际应用 2 列车控制系统 ITCS 数据传 输 试验成功尚未投入实际应用 3调度命令传送试验成功尚未投入实际应用 4 列车无线车次号校核及列车停稳 信息传送 试验成功尚未投入实际应用 5区间移动通信试验成功已经投入实际应用 6其它铁路信息化应用正在进行方案研究 2 5 投资分析投资分析 1 投资分析说明 1 本报告 GSM R 系统工程建设总投资包括 GSM R 系统及相关配套工程投资 具体包括交换 无线 基站 直放站 漏泄电缆等 终端 电源电力 房建 传输 光缆线路 仪器仪表等 2 GSM R 系统工程总投资为 66645 万元 其中交换系统 9352 万元 无线系 统 10148 万元 电源 3220 万元 机房 1184 万元 外电 3700 万元 光缆 1833 万元 传输 1078 万元 接入网 2841 万元 仪表 780 万元 终端 4950 万元 建筑工程费为 25813 万元 安装工程费为 1746 万元 3 本报告投资分析结果按照交换系统 无线系统 终端 综合配套 4 个组成部 分考虑 其中交换系统投资包括交换设备及其相关的外电引入 室内电源和房建等 无线系统投资包含无线设备及其相关的外电引入 室内电源和房建以及铁塔等 终端 包括车载台 手持台等 综合配套主要包括传输设备 光缆线路和仪器仪表等 2 分析结果 12 38 按照批复投资进行分析 本工程建设总投资 66645 万元 综合指标为 58 4 万元 公 里 无线系统每公里造价指标 39 9 万元 各系统投资及比例具体如下 建设总投资 66645万元 其中 交换系统9506万元占总投资 14 26 无线系统45592万元68 41 终端4950万元7 43 综合配套6597万元9 90 2 6 需要进一步完善的需要进一步完善的工作工作 1 由于条件限制 GSM R 系统双交换机切换的功能尚未进行全部试验 2 由于青藏线全线正在进行网络优化 各项功能在正式运营中的实现情况 需 要进一步验证 3 SIM 卡及用户管理办法需尽快制定 3 胶济线胶济线 GSM R 系统工程系统工程 3 1 线路概况线路概况 胶济线正线为青岛 济南 济南 济南西南环线 济南至济南西北环线和部分新 建线路 线路全长 473 公里 43 个车站 铁路等级为 级 是双线 部分区段为四线 电气化铁路 胶济线是我国繁忙干线铁路 客货运输量大 设计时速 200 公里 小时 胶济线 GSM R 工程范围包括青岛 济南 K0 000 K384 600 济南 济南西 包括南北环线 总长 473 公里 全线大部分地区为平原 线路具有部分弯道及路堑 全线平均车站站距较小 且 站间距的差异较大 部分地区为 4 线 沿线周边经济发达 人文交通活动频繁 线路 穿越济南 济南枢纽 潍坊 胶州 青岛等 22 个城镇 城区内有高大建筑群 影响无 线电波传播 3 2 设计目标设计目标 3 2 1 建设规模建设规模 13 38 1 交换系统 新建移动交换系统和通用分组数据无线系统 GPRS 各 1 套 MSC HLR 近期容 量为 2 5 万用户 GPRS 系统容量为 5000 用户 远期能够按照全路 GSM R 网络的统一 规划要求平滑扩容升级 达到规划所要求的用户容量 新建交换 GPRS 网管系统各 1 套 2 无线系统 新设基站控制器 BSC 2 套 基站 94 个 新设基站网管系统 1 套 3 终端 新设车载台 300 台 汽车台 36 台 运营手持台 473 部 4 综合配套 新设 16 芯光缆 564 公里 光传输设备 190 套 电源 铁塔 机房等配套设备 94 套 维护维修用仪器仪表 2 套 3 2 2 网络结构网络结构 全线按无线单层覆盖进行设计 3 2 3 系统功能系统功能 胶济线 GSM R 系统设计功能如下 1 