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科学技术论文

地铁隧道移动通信网络施工及技术探讨

时间:2019年09月20日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:在城市化发展背景下,城市轨道交通快速建设,大中型城市地铁隧道客流量大、网络信息需求大,因此,在地铁隧道建设过程中,合理设计、应用地铁隧道移动通信网络技术是必要的。以广州地铁21号线公网覆盖项目为例,探讨了网络覆盖项目的地铁隧道建设现状

  摘要:在城市化发展背景下,城市轨道交通快速建设,大中型城市地铁隧道客流量大、网络信息需求大,因此,在地铁隧道建设过程中,合理设计、应用地铁隧道移动通信网络技术是必要的。以广州地铁21号线公网覆盖项目为例,探讨了网络覆盖项目的地铁隧道建设现状、工程建设难点与亮点以及移动通信网络技术的创新应用。

  关键词:地铁隧道工程;移动通信网络技术;公网覆盖;漏缆安装;维护创新

地铁隧道

  广州地铁21号线公网覆盖项目建设规模范围大、辐射地区多,项目建设的关键在于推动地铁隧道移动通信网络技术持续发展创新,结合管理创新、技术创新实现项目建设质量全方位提高。该项目建设完毕后,将成为华南地区完成网络覆盖的最长地铁线路,对广州实现城市和网络全面“东进”具有重要战略意义。

  1广州地铁21号线公网覆盖项目工程概况

  广州地铁21号线起点站为员村站,终点站为增城广场,全程21站,其中包括地下车站17站,高架车站4站,另有7站换乘站。该项目隧道全长约为66.2km,其中隧道52.2km(含穿山隧道6.8km、车辆段隧道2.6km),地上线14km。广州地铁21号线公网通信覆盖项目采用了室内分布系统,即13进2出多系统合路平台(PointofInterface,POI),包括了合路移动、联通、电信等10个系统以及13个频段信号,另外预留3个5G频段等待后期接入。工程东段2018年5月26日开工,2018年12月28日已经交付使用。

  2广州地铁21号线公网覆盖项目工程建设亮点与难点

  广州地铁21号线公网覆盖项目工程建设难点与亮点兼顾,在发现建设难点过程中不断积累解决经验,推出相应创新应用解决技术难题,下文分别展开介绍。

  2.1通4G备5G技术的应用

  首先,考虑到目前旅客在乘坐地铁列车过程中的4G网络刚需,充分考虑后期5G网络的建设应用,因此,中国铁塔股份有限公司协同广州地铁运营商在21号线站台同站厅、机房、隧道等位置前瞻性引入了新型的室内分布覆盖方式,即在建设4G网络的同时也为5G网络预留传输光缆、电源、线槽以及机房配套资源。这种通4G备5G的做法也为将来21号线运营5G等实现5G全面覆盖奠定了基础,有效规避了后期重复投资、建设等不利状况发生[1]。

  2.2样板站定标施工技术应用

  在项目实施前,对施工工艺标准、方法、规范等进行了探讨,在经过多次实践后确定了规范和标准。同时,按照组织首站定标,邀请工信委、铁塔总部及省市、各运营商、地铁等多个公司、部门的专家学者参与样板站定标,最终确定技术方案及施工等内容,再推广全线使用。

  2.3抑制干扰提升通信质量技术应用

  21号线在地铁线路内部建设了由3家运营商共13套公网设备共同组成的公网分布系统,同时,地铁中还设置了专网系统及WLAN口。考虑到各种系统之间存在的不同程度信号干扰,因此,必须采取抑制干扰并提升公网通信质量的有效方法。根据POI的隔离要求指标(﹣80dB)全部采用到了功率为500W、三阶互调小于﹣150dBc的高品质无源器件,科学抑制系统之间所存在的干扰情况,大幅提升公网分布系统通信质量,奠定项目顺利交付验收基础。

  2.4施工作业困难

  21号线路地铁隧道采用了盾构施工方法,即利用盾构隧道解决地铁所处断裂带施工难问题,保证盾构线路施工先后穿过大观南路、车陂路人行隧道、车陂路车行隧道、东环架空匝道桥等重要交通路段。但是另一个问题是盾构结构施工所带来的巨大噪音及振动影响,地质条件及空气湿度等都为安全施工带来极大挑战,也不利于某些移动通信网络技术的应用,且施工时段严格受限。

  2.5质量管控资源协调困难

  广州地铁拥有世界地铁协会颁发的“地铁运营安全世界第一”的称号,其对地铁系统中所有公网通信、光电漏缆以及设备点的材料及安装要求极为苛刻,而且施工中存在诸多交叉作业、同步施工、资源协调困难问题,这些问题极大程度上增加了工程质控难度,也导致工程建设中协调工作困难重重。

  3广州地铁21号线公网覆盖项目工程移动通信网络技术创新应用

  此次广州地铁21号线公网覆盖项目工程中存在诸多的移动通信网络技术项目创新应用,例如,业界领先的漏缆安装技术、2100M及以下频段的透传覆盖解决方案、射频拉远单元(RemoteRadioUnit,RRU)机柜安装维护技术、体系化室内外综合解决方案等。下文主要节选其中几种关键创新技术应用展开分析。

