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1概述

7年12月27日，工業和信息化部與中國鐵路總公司聯合下發（鐵總發改[7]3號）《關于鐵路沿線公網覆蓋合作建設指導意見》，支持和鼓勵中國鐵路總公司將鐵路紅線內的基礎設施資源向公網覆蓋開放，支持鼓勵中國鐵塔股份有限公司（以下簡稱“中國鐵塔”）等基礎電信商進行鐵路公網覆蓋建設，并向鐵路開放其通信基礎設施資源[1]。中國鐵路總公司和中國鐵塔在北京簽署戰略合作協議，雙方深化資源共享，強化戰略協同，共同打造“高速鐵路+移動寬帶”精品工程，確保“高鐵開通之日，就是通信暢通之時”，為廣大旅客提供更好的出行體驗和網絡體驗[2]。在此背景下，探索鐵路沿線通信塔及配套設施合作共贏的技術方案可行性勢在必行。本文將從技術可行性、共享可行性、經濟可行性等三個方面詳細分析鐵路沿線通信基礎設施共建共享技術方案的可行性。此外，文章在不考慮公網通信設備上車的技術方案的前提下提出的通信基礎設施共建共享技術方案。

2鐵路沿線通信基礎設施共建共享方案可行性研究

根據TB088-5《鐵路移動通信系統（GSM-R）設計規范》，GSM-R系統在網絡架構、工程設計范圍、無線子系統的覆蓋要求及設計、系統的工作頻段、對天線桿塔的要求、運行維護支撐系統等方面與公眾移動通信GSM系統高度相似，中國鐵塔成立以來，多年來一直為運營商的GSM系統提供通信基礎設施服務。

2.1技術可行性分析

根據鐵路的無線通信業務需求，GSM-R系統主要覆蓋鐵路正線、聯絡線的車站及區間，解決上述生產作業區域的移動通信業務需求。根據無線通信業務需求，GSM-R系統可提供以下業務功能：（1）調度通信：列車調度、牽引變電調度電話和調度命令傳送和車次號校核等；（2）行車指揮與列車控制數據傳輸；（3）區間維護作業通信：提供工務、供電、水電、電務等部門的區間維護作業通信業務；（4）應急移動通信：提供公安、搶修、救援等多部門、多工種的應急移動通信業務；（5）各類公務移動電話。GSM-R系統要求在普速鐵路沿線約6-7km處設置一個站址，在高速鐵路沿線約3.5km處設置一處站址，當前公眾通信系統在鐵路沿線大約是0m-1km一處站址（市區場景）和2-3km（郊區和農村場景）設置一處站址。考慮到未來5G通信系統的站址需求，密集區域將達到0m一處站址。因此，公眾移動通信系統的站址密度遠大于GSM-R系統的要求，可滿足鐵路GSM-R系統對于站間距和覆蓋的要求。參考GSM-R設計規范及以往建設經驗，GSM-R站址偏移不應大于0m，考慮到視頻監控對于沿線的業務要求，站址距軌道中心線的垂直距離應在0m范圍內，普速鐵路無視頻監控要求，站址距軌道中心線的垂直距離應在m范圍內。對于公網而言，站址偏移不應超出m，站址距軌道中心線的垂直距離應在m范圍內。中國鐵塔新建的GSM-R站址按照鐵路標準：站址偏移不應大于0m，高鐵線路的站址距軌道中心線的垂直距離應在0m，普鐵線路的站址距軌道中心線的垂直距離應在m。根據GSM-R系統的覆蓋能力和交織覆蓋的要求，經過測算，在確保傳播環境無嚴重遮擋的情況下，無線基站距離鐵路中心線米以內均可滿足GSM-R系統和視頻監控系統的覆蓋要求。影響鐵路行車安全的風險因素主要包括：（1）鐵路征地界或安全保護區外建設的通信塔距離線路較遠（一般米以上），鐵塔上高清攝像機的視頻監控可能被阻擋或出現盲區。（2）由線路引出至鐵路征地界或安全保護區內機房的光纜管道存在安全隱患。（3）因供電不穩定導致鐵路GSM-R系統斷站，影響鐵路行車安全。（4）因通信塔的質量和施工工藝問題導致桿塔傾斜，影響鐵路行車安全。（5）因不能及時處理鐵路通信基站故障，影響鐵路行車安全。鐵路對于通信基礎設施合作方案實施的安全性高度重點，參考以往建設技術標準，在保障鐵路運行安全的前提下，本報告重點關注選址（含桿塔）、供電、傳輸、維護的安全要求。通過論證，中國鐵塔可滿足鐵路運營的安全保障要求。根據《鐵路安全管理條例》第二十七條規定：鐵路線路兩側應當設立鐵路線路安全保護區。鐵路線路安全保護區的范圍，從鐵路線路路堤坡腳、路塹坡頂或者鐵路橋梁（含鐵路、道路兩用橋，下同）外側起向外的距離分別為：城市市區高速鐵路為米，其他鐵路為8米；城市郊區居民居住區高速鐵路為12米，其他鐵路為米；村鎮居民居住區高速鐵路為15米，其他鐵路為12米；其他地區高速鐵路為20米，其他鐵路為15米。鐵路用地地界：高鐵橋梁區段，用地界為7.2（預留施工便道一側線路中心至用地界）+5.8（另一側線路中心至用地界）+5（線路中心間距）=18米。普速橋梁區段，用地界為7.2（預留施工便道一側線路中心至用地界）+5.8（另一側線路中心至用地界）+4（線路中心間距）=17米。路基段征地界根據具體橫斷面計算。根據某高鐵用地界，路塹區域征地界約為路塹邊坡外9米，路基區域征地界約為坡腳外7米。（1）選址安全要求：應保證倒塔距離的要求，和防電磁干擾的要求；站址應滿足年一遇的防洪要求。（2）選址安全保障措施：若站址設置在倒桿距離內，通過增加附加風壓（按照TB1-4《高速鐵路設計規范》7.2.23節的要求）、提升安全等級和抗震重點設防級別等技術手段設計鐵塔；機房墻內建設法拉第籠，屏蔽電氣化電路的電磁干擾；公網移動通信系統選址規范滿足年一遇的防洪要求。若站址設置在倒桿距離外，根據當地氣象數據選址，滿足年一遇的防洪要求；站址距離線路中心線m以上，滿足倒塔距離。供電安全要求和保障措施包括：（1）供電安全要求：針對GSM-R系統業務不能中斷要求，需保證供電全時穩定。（2）供電安全保障措施：共享鐵路電力，原則上采用雙路供電、一級負荷、蓄電池備電等措施保障電力供應。根據TB008-5《鐵路電力設計規范》，承載列控的高鐵通信基站應為一級負荷，其他線路基站可作為二級負荷，二級負荷可由雙路電源供電，條件困難可由單路電源供電。傳輸安全要求和保障措施包括：（1）傳輸安全要求：針對GSM-R系統業務不能中斷要求，需確保鐵路傳輸路由全程暢通。（2）傳輸安全保障措施：鐵路征地界外的站址盡量貼近線路，減少路由長度，并且采取雙路由、增加埋深、套鋼管和水泥包封等保護措施。維護安全要求和保障措施包括：（1）維護安全要求：故障發現、響應、閉環的及時性要求高。（2）維護安全保障措施：中國鐵塔可提供7*24小時集中監控平臺、上萬的維護辦公駐點、近十萬的通信專業代維人員提供高等級的維護服務。經分析，鐵路通信塔及配套設施與公網的建設標準有一定差異。一方面，中國鐵塔可以按照國鐵集團的建設需求調整相應建設標準；另一方面，在滿足安全和技術規范的基礎上，國鐵集團和中國鐵塔可以共同商議優化建設標準，實現集約化建設。因此，中國鐵塔具有為鐵路提供通信塔及配套設施服務的優勢。中國鐵塔新建的鐵路通信站址將滿足鐵路的以上要求，同時兼顧公網共享的要求。鐵路通信塔及配套設施對于GSM-R系統安全起著至關重要的作用。經分析，影響鐵路行車安全的風險因素主要包括：（1）鐵路征地界或安全保護區外建設的通信塔距離線路較遠（一般超過米），鐵塔上高清攝像機的視頻監控可能被阻擋或出現盲區。（2）由線路引出至鐵路征地界或安全保護區內機房的光纜管道存在安全隱患。（3）因供電不穩定導致鐵路GSM-R系統斷站，影響鐵路行車安全。（4）因通信塔的質量和施工工藝問題導致桿塔傾斜，影響鐵路行車安全。（5）因不能及時處理鐵路通信基站故障，影響鐵路行車安全。鐵路對于通信塔及配套設施合作方案實施的安全性高度重視，參考以往建設技術標準，在保障鐵路運行安全的前提下，需重點關注選址（含桿塔）、供電、傳輸、維護的安全要求。通過論證，中國鐵塔可滿足鐵路運營的安全保障要求。

