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【摘 要】一直以来，我国铁路无线列调系统使用450 MHz的模拟铁路通信平台，但随着铁路建设水平的提升与路况越来越复杂，传统的模拟式列车无线调度通信系统已经不能满足现有的需求，而且旧的通信设备也不能完美地兼容新型数字设备，因此文章从我国铁路无线列调的现状出发，分析450 MHz通信系统存在的问题及局限性，提供通过分布式基站方案来改造现有的铁路无线列调系统。
【关键词】基站;铁路;无线;列调
【中图分类号】U285.2 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）03-0146-03
0 引言
列车无线调度电话（简称无线列调）是重要的铁路行车通信设备，号称列车行车“三大件”之一，在保证列车正点运行、降低机车能耗、提高通过能力、通告险情、防止事故、救援抢险等方面都具有重要的作用。无线列调系统负责列车的位置与运行方向，其工作成员包括行车调度员、车站值班员、助理值班员、机车司机、运转车长等。自从我国铁路管理体制进行政企分开改革以来，铁路建设与设备投资也上了一个大台阶。2013年，全国铁路投资为5 327.70亿元，机车拥有量为2.08万台，客车拥有量为5.88万台，货车拥有量为68.8万台;2014年全国铁路投资为8 088亿元，机车拥有量为2.11万台，客车拥有量为6.06万辆，货车拥有量为71.01万辆;2015年全国铁路投资为8 238亿元，机车拥有量为2.1万台，客车拥有量为6.5万辆，货车拥有量为72.3万辆;2016年全国铁路投资为8 015亿元，机车拥有量为2.1万台，客车拥有量为7.1万辆，货车拥有量为76.4万辆;2017年全国铁路投资为8 010亿元，机车拥有量为2.1万台，客车拥有量为7.3万辆，货车拥有量为79.9万辆。从以上数据可以看出，我国铁路列车数量从2013年起就已经达到了百万级，需要性能稳定而且抗干扰能力强的专用通信系统才能高效地调度如此庞大的列车群。当前，我国铁路里程约10万km，采用无线列调系统占7万～8万km，但随着铁路建设水平的发展与路况的复杂性，传统的模拟式列车无线调度通信系统已经不能满足现有的需求，而且旧的通信设备也不能完美地兼容新型数字设备。因此，本文从我国铁路无线列调的现状从发，分析450 MHz通信系统存在的问题及局限性，提供通过分布式基站方案来改造现有的铁路无线列调系统。
1 现有无线列调平台架构及存在的问题
1.1 无线列调平台架构
国内铁路无线列调主要采用450 MHz与400 MHz的模拟对讲系统，根据《列车无线调度通信系统制式及主要技术条件（TB/T 3052—2002）》标准，按设备使用区域划分，可分为调度中心设备、车站设备、区间中继设备与列车设备，其中调度中心设备主要包括调度总机、调度命令发送设备等，车站设备主要包括车站电台、调度命令接收装备等，区间中继设备主要包括区间中继电台、低频对称电缆、供电设备等，列车设备主要包括机车电台、便携台等。组网方式包括有线与无线2种，车站电台与机车电台之间采用无线通信方式，车站电台、机车电台与便携台之间采用无线通信方式，调度中心连接采用有线通信方式，便携台与车站台、机车台之间最大距离不超过3 km。供电方式方面，车站台采用交流电源与蓄电池共同供电，交流电源故障时由蓄电池供电，机车台使用列车供电设备，便携台采用电池供电方式，区间中继台使用交流电源与蓄电池供电，也可采用直流远供供电方式。
1.2 无线列调平台存在的问题
随着既有铁路线提速和高速铁路的大规模建设，既有无线列调系统存在的功能单一、频率利用率低、多用户争抢信道、制式不统一等缺陷，已不能适应技术发展与现代化运输生产的需要，不能满足列车控制系统安全信息传输的需求。根据工信部文件，考虑模拟制式的450 MHz频段带宽窄而且频谱利用率较低，停止审批该频段的设备与证书，将450～470 MHz频段指定给IMT业务，因此铁路无法再采购到该频段的设备与系统。
2 铁路无线列调系统改造关键技术
无线列调通信系统的用户包括调度员、机车司机、列车车长、车站值班员，用户之间的通信模式有大三角与小三角2种。大三角模式要求满足调度员可对该调度区段的所有机车进行呼叫、通话，并发布通告，调度员采用选站后群呼方式呼叫司機、司机采用信令方式呼叫调度员并通话，调度员与司机通话时具有越区切换功能，调度员可选站呼叫车站值班员并通话，以及车站值班员可呼叫调度员并通话等功能。小三角模式要求满足车站值班员同频呼叫司机或车长并通话、司机或车长同频呼叫车站值班员并通话等功能。高速铁路建设路线环境较复杂，在并线、编组场、交叉、隧道、枢纽站、山谷与桥梁多弯等地带对信号的稳定性要求较高，传统宏基站由于设计原因不能完全满足这些特殊地形的信号覆盖要求，因此需要考虑更先进的无线信号覆盖技术来解决此类问题。本文拟通过对现有的无线列调系统进行改造，在并线、编组场、交叉、隧道、枢纽站、山谷与桥梁多弯等地带采用分布式基站实现信号覆盖。
2.1 铁路无线列调的组网方式（如图1所示）
我国现有的无线列调系统的频段带宽只有4Mb/s，使得在并线、编组场、交叉、隧道、枢纽站、山谷与桥梁多弯等地带频率资源不足，所以本文拟采用分布式基站对传统基站进行改造，近端设备为无线基带控制单元，远端设备为射频拉远单元，无线基带控制单元与射频拉远单位之间通过光纤连接，这样可以增加小区的覆盖范围和频率利用率，不仅降低了成本，而且提高了组网效率。
2.2 铁路并线/交叉线区段的无线覆盖（如图2所示）
对于铁路并线/交叉线区段的无线覆盖采用分布式基站，在并线区段设置3个基站信号，交叉线区段设置6个基站信号，就可以达到小区切换的唯一性，解决了现有无线列调系统在两条铁路并线/交叉线区段无线信号频率资源不足的问题。
2.3 铁路枢纽地区段的无线覆盖（如图3所示）
对于铁路枢纽地区段的无线覆盖采用共小区技术，在中心区域设置主射频拉远单元，每个节点区域设置辅助射频拉远单元，设备之间通过电缆连接，使得各线路能有效使用频段带宽，而且分布式基站的特点可以满足无线信号能够较好地覆盖和降低无线干扰的要求。
2.4 铁路隧道内的无线覆盖（如图4所示）
对于铁路隧道内的无线覆盖将射频拉远单元设置在隧道内，通过泄漏电缆与隧道外的无线基带控制单元连接，同时将切换点控制单元与无线基带控制单元同步，不仅可以提高系统稳定性，而且可以提高频率利用率。
3 结论与讨论
本文针对现有450 MHz的铁路无线列调系统存在的问题及局限性，从经济性与稳定性角度出发，提出了一种基于分布式基站的无线列调改造方案，不仅能较好地满足铁路专用通信需求，而且能够最大限度地兼容现有的模拟式列车调度通信平台，降低了工程的建设成本。
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[责任编辑：陈泽琦]