引言：由于传统450MHz无线列调通信系统为模拟制式，存在制式落后、带宽窄、频谱利用率低的不足的情况，国铁集团正在全力组织对400MHz数字无线列调系统技术攻关，并制定业务需求和总体技术要求的标准性技术文件，《列车数字无线调度通信系统总体技术要求（暂行）》》已发布，其相关文件和规范也会陆续发布，后期逐步将启动无线列调改造工程建设。但是目前关于400MHz数字无线列调系统的工程应用、方案实施较少。本文主要对400MHz数字无线列调系统隧道冗余覆盖必要性及实施方案进行探讨，为新建铁路及既有线改造项目的400MHz列车数字无线调度通信系统建设工程隧道覆盖方案提供参考。
1 400MHz数字无线列调通信系统长大隧道冗余覆盖必要性分析
目前400MHz数字无线列调系统仅考虑部署于普速铁路，因此不考虑CTCS-3级列车运行线路、机车同步操控线路要求的全线冗余无线覆盖。
对于长度不小于3km的隧道，如果无线覆盖不采取冗余措施，隧道内中继设备故障时，将影响正常的通信。对于行车密度高、行车间隔小的干线铁路，无法进入隧道抢修设备，给运营和维护带来不便；而对于行车密度低、行车间隔大且区间通信很少的低等级支线铁路，影响不大。
建议仅考虑行车密度高、行车间隔小的干线铁路3km以上隧道的冗余覆盖，若车站设备故障可以及时维修，不存在运营维护天窗不便的问题，因此建议仅考虑长大隧道内设备故障时的冗余方案即可；而对于行车密度低、行车间隔大且区间通信很少或没有隧道设备洞室条件的低等级支线铁路，建议不考虑3km以上隧道的冗余覆盖。
对于长大隧道，若不考虑冗余覆盖，直放站远端机间距为5.3公里左右；若考虑冗余覆盖，直放站远端机间距为3公里左右。
2 400MHz数字无线列调通信系统隧道覆盖方案分析
隧道内采用光纤直放站+漏缆或天线的覆盖方式，根据隧道长度不同选择合适的覆盖组网方式。隧道内采用光纤直放站+漏缆的覆盖方式如图2所示。
图2隧道内光纤直放站+漏缆覆盖方案示意图
2.1 方案一：同站址双套远端机
图2.1长大隧道冗余覆盖同站址双套远端机方案示意图
如图2.1所示，该方式下，远端机采用同站址双套设置。区间远端机信源为单信源，同站址双套远端机通过功分/合路/电桥等器件将信号合并后输出。系统正常工作时，两套远端机同时输出，当其中一套远端机故障宕机时，仍可保证区间连续地无线覆盖，较正常情况下无线信号电平降低约3dB。近端机与远端机之间采用星型连接方式，光缆资源丰富时，主、备远端机可分别通过两条光缆同近端机连接，减少因光缆故障导致无线信号中断。
2.2方案二：远端机交织覆盖
图2.2 长大隧道冗余覆盖远端机交织覆盖方案示意图
如图2.2 所示，该方式下，远端机采用覆盖区交织覆盖方式。区间远端机信源为单信源，每套直放站远端机接入单路信源信号，控制远端机站间距，保证单点直放站远端机故障下依然可以实现无线网络覆盖。
每台远端机的可覆盖至相邻远端机处。例如：远端机1、3可覆盖至远端机2，当远端机2故障时，利用远端机1、3可替代远端机2的覆盖，从而实现了因某台远端机故障，相邻的远端机覆盖本区的交织覆盖。
2.3 方案三：主从信源+远端机交织覆盖
图2.3 长大隧道冗余覆盖主从信源+远端机交织覆盖方案示意图
如图2.3所示，该方式下，采用信源交织覆盖方式。区间直放站远端机信源为双车站电台信源，每套直放站远端机接入前后车站电台近端机两路信源信号，保证无论是单点信源故障或单点直放站远端机故障均可实现网络覆盖。
直放站分别从车站电台1和车站电台2引入信号，区间远端机1～3正常只输出车站电台1信号，远端机4～6正常只输出车站电台2信号，远端机3、4之间设置越区切换点；当车站电台1故障时，近端机1检测到输入无信号，则通知远端机1～3切换至车站电台2频点输出，以此来达到信源备份的目的。
2.4方案比选
方案一和方案二均针对隧道内远端机的单点故障，方案一、方案二均需要增加远端机数量解决冗余覆盖的问题，设备数量差别不大，对光纤的需求也基本相同。相比于方案一，虽然方案二站点数量多，电力接引点多，但是方案二既能实现站点容灾，又能实现漏缆、射频电缆、功分器等单点故障容灾。
方案三的可靠性最高，但考虑以下因素：
1）400MHz数字无线列调系统仅考虑部署于普速铁路，如果仅是考虑隧道内设备的维护需要，该方案没有明显的优势；
2）与GSM-R系统不同，由于仅部署于普速铁路，如果仅因为3公里以上隧道冗余选择该方案，则需要增加400MHz数字无线列调系统直放站设备的选型、增加直放站设备及光纤组网的复杂度，不便于工程实施及维护；
3）与GSM-R系统有线无线统一调度不同，在这种连接方式下，如果联控车站电台故障，则隧道内的司机还是无法与该车站值班员正常通话（GSM-R系统即使车站基站故障，隧道内的司机仍可以通过GSM-R网络与有线调度互联与车站值班员正常通话），因此这种连接方式实际应用意义并不大。
3 结论
基于以上分析，得出结论如下：
新建线路如需考虑3公里以上长大隧道的冗余覆盖方案，建议优先考虑方案二。
既有线如需考虑3公里以上长大隧道的冗余覆盖方案，无线覆盖原则上应利旧既有光缆、设备洞室和供电等基础设施，建议考虑隧道既有洞室间隔、链路预算、电力供应等既有情况，对工程方案进行技术及综合造价比选后，选取适合的冗余方案。建议优先考虑方案二，既有资源条件不具备时也可选择方案一。
参考文献
[1] TJ/DW249-2023，铁工电〔2023〕33号文，《列车数字无线调度通信系统总体技术要求（暂行）》；
[2] TB 10086-2009，《铁路数字调度通信系统及专用无线通信系统设计规范》；
[3] GB/T 28792-2012，《列车无线调度通信系统技术条件》；
[4] TB 10086-2009，《铁路数字调度通信系统及专用无线通信系统设计规范》；
[5] 工信部无函﹝2023﹞260号文，《工业和信息化部关于委托国家铁路局实施无线电频率使用许可有关事项的函》；
[6] 铁工电函〔2023〕147号文，《国铁集团关于报送铁路无线通信系统频率优化调整和腾退方案的函》。
