高鐵提速通信改造施工要點分析

許智勇

（中國鐵建電氣化局集團有限公司，北京 100043）

1 引言

通信系統(tǒng)改造是高鐵提速工程的重要內(nèi)容， 涉及高鐵提速后的通信質(zhì)量，代表著高鐵建設(shè)的綜合水平。 在通信改造施工中，會存在諸多問題，尤其是在現(xiàn)有系統(tǒng)、周邊系統(tǒng)與新建系統(tǒng)的銜接上，如果設(shè)計、組織管理不當，或者相關(guān)單位配合不好，則會增加施工過程中的不確定性因素，影響高鐵系統(tǒng)的運行安全和穩(wěn)定。 且面對復雜的外部條件，必須加強技術(shù)措施控制，盡可能降低人為因素產(chǎn)生的干擾。

2 工程概況

既有貴陽至廣州鐵路是西南地區(qū)通達華南沿海地區(qū)的重要區(qū)際鐵路通道，跨黔、桂、粵三省區(qū)，由位于貴州省貴陽市的貴陽北站引出，經(jīng)龍里，穿斗篷山至都勻，而后由三都沿都柳江經(jīng)榕江、從江進入廣西壯族自治區(qū)，跨融江和焦柳鐵路，經(jīng)柳州市三江，穿天平山隧道，經(jīng)桂林后跨漓江，繼續(xù)經(jīng)恭城、鐘山、賀州進入廣東省境內(nèi)，再經(jīng)懷集，跨北江，經(jīng)肇慶、三水、佛山進入廣州樞紐廣州南站。 線路長度856.899 km， 運營長度866.758 km。 在龍里北至三水南段提速改造工程中，龍里北至肇慶東維持既有平縱斷面、軌道超高、隧道凈空面積等不變，提速至300 km/h（局部限速），肇慶東至三水南提速至250 km/h，其余地段維持既有。

3 高鐵提速通信改造施工要點分析

3.1 相關(guān)工程配合改造需求

本線引入各樞紐（貴陽樞紐、桂林樞紐、廣州樞紐），利用局干既有光傳送網(wǎng)（OTN 環(huán)）既有傳輸設(shè)備，提供至調(diào)度中心（成都、南寧、廣州）的傳輸通道。 本工程利用舊數(shù)據(jù)網(wǎng)核心路由器、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)區(qū)域中心、既有局干OTN、隧道防災救援應急電話中心、網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)、電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等中心設(shè)備，根據(jù)本工程需求擴容，需要運營維護單位配合實施。本工程部分車站利用既有通信機房，部分車站、區(qū)間節(jié)點根據(jù)工程需求應對既有房屋擴建或調(diào)劑， 需運營維護單位全程配合車站房屋調(diào)劑、無線通信雙網(wǎng)改造，還涉及部分通信設(shè)備的搬遷工程，其中，行車安全的通信設(shè)備在搬遷時，必須采用先開通后拆除的順序施工，避免影響既有系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)，在新建設(shè)施未開通之前，所有用戶只能在既有設(shè)施中過渡。 本工程利用路局既有移動交換中心（MSC 設(shè)備），屆時需要運營維護單位配合實施。

3.2 通信子系統(tǒng)改造要點

本工程涉及以下通信子系統(tǒng)的改造工程：傳輸系統(tǒng)、電話交換及接入網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、移動通信系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、綜合網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、通信電源、通信防雷、電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、通信線路、應急通信、綜合布線[1]。

每個子系統(tǒng)改造都需要在現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上進行， 并從長遠發(fā)展的角度出發(fā)，以提高改造方案的實用性、合理性和可持續(xù)性。 以傳輸系統(tǒng)改造為例，國干傳輸系統(tǒng)設(shè)備維持運營，新設(shè)OTN 系統(tǒng)，納入各局局干OTN 網(wǎng)管；新建的OTN 系統(tǒng)采用40 波，單波10 G/100 G 混傳平臺，初期計劃開通100 G波道116 條、10G 波道2 條。 車站及區(qū)間接入層傳輸系統(tǒng)中，既有匯聚層10 G 傳輸系統(tǒng)、622 M 傳輸系統(tǒng)繼續(xù)使用， 提供無線通信所需的B 網(wǎng)通道，在車站新設(shè)SDH2.5 Gb/s 傳輸系統(tǒng)設(shè)備各1 套，通過新敷設(shè)的2 條48 芯光纜各2 芯；在車站間組成（1+1）MSP 保護，在區(qū)間基站新設(shè)SDH622 Mb/s 傳輸設(shè)備各1 套，通過新敷設(shè)的2 條48 芯光纜各2 芯；在車站間組成2纖通道保護環(huán)，提供無線通信所需的A 網(wǎng)通道，新增的RBC 機房內(nèi)新設(shè)SDH622 Mb/s 傳輸設(shè)備各2 套。本工程完工后，部分基站改為直放站，但房屋、用電均維持既有不變?？紤]到既有隧道應急電話、應急通信、電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等業(yè)務(wù)的接入，對既有的傳輸設(shè)備保留，不予拆除，基站作為視頻匯集點保留。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范，新增的傳輸系統(tǒng)均考慮接入鐵路局既有傳輸網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備， 以滿足日志審計、 防火墻等主要功能需求。OTN 系統(tǒng)利用系統(tǒng)自身的光監(jiān)控通道（OSC）進行時鐘同步信號傳送，傳輸設(shè)備采用線路同步方式。 完善網(wǎng)管設(shè)備和網(wǎng)管終端，傳輸網(wǎng)管設(shè)備接入通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)。 另外，做好與既有系統(tǒng)的互聯(lián)改造，保證整個傳輸子系統(tǒng)能夠順暢、高效運行。

