铁路GSM-R频率干扰应急处理机制研究

铁路GSM-R频率干扰应急处理机制研究

林树汕

广东珠三角城际轨道交通有限公司510000

摘要：高铁城际铁路的运行安全受到多种因素的影响，如包括高铁所依赖的电力系统，由沿线配电装置、自动闭路电视线路和配电装置组成穿越居民密集区的抛物风险、公众网络或未经授权的电磁干扰影响铁路无线调度等等。电力系统沿线的电力网为铁路沿线的负荷提供高速电力。随着信息技术的不断发展，我国高铁技术城际铁路基本实现了数字信息化智能化，但各类故障及问题仍需要运维现场处理。

电力系统建设面临着网络运行缓慢等问题。电力系统的切换、故障排除和恢复取决于工作区内人员的现场工作，因此效率低下。随着信息技术的发展和现代电气设备的建设，高铁尖端系统得到广泛应用和普及。

关键词：铁路；GSM-R频率；干扰；应急处理机制

引言

高铁城际铁路运营中存在着“高密度”的特点在城镇人口集中区间，乘客通勤需求较多。一旦受到事故的影响，往往会导致列车一旦发生意外晚点，蔓延到线路和网络上，对运输组织和正常出行的乘客都有很大的影响。视延误原因和程度而定，造成延误的外部扰动可分为两几类:一类是一般干扰，如坠落操作的乘客超时乘客遗落物品导致站台门告警，或是站台门异物告警系统故障，影响列车开行；又另一种是严重的干扰，如因风、雨、雪等台风、暴雨、雷暴等自然灾害或设备故障影响延误；再者，因穿越城镇，电磁环境较郊区复杂，移动、联通等公众网络信号覆盖、无线电爱好者的个人电台等，都可能影响列车无线通信质量造成的长期封锁。不管是什么样的干扰，都会在一定程度上导致列车运行的后果超出预定计划，此时需要对列车运行进行修改。列车运行调整是实现“图驱动”的关键保障通信调度不受干扰，也是城际高速列车安全、高效、有序、及时运行的基础。

1.GSM-R模式的确立

GSM-R是为铁路通信设计的专用综合数字移动通信系统，在常规业务方面它延续了GSM性能，充分利用了GSM公众网成熟的通信技术，开发出组呼、广播、多优先级及紧急呼叫等功能，适用于铁路系统的移动通信和综合调度。它实现了铁路多种业务在GSM-R平台上的信息共享，并充分考虑了列车在高速环境下的要求，是真正适合现代高速铁路通信的一项功能完善、先进高效的新技术。GSM-R是由国际铁路联盟与欧洲电信标准组织在1993年协商提出的，是欧洲各国下一代铁路无线通信系统的标准。我国从上世纪90年代初期，重点对GSM-R通信系统和800MHz无线电集群通信系统进行了考察和比较论证，专家最终得出GSM-R技术更成熟，更适合我国铁路运输通信调度的结论。2001年，我国最终确定在中国铁路通信系统全面应用GSM-R技术。

2.通信信号设备存在问题分析

通信信号装置在实际运行过程中，由于各种因素，很难使其适应当前的需要，主要表现为:(1)信号传输混乱，现场编码困难。在目前的铁路通信系统中，由于通信方式等干扰，信号传输过程混乱无序，铁路线路种类繁多，在一定程度上干扰了铁路通信系统的正常运行。车站获取电气代号的风险很高，实现这一目标需要很长时间，设计上存在固有缺陷，一定会干扰通信信号。(2)集中规划方法的延误。铁路调度工作是铁路企业的主要环节之一，现在主要调度方式集中，难以取得良好效果。当前我国铁路作为基本运输基础设施，对行业要求越来越严格，集中规划方法的缺陷越来越明显，不能满足当前的实际发展需要。(3)沟通方式落后，部门沟通薄弱。通信过程中，通常选择单个模拟信道，在一定程度上影响正常通信，信号干扰现象非常严重，无线列调节难以充分实现，难以有效控制列车的实际运行，最终通信效率不高。

3.铁路GSM-R频率干扰应急处理机制

3.1调谐区建设期预规划

在城际铁路项目建设期，充分利用好频率清理及无线网络优化手段，对于通过居民生活区的路段沿线民用基站进行摸底，结合无线电电磁环境检测报告及过往项目经验，重点关注移动900M频段基站，如距离线路较近，考虑增加滤波器保护方案非隔离轨道电路通过电气隔离段对不同频率的轨道信号具有不同的阻抗，从而形成谐振电路以实现相邻轨道的电气隔离。它由两个BU调节单元、一个SVC中空卷筒和一个29米钢轨组成。低频轨道信号(1700Hz，2000Hz)设置BU2型调整单元，高频轨道信号(2300Hz，2600Hz)设置BU1型调整单元；SVC空心线圈由感应元件模拟，因为轨道电路必须通过中心拉板牵引网PW线路连接，SVC分为两部分；Zcc是电气绝缘部分与相应单元的连接电阻；小轨道铁路也相当于pi运输线模型。

