既有鐵路通信設(shè)備更新改造施工方案探討

齊占宏

(中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，北京 100088)

1 概述

隨著鐵路飛速發(fā)展，鐵路通信設(shè)備也在不斷更新?lián)Q代，部分既有鐵路的通信設(shè)備服役時(shí)間較長(zhǎng)，普遍存在設(shè)備老化，備品備件缺失、停產(chǎn)等問(wèn)題，已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段鐵路運(yùn)營(yíng)維護(hù)的需求，因此對(duì)既有鐵路通信設(shè)備的更新改造勢(shì)在必行。

蘭新鐵路，東起甘肅省蘭州市，西至新疆維吾爾自治區(qū)阿拉山口市，全長(zhǎng)2 423 km，是中華人民共和國(guó)成立后修建的最長(zhǎng)鐵路干線，是構(gòu)成中國(guó)西北地區(qū)鐵路網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。該線對(duì)開發(fā)西北地區(qū)的物產(chǎn)資源，發(fā)展經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)民族團(tuán)結(jié)以及鞏固國(guó)防，都有重要作用。所以，如何減少更新改造對(duì)蘭新鐵路運(yùn)輸?shù)挠绊懀┕し桨傅倪x擇尤為重要。

2 工程概況

本次蘭新鐵路通信設(shè)備更新改造的范圍是蘭州至張掖，線路正線長(zhǎng)547 km，共涉及39 個(gè)站點(diǎn)。新增同步數(shù)字系列（SDH）10 G 傳輸設(shè)備10臺(tái)，SDH2.5G 傳輸設(shè)備39 臺(tái)，光纖線路終端設(shè)備（OLT）4 臺(tái)，光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）32 臺(tái)，光纖配線架6 臺(tái)，各類配線柜70 臺(tái)，列頭柜8 臺(tái)，48 V/1 500 A 高頻開關(guān)電源柜3 臺(tái)，48 V/300 A 高頻開關(guān)電源柜30 臺(tái)，2 000 AH/2 V 閥控式鉛酸蓄電池6 組，200 AH/12 V 閥控式鉛酸蓄電池64 組，電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)備3 套，電源及環(huán)境監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備32 套，數(shù)據(jù)網(wǎng)匯聚路由器4 臺(tái)，數(shù)據(jù)網(wǎng)大站路由器18 套，數(shù)據(jù)網(wǎng)小站路由器48 套。

新設(shè)備安裝完成后，需將既有設(shè)備上的在用業(yè)務(wù)倒接至新設(shè)備，如電源倒接、傳輸系統(tǒng)承載的各種業(yè)務(wù)倒接、接入網(wǎng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)倒接。倒接完成后，拆除既有電源系統(tǒng)和傳輸、接入系統(tǒng)等設(shè)備。由此可見，改造設(shè)備多、影響范圍廣、施工難度大。

下面以蘭新鐵路比較具有代表性的中間站，永登站通信設(shè)備更新改造施工方案為例進(jìn)行探討。

3 改造方案

3.1 新設(shè)備安裝

永登站既有通信機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)有SDH622 M 傳輸設(shè)備1 臺(tái)，接入網(wǎng)設(shè)備1 臺(tái)，高頻開關(guān)電源設(shè)備1臺(tái)，蓄電池2 組，光纖在線監(jiān)測(cè)設(shè)備1 臺(tái)，數(shù)調(diào)分系統(tǒng)設(shè)備1 臺(tái)，車站電臺(tái)1 臺(tái)，綜合配線柜1 臺(tái)。

本次新設(shè)SDH10 G 傳輸設(shè)備1 臺(tái)，SDH2.5 G傳輸設(shè)備1 臺(tái)，光網(wǎng)絡(luò)單元1 臺(tái)，綜合配線柜2 臺(tái)，48 V/330 A 高頻開關(guān)電源柜1 臺(tái)，200 AH/12 V閥控式鉛酸蓄電池2 組，電源及環(huán)境監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備1 套，數(shù)據(jù)網(wǎng)大站路由器2 臺(tái)。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，機(jī)房在空間上滿足新設(shè)備的安裝需要，可直接進(jìn)行安裝施工。如果機(jī)房空間不滿足要求，則需要考慮先整合既有機(jī)房的設(shè)備，為新設(shè)備安裝提供必要空間。

既有的設(shè)備布線方式為下走線，在機(jī)柜背側(cè)。為避免新設(shè)備的配線和既有配線在空間上的沖突，本次采取上下走線相結(jié)合的方式，2 M 線、尾纖、網(wǎng)線均敷設(shè)在機(jī)柜上方的走線架上。電源線、地線、光纜采取下走線方式，敷設(shè)在機(jī)柜正面。

3.2 電源倒接

永登站通信機(jī)房為兩路外電引入，能夠有效保證電源連續(xù)供電不中斷。因此從既有室內(nèi)配電箱接引兩路電源至新設(shè)高頻開關(guān)電源，在確認(rèn)高頻開關(guān)電源內(nèi)部無(wú)短路及斷路、機(jī)柜接地良好后，開啟新設(shè)高頻開關(guān)電源，并接入2 組電池組，待正常運(yùn)行后依次接入新設(shè)傳輸設(shè)備、光網(wǎng)絡(luò)單元、電源及環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)路由器。