调度通信 调度通信主要包括列车无线调度通信 货车调度通信和牵引供电调度通信 2 调度命令传送 实现机车和调度员之间调度命令的无线传送 调度命令包括调度命令 行车凭证 调车作业通知单和列车接车进路预告信息 通信方式采用通用分组数据交换 GPRS 方式 3 列车无线车次号校核信息传送 按照规定要求实现列车 地面之间车次号校核信息传送 通信方式采用通用分组数据交换 GPRS 方式 3 3 实施情况实施情况 1 示范段 济南 章丘 进展情况 14 38 目前 光缆线路 铁塔和机房 设备安装 电力均已完成 传输系统 GSM R 系 统均已开通 2005 年 12 月 2006 年 1 月 完成主要设备测试 2006 年 1 月完成系统联网静态 测试 2006 年 2 月 2006 年 3 月 完成第一次动态测试 2 200km h 动车组试验段 为配合铁道部 200km h 动车组试验 蔡家庄 娄山段 约 70 公里 于 2006 年 3 月建成 3 其余区段进展情况 目前 光缆工程已经全部完成 铁塔和区间基站工程大部分已经完成 少数地点 铁塔基础正在养护 施工 供电工程计划在设备调试之前完成 全部工程计划于 2006 年 4 月底全部完成 全线基站平均站间距为 5 公里 最大站间距为 8 公里 3 4 系统测试与功能试验情况系统测试与功能试验情况 3 4 1 系统测试情况系统测试情况 2005 年 12 月 2006 年 3 月 对示范段进行了测试 完成设备测试 功能测试 并对全线电磁环境进行了摸底测试 具体如下 1 测试内容 1 设备测试 2005 年 12 月 2006 年 1 月 对移动交换系统 分组数据交换系统 智能网系统 基站系统设备进行了测试 2 功能测试 2006 年 2 月 2006 年 3 月 对示范段的基本业务 无线覆盖和网络服务质量 QoS 指标进行了初步测试 3 电磁环境与干扰测试 2005 年 4 月对全线进行了电磁环境摸底测试 2006 年 2 月 3 月 对示范段进行了电磁环境摸底和频谱扫描测试 15 38 2 测试结果 1 无线场强和服务质量指标测试数据需要进一步整理 分析 2 铁路沿线的移动信号干扰比一年前有很大的增加 包括受干扰站点数量的增 多和电平值增大 对 GSM R 通信质量影响较大 需要铁路尽快与移动协调解决 3 4 2 各项功能实现程度各项功能实现程度 表 2 3 胶济线 GSM R 系统功能实现程度汇总表 序序 号号 系统设计功能系统设计功能试验情况试验情况使用情况使用情况 1调度通信试验成功尚未投入实际应用 2 列车无线车次号校核信息 传送 试验成功尚未投入实际应用 3调度命令传送试验成功尚未投入实际应用 3 5 投资投资分析分析 1 投资分析说明 1 本报告 GSM R 系统工程建设总投资包括 GSM R 系统及相关配套工程投资 具体包括交换 无线 终端 电源电力 房建 传输 光缆线路 2 根据设计批复 GSM R 系统工程投资为 25127 万元 其中无线通信 14071 万元 有线通信 3877 万元 电力 369 万元 房建 160 万元 暖通 9 万元 其他费 1213 万元 建设期投资贷款利息 392 万元 车载台购置费为 4896 万元 征地部分为 48 万 元 在实际工程中 铁塔调差 光缆 交换中心房建等均增加了费用 但没有纳入本 次投资分析 3 本报告分析结果按照交换系统 无线系统 终端 综合配套 4 个组成部分考 虑 其中交换系统投资包括交换系统及其相关的外电引入 室内电源和房建等 无线 系统投资包含无线设备及其相关的外电引入 室内电源和房建以及铁塔等 终端包括 车载台 手持台等 综合配套主要包括传输设备 光缆线路和仪器仪表等 2 分析结果 16 38 按照批复投资进行分析 