3.2制定GSM-R频率保护方案，细化协调联动机制

加强对GSM-R频率干扰的预防性监测，进行频率干扰预防机制研究和频率保护方案研究。与相邻省市如泰安、济宁、江苏徐州等加强协调合作，建立联动机制，在频率协调、台站设置、干扰查处、设备调用、技术支持等各个环节相互支持配合。将无线电管理执法相关的各部门如公安、市场监管、广播电视、应急管理等纳入频率干扰应急处理的临时机构，便于频率干扰发生时应急处置的实施。

3.3配电所远动控制

配电装置的远程移动功能可收集和处理有关配电装置高压和低压设备的各种信息。配电装置通过配电装置的移动远程通道监视和管理每个开关和调节器包括电路开关、故障信号、容量补偿装置故障信号、开关断开信号、直流输电系统故障信号、电气设备动作信号，根据配电设备的规划要求和状态监测，以及 输入电路电流、有源电力、功率因数、电容补偿装置电流、调节器电流、直流母线电压等。

3.4清理铁路沿线的电磁环境，做到周边设台应知尽知

完善无线电频率台站数据库、无线电管理地理信息库，细致了解铁路周边的电磁环境和地理环境，监测GSM-R频段内所有频点的使用情况，进行详细记录。清理铁路沿线的电磁环境，包括外部清理和内部清理。外部清理包括加强对铁路周边电磁环境的日常监测，提升铁路沿线蜂窝基站年检比例。彻底清理铁路周边建设的高功率基站和直放站，对这些基站进行监测和检测。对查找到的超指标或不符合规定指标发射的情况进行纠正，提高发射设备性能，加装滤波器，坚决抑制带外杂散对铁路专用频率的干扰。要求三大电信运营商优化铁路沿线频率规划，要求其在沿铁路线建设的基站和直放站，不使用靠近GSM-R频段的频率，并与铁路专用频率隔开一定的带宽。

3.5开关站远动控制

交换机工作站安装高压开关、变压器和RTU远程终端设备等设备，能够实时下载交换机工作站的低压电力系统信息，接收和执行规划指令，管理监控和准确收集故障信息，并提供准确的信息以确定交换机工作站远程设备具有故障记录功能，可作为交换机工作站故障监控和确定的基础。开关站远程控制对象主要由高压开关、导线上方高压开关、信号低压开关等组成。状态监视对象包括遥控对象状态信息、低压电器事故信号、低压避雷针报警信号、ups电源状态信息等。测量对象包括自动闭合、全局回路电流、电压、回路电流和活动电源等信息。

结束语

随着我国高铁规模的扩大珠三角城际线路逐步建成投运，GSM-R网络基站开站数量也随之增加的建设也会越来越多，同时随着国家十四五新型基础设施建设规划的施行，民用通信基站覆盖也会持续增强，为了保证GSM-R通信的正常运行，无线电管理部门的城际铁路运营维护的任务越来越艰巨。通过制定GSM-R干扰应急处理机制，细化干扰应急处理流程，极大地提高了干扰响应速度，从而缩短了干扰处理时间，提高了干扰源查找效率，相对减轻了无线电管理部门的工作压力为城际运营提效降本，减轻维保压力，为城际列车安全运行保驾护航，这种机制的制定不失为无线电管理的好措施。

参考文献

[1]徐越,高俊明,蔡亮,曾科智.时速400km高速铁路ZPW-2000轨道电路适应性分析研究[J].铁路通信信号工程技术,2020,17(S1):62-65.

[2]罗依梦,高利民,孟景辉,王晓东,许庆阳.轨道电路动态运行质量综合评价方法应用研究[J].铁路通信信号工程技术,2020,17(S1):110-114.

[3]赵强,张琳娜,王德祥,倪东.供电高次谐波干扰列控信号的原因分析与措施[J].电气化铁道,2020,31(S2):270-274

[4]田亮,杨希.京雄铁路GSM-R通信建设安全保障工作会议召开[J].中国无线电,2020(12):12.

[5]全楠楠,孟景辉,杨树忠,刘晓亮.滤波器对无线网络中干扰问题的作用探讨[J].铁道通信信号,2020,56(12):64-68.