既有通信設(shè)備自身為兩路供電，分為主用和備用。在倒接前需要先對(duì)既有設(shè)備進(jìn)行電源切換試驗(yàn)，確保設(shè)備兩路電源中的一路斷電后，另一路不受影響繼續(xù)給設(shè)備供電。試驗(yàn)無(wú)誤后，再將既有設(shè)備的電源倒接至新設(shè)高頻開關(guān)電源，倒接時(shí)應(yīng)先倒接主用電源，確認(rèn)設(shè)備運(yùn)行正常后，再倒接備用電源，保證設(shè)備電源不中斷，業(yè)務(wù)不受影響。

3.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)倒接

系統(tǒng)業(yè)務(wù)倒接是此方案的關(guān)鍵點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

3.3.1 倒接前準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行業(yè)務(wù)倒接前，需要詳細(xì)調(diào)查各既有設(shè)備所承載的業(yè)務(wù)，與設(shè)備管理單位確認(rèn)業(yè)務(wù)臺(tái)賬，并對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行梳理，確定影響范圍。

永登站既有業(yè)務(wù)為：ONU 的2 M 電路，ONU網(wǎng)管2 M 電路，信息2 M 電路，數(shù)調(diào)2 M 電路，列車調(diào)度指揮系統(tǒng)（TDCS）2 M 電路，信號(hào)集中監(jiān)測(cè)2 M 電路，電務(wù)視頻監(jiān)控2 M 電路，公安網(wǎng)2 M 電路和自動(dòng)電話。

其中屬于營(yíng)業(yè)線施工的業(yè)務(wù)為：數(shù)調(diào)2 M 電路、TDCS 的2 M 電路。影響范圍是相鄰兩站之間的數(shù)調(diào)、TDCS 的正常使用。因?yàn)闃I(yè)務(wù)一旦中斷就會(huì)影響行車，存在較大的風(fēng)險(xiǎn)，需在天窗點(diǎn)內(nèi)施工。

屬于臨近營(yíng)業(yè)線施工的業(yè)務(wù)為：ONU 的2 M電路，ONU 網(wǎng)管2 M 電路，信息2 M 電路，信號(hào)集中監(jiān)測(cè)2 M 電路，電務(wù)視頻監(jiān)控2 M 電路，公安網(wǎng)2 M 電路和自動(dòng)電話。影響范圍是本站相關(guān)業(yè)務(wù)的正常使用，不影響行車業(yè)務(wù)，正常進(jìn)行倒接即可。

除上述內(nèi)容外，還需確認(rèn)各設(shè)備情況如下。

1）電源設(shè)備：電源設(shè)備調(diào)試完成，數(shù)據(jù)正常，各整流模塊轉(zhuǎn)換正常，纜線布放規(guī)范。

2）傳輸設(shè)備：新設(shè)2.5 G 傳輸設(shè)備利用既有2 條光纜的4 芯構(gòu)成通道保護(hù)網(wǎng)。核對(duì)纖芯運(yùn)用及DDF 架、ODF 架標(biāo)簽、標(biāo)識(shí)正確；傳輸網(wǎng)管數(shù)據(jù)配置完成，各傳輸網(wǎng)元光功率正常，傳輸保護(hù)功能試驗(yàn)正常；DDF 架到所需割接2 M 電路局端設(shè)備的纜線布放完成。

3）電源與環(huán)境監(jiān)控設(shè)備：電源與環(huán)境監(jiān)控網(wǎng)管功能正常，各監(jiān)控網(wǎng)元功能試驗(yàn)正常。

4）接入網(wǎng)設(shè)備：新設(shè)接入網(wǎng)網(wǎng)管功能正常，新設(shè)OLT 設(shè)備接入程控交換機(jī)，進(jìn)行各接入網(wǎng)元臨時(shí)下發(fā)自動(dòng)號(hào)，進(jìn)行撥叫試驗(yàn)，下發(fā)2 W/4 W 音頻電路，Z 接口板直通電話進(jìn)行試驗(yàn)；ONU 配線模塊至綜合柜纜線布放完成。

5）數(shù)調(diào)設(shè)備：既有數(shù)調(diào)網(wǎng)管功能正常，環(huán)切換試驗(yàn)正常，調(diào)度值班臺(tái)、車站值班臺(tái)試驗(yàn)正常，各中間站分系統(tǒng)供電模塊具備，數(shù)調(diào)分系統(tǒng)配線模塊至綜合柜纜線布放完成。

6）TDCS 設(shè)備：通信機(jī)械室內(nèi)新設(shè)傳輸設(shè)備至信號(hào)機(jī)械室內(nèi)業(yè)務(wù)端口2 M 線纜布放完畢，天窗點(diǎn)內(nèi)撤除既有通信設(shè)備至信號(hào)機(jī)械室業(yè)務(wù)線纜，更換為新設(shè)傳輸設(shè)備至信號(hào)機(jī)械室新線纜。配合電務(wù)部門完成TDCS 設(shè)備的調(diào)試工作。