本工程投资为 25127 万元 综合指标为综合投资指标为 53 1 万元 公里 无线系统每公里造价指标 19 4 万元 各系统投资及比例具体如下 建设总投资 25127万元 其中 交换系统5256万元占总投资 20 92 无线系统 9172 万元 36 50 终端 6388万元 25 62 综合配套 4311万元 17 16 3 6 需要进一步完善的工作需要进一步完善的工作 1 因部分区段为四线建设 原设计基站位置变更 影响基站建设 如岞山 蔡 家庄 平陵城等 2 在测试过程中 发现中国移动对 GSM R 的干扰比较严重 需要与山东移动 进一步协商频率共用和清除干扰 但补偿原则需要铁道部与中国移动尽早确定 3 在近期示范段动态测试中 发现有掉话及 GPRS 数据传输丢包现象 正组织 进行试验 分析 4 SIM 卡及用户管理办法需尽快制定 17 38 三三 GSM R系统功能定位系统功能定位 1 业务需求与业务需求与 GSM R 系统能力系统能力分析分析 1 1 铁路对无线通信的业务需求铁路对无线通信的业务需求 综合考虑铁路运输生产 客运专线 城际铁路 高速铁路 重载运输 既有线提 速以及铁路信息化建设对无线通信的业务需求 按照通信业务可分为话音和数据通信 两大类 按照功能需求又可分为列车调度指挥 列车运行控制 列车运行安全监控等 移动通信 应急通信 区间 站场移动通信 公务移动通信 站场调车通信 静止图 像传输 旅客服务信息传送以及动态图像传输等 由于不同线路 站场作业模式不同 因此 对无线通信业务需求也不相同 18 38 1 不同线路无线通信业务需求 表 3 1 不同线路无线通信业务需求表 200 250 km h 的城际和客货的城际和客货 共线线路共线线路 200km h 及以下线路及以下线路 和既有线提速区段和既有线提速区段 非列控非列控 业业 务务 名名 称称 300km h 及以上及以上 的客运的客运 专线专线 列控列控非列控非列控列控列控调度调度 集中集中 非调度非调度 集中集中 重载重载 货运货运 专线专线 列车无线调度通信 列车无线车次号校核信息传送注 1 调度命令信息传送注 1 列车 调度 指挥 进路预告信息传送注 1 列车运行控制信息传送 注 2 机车同步操控信息传送 列车 运行 控制 调车机车信号和监控信息传送 列尾装置信息传送 列车接近预警信息传送 机车工况 运况信息传送 列车 运行 安全 监控 综合维护信息传送 应急语音通信 区间 站场移动通信 公务移动通信 站场调车通信 静止图像传输 旅客服务信息传送 动态图像传输 注 1 采用无线列控的线路利用列控系统进行传送 2 指青藏线 ITCS 系统的运用 19 38 2 业务需求概述 1 列车无线调度通信 列车无线调度通信是为列车调度员 车站值班员指挥列车运行而设置的专用电话 用户包括列车调度员 机车调度员 车站值班员 助理值班员 机车司机 大型养路 机械及轨道车司机和运转车长 允许救援列车主任在执行救援任务时 临时加入通话 2 列车无线车次号校核信息传送 列车无线车次号校核系统将从机车运行安全监控记录装置 TAX 箱 采集的车次 号 机车号 位置 公里标 机车速度 列车总重 车辆计长 车辆辆数等车次号信 息 通过无线信道 在编组站 沿线车站的规定位置向车站实时传送 由 CTC TDCS 系统进行车次号校核 3 调度命令信息传送 调度命令 行车凭证 是调度员或车站值班员向司机下达的书面命令 是列车安 全运行的重要依据 此信息应确保实时 可靠地从地面传递到运行机车上 指挥司机 行车 同时 运行机车收到调度命令后 应及时把确认信息传送至地面 数据信息主要包括调度命令 行车凭证 调车作业单 进路预告信息 调车请求 信息等 4 进路预告信息传送 进路预告信息包括文字和图形两类信息 此信息由 