3.3 通信改造施工管理重點

3.3.1 安全施工

通信改造工程施工應嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行， 對物資采購、運輸、倉儲、安裝敷設(shè)、開通調(diào)試、驗收等全過程實施有效的質(zhì)量管控和安全防范。 本線為既有線施工，對影響行車和施工安全的每個環(huán)節(jié)都必須強化管理， 確保行車和施工安全。 新設(shè)通信設(shè)備接入既有系統(tǒng)時，施工單位應調(diào)查清楚既有現(xiàn)狀，并請相關(guān)運營、維護單位協(xié)調(diào)配合，確保既有通信系統(tǒng)安全、正常運轉(zhuǎn)。 既有通信機房進行改擴建工程，需搬遷部分通信設(shè)備，有涉及行車安全的通信設(shè)備搬遷時，必須采用先開通后拆除的順序施工， 避免影響既有系統(tǒng)安全運轉(zhuǎn)。 在施工中，應堅持“安全第一、預防為主”的原則，建立健全安全保證體系，建立安全生產(chǎn)責任制，安全責任實行逐級負責制；要做到思想教育保證、組織保證、工作保證、制度保證、經(jīng)濟保證，防患于未然；涉及有登高的施工作業(yè)，應按國家相關(guān)規(guī)定由具備相關(guān)資質(zhì)的人員、采取相應的安全保護措施進行作業(yè)[2]。

3.3.2 技術(shù)管理

加強施工技術(shù)管理、堅持技術(shù)復核制、采取有效的技術(shù)管理手段提高工程質(zhì)量。 工程技術(shù)人員應保證施工圖紙審查、技術(shù)交底、施工測量的及時準確，以及各項資料的完好保存。 收到設(shè)計文件后，應在開工前組織有關(guān)技術(shù)人員進行會審，對存在的疑問及時與設(shè)計單位聯(lián)系解決。 新建通信房屋已由房建專業(yè)預留溝槽管洞、接地端子，通信集成商或承包商應提前介入，及時配合檢查，以便通信工程后續(xù)施工。 如果房建專業(yè)預留的溝槽管洞及接地端子遺漏或位置不合適， 應通過業(yè)主協(xié)商房建專業(yè)補打孔洞，補充接地端子。 自行打孔時，應避開房屋結(jié)構(gòu)梁、柱，或征得房建專業(yè)的同意。 密切結(jié)合路局運營部門意見協(xié)調(diào)施工，保證既有系統(tǒng)連續(xù)運行及工程質(zhì)量。 對于可能影響既有設(shè)備運營， 以及站房內(nèi)機房調(diào)劑、 既有機柜搬遷時，施工組織方案必須經(jīng)建設(shè)、監(jiān)理、運營等多方審查同意后方可實施。 本工程既有GSM-R 系統(tǒng)鐵塔、漏纜及吊具均利舊使用，運營維護單位將對這些設(shè)備進行提質(zhì)改造，以確保其滿足本工程列車驗收和運用的電氣、機械等性能指標，并確認其是否符合時速要求。

3.3.3 線纜敷設(shè)

嚴格控制電纜工程施工質(zhì)量。 （1）線纜均采用無鹵、低煙、阻燃材料， 管槽均采用阻燃型材料， 電纜槽均采用防火型蓋板，穿墻洞和樓板洞時需作防火封堵。 （2）電纜訂貨時，應根據(jù)現(xiàn)場實際長度訂貨， 盡量避免中間接頭。 無法避免中間接頭時，應注意電纜頭的安裝施工，避免因電纜頭安裝不當而造成連接部位長期發(fā)熱， 造成火災事故影響電纜線路安全運行。（3）纜線布放應按照綜合布線標準實施，盡量避免經(jīng)過強電區(qū)，電源線與弱電線路平行敷設(shè)時，平行間距應≥0.2 m。 （4）室內(nèi)線纜主要采用鋼管防護， 光電纜和電源線應穿放于不同的鋼管中，引入機房后敷設(shè)于防靜電地板下不同的線槽內(nèi)，站房、信號樓及其他房屋等室內(nèi)線纜應盡量利用綜合布線橋架、線槽等防護設(shè)施進行敷設(shè)； 室外區(qū)間線纜應通過站前專業(yè)預設(shè)電纜槽進行防護，跨水溝、跨電力電纜槽采用鋼管加混凝土包封防護。 （5）新舊機房之間采用雙通道進行溝通（電源線、其他配線分離設(shè)置），在C3 段區(qū)間基站新增機房1 棟，新舊機房之間預埋4 根φ100 mm 鋼管溝通；當新老機房之間的通道位于室外時需密閉， 通道內(nèi)及通道接頭處不得有雨水或其他液體入侵；通道內(nèi)的通信纜線（特別是直流電源線）必須采取防水材料包封，不得裸露在通道內(nèi)[3]。