  3.1漏缆安装技术方案应用分析

  21号线公网覆盖项目采用了当前业界领先的漏缆安装技术,它是由广州地铁总体设计展开的隧道机电方案技术。在该技术方案设计之前,广州地铁也与中国铁塔服股份有限公司及设计院进行了大量交流沟通,最终商讨确定采用业界领先的漏缆安装技术方案,即在五托托臂上下两端定制漏缆卡具螺丝孔,将漏缆直接安装在托臂上,更接近车体,信号覆盖效果良好,且该方案可在施工中减少使用钉墙卡具20.3万个,大量减少划线与打孔施工量。

  该项目的漏缆安装技术方案包括了以下流程:线路复测→单盘测试→卡具安装→漏缆敷设→漏缆连接器安装→测试在漏缆连接器安装过程中,主要基于漏泄同轴电缆连接器实施安装,保证连接器将DC-BLOCK直流阻断器、电功终端匹配负载连接起来。在接头处理部一定要保证漏缆信号发射槽道一致,在该项目施工中就采用了专用接头,抱枕接头部位对应铜管内部并进行清理,保证屏蔽层与导通层隔离不搭接,在安装完毕后还要利用万用表对接头进行短路测试。在同轴漏缆设备安装过程中必须进行接地处理。

  首先,接地之前需要对其跳线与射频线进行检查,其次,保证避雷器接地,如此可确保1/2射频电缆被有效引入隧道壁上,最后,再在隧道外侧安装防护钢管,钢管同样紧贴隧道壁位置。在该项目中,设置钢管长度为2.5mm,将其引导至通信电缆槽道之内,并在相邻1/2射频电缆卡位置之间预留500mm间距。

  漏缆安装完毕后进行测试,首先,对系统线路的直流电气特性、绝缘介电强度、外导体直流电阻、绝缘电阻等进行测试,保证各项指标均满足规范要求。其次,要对线路系统中的交流电气特性进行测试,发现其电压驻波比与传输衰减状况,保证指标测试结果符合设计要求[2]。

  3.22100M及以下频段透传覆盖解决技术方案应用分析

  降本增效,节约投资,同时在地铁隧道减少设备、降低安全隐患,成立专项攻关小组,联合POI厂家、运营商、地铁联合设计创新完成“透传POI”设备,将移动、联通、电信3家2100M频段以下的所有信号透传过POI,延长2100M以下信号的覆盖长度,同时,该POI处可合路2300M/2600M频段信号,完成高频段信号的补充覆盖。该工程项目中采用到了2100M及以下频段的透传POI覆盖方式,减少运营商至少20%的设备投资成本。该技术应用可满足该项目中3家运营商的地铁隧道移动通信公网覆盖需求,也可为广州地铁减少隧道内移动通信网络通信设备的安装数量[3]。

  3.3RRU机房配套技术方案应用分析

  21号线路还采用了RRU机房配套的创新技术项目,综合多地方机房建设经验,将RRU由机柜安装改造为机架安装,以方便运营商RRU与铁塔POI进行后期维护,有效提升设备散热性,且确保设备可扩容位置有所增加。在安装过程中,将RRU挂墙安装并整件对准卡板位置,利用4个内六角圆柱头螺钉将RRU机箱挂墙固定。另外,还要为RRU安装覆盖设备,用4个M6螺钉将覆盖设备固定在机柜顶部把手位置。在隧道光电箱、POI下方各设计一个脚踩支架平台,方便施工人员维护,避免因踩踏地铁内设施造成的损坏。根据隧道的特殊场景定做光纤箱和电源箱,以极高的标准满足了广州地铁隧道施工的要求[4]。

  3.4室内外综合解决方案

  针对地铁沿线还存在通信网络弱覆盖和覆盖盲点情况,通过大量实地查勘和研究,利用已有高架站良好地理条件,创新建立一套体系化室内外综合解决方案与诸多智能化综合管理措施,采用地铁室分外拉发射点,安装天线于地铁站楼面位置,对高架站周边进行补充覆盖,确保全线网络覆盖良好。

  4结语

  通过规范施工、首站定标,大量创新技术的广泛应用,解决了一系列疑难问题,全方位提高了地铁隧道的移动通信网络水平,广州21号地铁线通信覆盖工程项目最终顺交付利验收,网络信号达到优质水平,得到地铁、运营商和广大市民高度肯定,被评为优质工程、标杆工程。

  [参考文献]

  [1]侯晓辉.论地铁隧道内无线室内分布系统切换带的设置[J].中国新通信,2017,19(17):68-69.

  [2]陈旭敏,王大庆,潘韵天,等.LTE-M在地铁隧道中的非稳态MIMO信道的几何建模[J].上海大学学报:自然科学版,2018,24(6):888-899.

  [3]王瞳瞳,曹金威.关于地铁覆盖解决方案的研究[C]沈阳:辽宁省通信学会2018年度学术年会,2018.

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