CTC 系统自动生成 应在规定 时机及时 准确地传递到运行机车 运行机车收到信息后 及时发送确认信息至 CTC 系统 5 列车运行控制信息传送 列车运行控制信息传送是中国列车运行控制系统 CTCS3 4 建设的基本前提 CTCS 3 级是基于无线通信的固定闭塞 CTCS 4 级是基于无线通信的移动闭塞 要求 基于无线网络实现车 地实时 双向 不间断的数据传送 6 机车同步操控信息传送 20 38 机车同步操控信息传送是实现重载运输的必要条件 当由多台机车牵引组合列车 为了实现牵引过程中同时加速 减速 制动 本务机车和补机机车之间需要通过无线 信道实时传递控制命令 机车同步操控信息主要包括 本务机到补机的命令 补机到本务机的状态 通信 状态查询信息 7 调车机车信号和监控信息传送 为提高调车作业工作效率 保证调车作业安全 站场调车机车信号 调车作业通 知单和监控信息需要由地面调车作业指挥人员发送到专用的调车机车 8 列尾装置信息传送 列尾装置信息包括 司机发送的列车尾部风压查询信息 排风制动信息 列尾主 机发送的电池欠压 主风管风压异常告警信息 异常情况下 列尾风压值应自动 间 歇 间歇间隔不小于 10 秒 循环多次发送给机车电台 9 列车接近预警信息传送 接近预警信息业务包括以下功能 传送列车发出的二次事故防护预警信息 道口 工作人员可以接收列车接近通知信息及向接近列车发出道口障碍预警信息 铁道作业 人员可以接收列车接近预警信息 10 机车工况 运况信息信息传送 为确保行车安全 需要在车地之间实现机车工况 车辆工况和牵引工况等信息的 无线传送 以及在现场和地面指挥中心之间实现线路 轨道安全监测数据信息的无线 传送 11 综合维护信息传送 在某些固定站点 通过无线方式 将列车在线检测数据 如对刹车 车轴的监视 电流消耗等 传送至地面固定的维护中心 维护人员接收到相关数据后 可提前做好 相关的准备工作 当列车回到站场后 进行离线检测 这样可减少分析和修理的时间 12 应急语音通信 应急通信是指铁路在发生行车事故及自然灾害等公共突发事件时应提供的通信联 络手段 实现事故现场与救援指挥中心以及事故现场救援人员之间的通信 13 区间 站场移动通信 区间 站场移动通信是满足各专业如车务 工务 水电 信号 通信 供电 桥 21 38 梁守护等维护人员及公安保卫部门在车站和区间作业时的内部通信 各专业沿线作业 人员随时可与段 车站值班员 调度员联系 并且各专业相互之间可以进行通信联系 紧急情况下 沿线作业人员还可以呼叫司机 与司机建立通话联络 14 公务移动通信 公务移动通信是满足铁路公务人员 与铁路业务相关的其他部门人员在区间和车 上时的移动通信 15 静止图像传输 静止图像指包括公安传真照片等在内的数据通信业务 16 旅客服务信息传送 旅客服务信息是在铁路现有旅客服务的基础上 进一步提高旅客服务质量 以旅 客为中心实现车上移动售票 满足出行途中对各类信息的获取需求 17 站场调车通信 站场调度指挥通信包括车站 驼峰调车 平面调车 货运 列检 车号和商检等 站场移动通信业务 具体包括站场调车语音通信和站场调车数据传送 平面调车通信和驼峰调车通信是站场通信最重要的组成部分 编组场的具体作业包括 到达作业 解体调车作业 编组调车作业 出发作业处 理 用户包括 到 发场作业人员 到 发场值班员 信号员 助理值班员 车号人员 商检人员 列检人员 连接员 驼峰作业人员 驼峰值班员 调车长 驼峰机车司机 连接员 制动员 平面调车作业人员 线路值班员 调车长 信号员 尾部机车司机 连接员 制动员 18 动态图像传输 动态图像传输主要指应急现场 列车运行监控所需的动态图像传输 3 不同线路对 GSM R 无线网络的需求 表 3 2 不同线路的 GSM R 无线网络覆盖方式和场强指标 