3.3.4 設(shè)備安裝

各設(shè)備應安裝牢固， 所有螺栓均按彈平墊+ 雙螺母方式緊固，螺紋露出長度不小于15 mm，支架與鋼柱和鐵塔角鋼前后接觸面均需加裝減震墊。 攝像機支架、設(shè)備箱箱體均采用不銹鋼材質(zhì)，黑色金屬采用3 級熱滲鋅防腐。 通信設(shè)備禁止安裝在有隔離開關(guān)的接觸網(wǎng)支柱上， 現(xiàn)場實施時， 如發(fā)現(xiàn)上述情況，施工單位應及時通知監(jiān)理、建設(shè)、設(shè)計單位變更安裝位置。本工程需在既有視頻桿、接觸網(wǎng)桿上加掛攝像頭，安裝時，需確保視頻攝像機安裝不影響桿、 柱的基本功能。 安裝設(shè)備箱時，應注意提前探明安裝位置，不得與接觸網(wǎng)、接觸網(wǎng)墜坨限制架發(fā)生沖突。 室外設(shè)備箱背朝列車開行方向安裝，開啟位置位于線路外側(cè)，安裝高度應符合人體工學標準。 室外攝像機安裝高度距軌面應≤2.6 m，與接觸網(wǎng)帶電體、10 kV 電力線及其他高壓線間的最小安全距離應≥2 m； 并應滿足防風要求，在暴風雨中不發(fā)生抖動或傾斜， 強風地帶立柱安裝時應采取深埋、鋼筋混凝土基礎(chǔ)加固、打拉線等措施，充分重視正常行車時的風壓影響；還應滿足與正線、電力設(shè)備及牽引供電設(shè)備間的安全倒桿距離要求，必要時應采取額外防護措施。 本線通信機房內(nèi)除貴廣線設(shè)備外，還安裝有國干傳輸系統(tǒng)設(shè)備，在對貴廣線既有電源設(shè)備進行更換前， 特別注意調(diào)查清楚既有設(shè)備的供電情況，將新的通信電源系統(tǒng)安裝并供電開通后，才能拆除既有電源設(shè)備。 本工程拆除了部分安裝在隧道洞口側(cè)壁、漏纜輔助桿、附近建筑物、接觸網(wǎng)桿上的隧道口攝像機，拆除時還需將其附屬設(shè)施一并拆除， 防止既有附屬設(shè)施由于年久失修掉落，影響行車安全。

3.3.5 綠色施工

在保證施工質(zhì)量、效率、安全的同時，本工程嚴格遵循綠色施工理念，盡可能降低施工活動產(chǎn)生的負面影響。 （1）在節(jié)約能源方面，通信設(shè)備選擇耗電量小的設(shè)備，干線層及接入層傳輸系統(tǒng)、數(shù)字調(diào)度系統(tǒng)、程控交換機等通信設(shè)備均采用集成元件，大大減少了通信設(shè)備電源的耗電量。 長途通信線路采用了以二氧化硅為原料的光纜線路和對稱低頻電纜， 減少了長途通信線路中銅材料的消耗，節(jié)省了銅材料資源；地區(qū)通信線路盡量采用光纜線路， 減少了地區(qū)通信線路中銅材料的消耗量，節(jié)省了銅材料資源。 通信電源采用智能化電源設(shè)備，對通信設(shè)備集中供電， 效率大于0.85， 使用閥控式全密封蓄電池組。 在滿足系統(tǒng)覆蓋的前提下盡量降低GSM-R 系統(tǒng)基站發(fā)射功率和天線掛高以減少電磁輻射對周圍環(huán)境的影響。 （2）在環(huán)境保護方面， 本工程通信干線光電纜均利用既有電纜槽進行敷設(shè)，分別引入部分光電纜采用直埋設(shè)方式，施工時，避免開挖電纜溝引起的水土流失及綠化植被的破壞； 通信電源均采用集成電路元件的高頻開關(guān)電源整流和配電設(shè)備， 降低了交流電頻的噪聲。 采用免維護密封鉛蓄電池，消除了維護時沖洗鉛蓄電池引起對土壤酸堿度的破壞， 對鐵路沿線的土壤起到了保護的作用。

4 結(jié)語

綜上所述，高鐵提速是大勢所趨，有利于提升交通通行效益，同時，高鐵提速對通信工程提出了更高的要求，在工程改造時，需要結(jié)合現(xiàn)有情況，對傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信、移動通信、視頻監(jiān)控、綜合網(wǎng)絡(luò)、防雷接地等諸多子系統(tǒng)進行更新改造。高鐵提速通信改造施工需要兼顧質(zhì)量、安全、工期、成本、生態(tài)等多個目標，必須明確施工和管理要點，才能維護工程建設(shè)的順利進行。