铁路行业作为涉及国计民生的重大基础设施和公共事业行业,国家历来高度重视铁路的投资和发展。按照十二五铁路中长期规划,2012年中国高速客运专线总里程将达到13万公里,其中高速铁路达到7.8万公里以上。我国将建成“四横四纵”铁路大动脉,这其中,大西铁路专线是我国中长期铁路规划网的重要组成部分,是太原铁路局首条高速客专铁路,贯穿于晋北及晋南5个地市,是第一条县县设站的客运专线,是山西接入“一带一路”经济带的重要桥梁,也是我国“四纵四横”客运专线路网规划中不可或缺的重要组成部分。
大西高铁北起山西大同,由山西永济跨黄河进入陕西,经临潼入西安。正线全长859公里,山西境内正线长706公里,全线桥隧比例约占全长的78%,共设29个车站。线路设计行车速度250km/h,原平-太原-西安段线上目标值250km/h,在原平至太原区间是中国铁道科学研究院(铁科院)500km的时速冲高试验段。该线建成后,大同至西安旅客列车运行时间将由普通列车的16小时压缩至5个半小时左右,将大大缩短区域内主要城市间以及与全国各区域间的时空距离,满足日趋增长的旅客运输需求,对促进地方区域经济可持续发展将产生重要作用。
大西客运专线示意图
中长期铁路网规划图
1、在新的铁路形势下,大西客专通信系统面临的严峻挑战
大西高铁作为京昆快速铁路客运通道的一部分(京石高速线-石太客专线/忻保城际线(规划中)-大西高速线-西成客专线-成昆城际线),如何在高速运行和复杂环境条件下实现安全、可靠、高效,对通信、信号等各个系统提出严格要求。尤其是7.23事件以后,铁路发展的新形势下,作为承载车地列车控制信号的GSM-R系统而言,必须保证高可靠性和高可用性,面临以下三个主要挑战:
挑战一:在运行速度250KM/h甚至更高速环境下保证无线网络的健壮可靠
时速250km/h相当于每秒一百米的贴地飞行。在如此的高速运行状态下,车地无线网络承载了关系到行车安全的列控信息。一旦网络中断或者发生时延,车载信号系统将无法获得地面控制中心的安全信息,列车将自动减速制动甚至停车,这将严重的影响行车效率,对运力造成影响。
挑战二:如何解决交叉并线区段的频率规划问题
铁路干线,尤其是作为京昆快速铁路客运通道的一部分,在某些区段存在与大张客运专线、石太客运专线以及既有铁路线路交叉的情况。受限于铁路专用无线频率资源,通常在这些交叉并线区段,频率规划和工程设计存在重大挑战。频率干扰也将直接导致网络质量的恶化甚至通信中断。
挑战三:设备部署难度大,维护困难
一条铁路线从站前土建、站后“四电”(通信、信号、牵引、供电)系统联调试运行再到开通,通常要经历3-5年的时间,对于铁路快速发展的需求而言,在保证建设质量的前提下尽可能的缩短通信设备的建设时间将对沿线运力缓解和经济发展起到至关重要的推动作用。通信设备的易部署将对缩短交付时间起到正向作用。与此同时,铁路沿线及装备的养护与维护工作也是铁路局非常关注的,尤其在桥梁、涵洞、隧道等复杂地形处,设备易维护将极大减小维护工作的难度,为铁路运营提供保障。
2、华为高可靠GSM-R解决方案从容面对各种挑战
华为非常荣幸参与并见证了大西客专的建设,在此项目中,华为公司凭借全球领先的无线解决方案研发能力,专注地投入到大西客专GSM-R解决方案的研究与定制工作,推出了端到端的高可靠GSM-R创新解决方案,解决了上述的三个挑战问题:
特点一:实现核心网热备容灾,提供高度行驶下连续稳定可靠的无线信号
面临铁路新形势下对网络高可靠高安全的要求,尤其是做为每个铁路局唯一的核心网设备,其可靠性要求尤为重要,一旦核心网设备故障,将对整个路局范围内GSM-R线路运营带来严重后果。华为提供的核心网设备通过MSC双归属技术和A接口Mini- Flex技术实现MSC实时冗余热备份,瞬间切换,提高了网络的可靠性,实现单个设备故障时对铁路运营业务的影响降到最低。核心网热备容灾方案是新的形势下提升网络安全性的最重要的手段,是中国铁路GSM-R网络建设进入一个新的里程碑。
特点二:业界首次采用分布式基站技术,彻底解决枢纽地区及交叉线路的工程设计难题
针对大西250Km/h高铁线路在枢纽地区、交叉线和并线区段存在频率规划、小区切换控制等难题。华为采用业界前沿的分布式基站共小区技术,简化频率规划、延长小区覆盖、减少小区切换并保证小区切换正确性,实现枢纽地区容量保证、提高网络切换指标,为承载列车控制信号提供安全保障。
特点三:通过强有力交付能力和快速响应能力降低设备部署和维护难度及风险
大西客专作为我国一条寒冷山区的250Km/h高速铁路线,施工地点环境复杂且有效施工期短,给施工交付和联调联试带来严重挑战。面对复杂的交付环境,华为严格按照C3标准要求实施,确保了铁科院动检车仅跑三趟就顺利达标。在项目交付中,华为采用了督导服务制,严格按照里程碑落实交付进度,太原南段13年8月底前完成设备到货,14年1月底完成设备安装及静态验收,14年5月底完成网优和联调联试,14年7月开通运营;太原北段计划14年11月完成设备到货,15年1月底完成设备安装及静态验收,15年4月底完成网优和联调联试,15年6月初开通运营。同时项目实施期间,从项目到货、交付进度、交付质量、客户满意度等方面均明显优于业内水平,在大西客专的验收会上获得了专家评委的一致好评,赢得了客户高层的高度赞扬。
3、结束语
华为为大西客专开发的应用,在铁路运营、技术创新、装备现代化等方面为铁路通信技术主管部门与铁路运营单位创造了价值:
1.运营:通过完善的、端到端的高可靠无线解决方案为太原路局今后的安全、高效运营奠定了坚实基础,为大同至西安的旅客货物运输和区域经济带的发展起到助推作用。
2.技术:开创性地突破无线通信冗余技术和复杂区段覆盖技术,为中国铁路通信技术标准体系的进一步发展奠定基础。
3.装备:进一步提升了铁路通信装备技术的现代化和国产化的水平。
通过自主创新的高可靠性的GSM-R解决方案,华为将铁路无线通信可靠性技术提升到新的高度,让中国铁路通信技术再一次走在了世界前列,让中国速度再一次成为全球焦点。