200 250 km h 的城的城 际和客货共线线路际和客货共线线路 200km h 及以下线路及以下线路 和既有线提速区段和既有线提速区段 非列控非列控 对对 GSM R 无线网络要求无线网络要求 300km h 及以上的及以上的 客运专线客运专线 列控列控非列控非列控列控列控调度调度 集中集中 非调度非调度 集中集中 重载货运重载货运 专线专线 22 38 对对 GSM R 无线网络要求无线网络要求 300km h 及以上的及以上的 客运专线客运专线 200 250 km h 的城的城 际和客货共线线路际和客货共线线路 200km h 及以下线路及以下线路 和既有线提速区段和既有线提速区段 列控列控非列控非列控列控列控 非列控非列控 重载货运重载货运 专线专线 调度调度 集中集中 非调度非调度 集中集中 无线网络 覆盖方式 交织或同 站址双层 覆盖 交织或同 站址双层 覆盖 单层 覆盖 交织或同 站址双层 覆盖 单层 覆盖 交织或同 站址双层 覆盖 机车天线最小可用接收 电平值 95 地点 时间概率 92dBm 92 95dBm 98dBm 95dBm 98dBm 95dBm 1 2 铁路既有无线通信系统可实现的业务铁路既有无线通信系统可实现的业务 在上述业务需求中 铁路既有无线通信系统可实现的业务有 列车无线调度通信 区间 站场移动通信 列车无线车次号校核信息传送 调度命令信息传送 进路预告信息传送 调车机车信号和监控信息传送 站场调车通信 列尾装置信息传送 列车接近预警信息传送 公务移动通信 短距离对讲 机车同步操控信息传送 部分实现 铁路既有无线通信系统大多采用模拟通信技术 分别设置 频率利用率低 系统 间干扰严重 数传能力差 应用受到限制等问题 在上述业务需求中 铁路既有无线通信系统不能实现的业务有 列车运行控制信息传送 超大编组的机车同步操控信息传送 机车工况 运况信息传送 综合维护信息传送 23 38 公务移动通信 任意地点通信 静止图像传输 旅客服务信息传送 应急语音通信 动态图像传输 具体见表 3 3 业务实现方式比较表 1 3 GSM R 系统可实现的业务系统可实现的业务 GSM R 系统可实现的业务及与铁路既有无线通信系统对比情况见表 3 3 业务实 现方式比较表 表 3 3 业务实现方式比较表 业业 务务 名名 称称 铁路既有无线通信系统的铁路既有无线通信系统的 实现方式实现方式 GSM R 系统的实现程度系统的实现程度 列车无线调度通信无线列调系统 干扰严重等 已经实现 列车无线车次号校核信息传送无线列调系统 影响车机联控 能够实现 已通过试验验证 调度命令信息传送无线列调系统 影响车机联控 能够实现 已通过试验验证 列车 调度 指挥 进路预告信息传送无线列调系统 影响车机联控 可以实现 需要研究注 2 列车运行控制信息传送无已经实现注 1 机车同步操控信息传送 800MHz 数据通信系统 仅适用于 4 5000 吨组合列车 已经实现 列车 运行 控制 调车机车信号和监控信息传送450MHz 数传电台能够实现 正在进行试验 列尾装置信息传送 借助无线列调系统 800MHz 列尾 和列车安全预警系统 地形受限 能够实现 正在进行试验 列车接近预警信息传送800MHz 列尾和列车安全预警系统可以实现 需要研究 工况 运况信息传送 利用公网 GPRS 方式 保密性差 等 可以实现 需要研究 列车 运行 安全 监控 综合维护信息传送无可以实现 需要研究 应急语音通信区间通话柱和无线对讲已经实现 区间 站场移动通信 无线常规对讲 通信距离受限等 已经实现 24 38 业业 务务 名名 称称 铁路既有无线通信系统的铁路既有无线通信系统的 实现方式实现方式 GSM R 系统的实现程度系统的实现程度 公务移动通信 