7）完成其余各業(yè)務(wù)的纜線布設(shè)工作。

3.3.2 業(yè)務(wù)倒接方案比選

因?yàn)閿?shù)調(diào)業(yè)務(wù)和TDCS 業(yè)務(wù)是影響相鄰兩站之間的業(yè)務(wù)，所以倒接方案有兩種。永登站與相鄰兩站的位置關(guān)系如圖1 所示。

圖1 車站位置示意圖Fig.1 Station location diagram

方案一：采取兩站一區(qū)間的倒接方式（馬家坪站至永登站區(qū)間）。將2 M 電路由舊傳輸設(shè)備全部倒接至新開通的SDH2.5 G 設(shè)備。每站既有業(yè)務(wù)鏈路均為雙向鏈路互為保護(hù)，天窗點(diǎn)內(nèi)兩站同一側(cè)業(yè)務(wù)同時(shí)開始倒接，即馬家坪對(duì)永登方向和永登站對(duì)馬家坪方向。待既有用戶設(shè)備至新設(shè)傳輸2.5 G 設(shè)備連接后，由網(wǎng)管進(jìn)行確認(rèn)，業(yè)務(wù)正常后，再拆除倒接完畢這一側(cè)的既有電路。如倒接業(yè)務(wù)出現(xiàn)問(wèn)題，則恢復(fù)初始狀態(tài)。同一天窗點(diǎn)內(nèi)，只倒接兩站同一側(cè)業(yè)務(wù)。

此方案的優(yōu)點(diǎn)為可靠性高，同一天窗點(diǎn)內(nèi)只對(duì)兩個(gè)車站和一個(gè)區(qū)間進(jìn)行業(yè)務(wù)倒接，倒接過(guò)程中查找問(wèn)題簡(jiǎn)單。即使倒接不成功，可立刻恢復(fù)既有業(yè)務(wù)，不影響相鄰區(qū)間的相關(guān)行車業(yè)務(wù)。缺點(diǎn)是倒接一個(gè)車站的業(yè)務(wù)需要兩個(gè)天窗點(diǎn)才能完成，面對(duì)站點(diǎn)多，線路長(zhǎng)的情況時(shí)，逐站進(jìn)行倒接，整體完成倒接業(yè)務(wù)的工期較長(zhǎng)。

方案二：采用三站兩區(qū)間的倒接方式（馬家坪站、永登站、中堡站及區(qū)間），將2 M 電路由舊傳輸設(shè)備全部倒接至新開通的SDH2.5 G 設(shè)備，天窗點(diǎn)內(nèi)永登對(duì)馬家坪方向、永登對(duì)中堡方向兩側(cè)業(yè)務(wù)同時(shí)開始倒接，既有用戶設(shè)備至新設(shè)傳輸2.5 G 設(shè)備連接后，由網(wǎng)管進(jìn)行確認(rèn)。業(yè)務(wù)正常后，再拆除倒接完畢的兩側(cè)既有電路。如倒接業(yè)務(wù)出現(xiàn)問(wèn)題，則恢復(fù)初始狀態(tài)。

此方案的優(yōu)點(diǎn)為工期時(shí)間短，效率高，只需要一個(gè)天窗點(diǎn)即可完成一個(gè)站的業(yè)務(wù)倒接。缺點(diǎn)是影響范圍大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，因?yàn)榧扔袠I(yè)務(wù)缺少雙向鏈路保護(hù)，永登站相鄰的兩個(gè)區(qū)間均受影響。一旦出現(xiàn)倒接不成功的情況，查找問(wèn)題困難，恢復(fù)業(yè)務(wù)時(shí)間長(zhǎng)。

在營(yíng)業(yè)線施工中，首先應(yīng)保證運(yùn)營(yíng)安全，既有業(yè)務(wù)不能中斷，要將安全風(fēng)險(xiǎn)降至最低，故上述兩種方案中選擇第一種方案進(jìn)行施工。

3.4 既有設(shè)備拆除

在各項(xiàng)業(yè)務(wù)倒接完畢后，確認(rèn)業(yè)務(wù)運(yùn)行狀態(tài)良好，即可將既有傳輸設(shè)備、接入設(shè)備、既有高頻開關(guān)電源依次下電，拆除各連接纜線，最后將機(jī)柜整體拆除。至此，既有機(jī)房更新改造工作完成。

4 結(jié)束語(yǔ)

鐵路既有設(shè)備更新改造是提高鐵路運(yùn)輸設(shè)備技術(shù)水平，保障鐵路運(yùn)營(yíng)安全、改善運(yùn)輸服務(wù)品質(zhì)的重要手段。既有通信設(shè)備更新改造不同于新建工程，因?yàn)槭┕み^(guò)程直接影響鐵路的運(yùn)營(yíng)安全，技術(shù)要求高，安全風(fēng)險(xiǎn)大，所以保證新設(shè)備順利啟用，既有業(yè)務(wù)順利倒接是整個(gè)更新改造工程的關(guān)鍵。本文對(duì)蘭新鐵路的站點(diǎn)改造方案進(jìn)行探討，可以為類似工程施工方案的選擇提供參考。