无线常规对讲 通信距离受限等 已经实现 站场调车通信450MHz 站场调车通信系统可以实现 需要研究 静止图像传输无可以实现 需要研究 注 1 列车运行控制信息传送在欧洲已经投入商用 在我国青藏线 ITCS 系统也采用了 类似的技术 2 文字形式的已经实现 图形方式的需进一步研究 2 GSM R 系统功能定位系统功能定位 2 1 各类业务的实现程度各类业务的实现程度 已经实现的业务 已经实现的业务 列车无线调度通信 列车运行控制信息传送 机车同步操控 信息传送 应急语音通信 区间 站场移动通信 公务移动通信 能够实现 正在进行试验的业务能够实现 正在进行试验的业务 列车无线车次号校核信息传送 调度命令信 息传送 调车机车信号和监控信息传送 列尾装置信息传送 可以实现 需要研究的业务可以实现 需要研究的业务 进路预告信息传送 列车接近预警信息传送 机 车工况 运况信息传送 综合维护信息传送 静止图像传输 站场调车通信 不能实现的业务 不能实现的业务 对于高速数据传输 如动态图像 旅客信息服务等 目前 的 GSM R 系统不支持 2 2 与我国铁路现有无线通信系统的关系与我国铁路现有无线通信系统的关系 根据欧洲铁路 GSM R 发展和建设经验 以及我国青藏 大秦和胶济线 GSM R 工 程建设 试验取得的阶段成果 GSM R 系统在功能上可以替代列车无线调度通信系统 450MHz 数传电台 区间通话柱 区间无线常规对讲系统 800MHz 数据通信系统 在建设中 需要综合考虑功能需求 工程造价等多种因素 确定 GSM R 系统的功 25 38 能范围 必要时 应采用其他的无线通信技术予以补充 由于频率资源有限 与生产 行车无关的公务移动通信 目前暂不开放 2 3 与与 3G 移动通信系统的关系移动通信系统的关系 目前 公众移动通信正在大力发展 3G 移动通信技术 但世界各国还没有大规模投 入商用 也没有在 3G 技术平台上开展铁路应用业务的研究和标准制定工作 因此 3G 移动通信技术在一定时期内尚不具备在铁路实际应用的条件 从研究现状来看 从 GSM R 平滑演进到 3G 尚存一定的困难 四四 不同厂家不同厂家GSM R设备的互联互通设备的互联互通 1 互联互通互联互通必要性必要性和在欧洲铁路的进展情况和在欧洲铁路的进展情况 GSM R 设备的互联互通是不同厂家的设备接口按照统一协议标准进行互联 保证 各项功能可在不同厂家设备构成的网络中实现 实现互联互通有利于设备供货市场形成良好的竞争局面 节省投资 降低运行成 本 有利于网络长期发展 在欧洲铁路 GSM R 系统的互联互通实施情况如下 西门子和北电公司的核心网 不包括智能网和 GPRS 系统 设备之间的互联互 通测试已经完成 西门子核心网设备和北电无线网设备之间的互联互通测试已经完成 北电核心网设备和西门子无线网设备之间的互联互通测试正在进行中 已完成 了大部分工作 2 我国铁路我国铁路 GSM R 系统互联互通系统互联互通需解决的问题需解决的问题 与欧洲比较 我国铁路 GSM R 网络存在以下不同 26 38 1 我国 GSM R 智能网规范基于 GSM CAMEL3 制定 而欧洲各国铁路尚未统 一 2 我国在 GSM R 网络发展中同步建设 GPRS 网络 而欧洲尚未使用 GPRS 3 我国的 GSM R 编号方案与欧洲存在一些差异 4 欧洲参与 GSM R 互联互通测试只有两家公司 而我国目前是三家公司 因此 我国铁路 GSM R 互联互通工作应在欧洲铁路的基础之上 结合实际需求进 行 具体内容如下 1 智能网设备与交换机之间的互联互通测试 2 交换机之间的互联互通测试 3 交换机与无线网络之间的互联互通测试 4 GPRS 设备之间的互联互通测试 2 1 互联互通互联互通实现方案实现方案 互联互通