2.2共享可行性分析

在滿足鐵路運行安全的前提下，要提高資源使用效率，推進共建共享應在桿塔平臺隔離度安全性，機房配套安全性和電源安全性等方面滿足要求。桿塔平臺隔離度安全要求是在GSM-R系統和公網系統共享鐵塔時，GSM-R系統不能被干擾。桿塔平臺隔離度安全保障措施是通過數據測算現有典型公網系統制式與GSM-R系統等鐵路通信系統之間的干擾。按照現行的GSM-R系統、鐵路0MHz集群通信系統和公網系統技術標準選取隔離度指標進行測算。經測算，由于CDMA0系統對隔離度要求較高，GSM-R系統與CDMA0系統隔離度要求較大，天線垂直間距達到6m以上；通過合理設置平臺間距和天線安裝位置，可以滿足隔離度要求。機房及配套安全要求是在GSM-R系統和公網系統共享機房時，公網系統設備故障和檢修不能影響GSM-R系統的業務。機房及配套安全保障措施包括GSM-R系統和公網系統可采取獨立空間、獨立供電、獨立監控等措施，避免相互影響，確保安全責任清晰。外電安全要求是在GSM-R系統和公網系統共享箱變時，應確保專網箱變負荷容量，平穩運行。外電安全保障措施是公網系統供電需求納入鐵路建設管理范圍，統一規劃，同步設計，統籌考慮多系統的供電負荷需求。通過以上的論證，在GSM-R系統和公網系統共建共享時，通過嚴格的技術管控，可確保GSM-R系統的平穩運營，實現集約化建設。承載CTCS-3級列控高鐵的GSM-R無線通信系統，一般采用單網交織冗余覆蓋方式，基站環分為奇數環和偶數環，即任意一點基站或直放站宕機，覆蓋指標均能滿足要求，均不會影響車地間的正常通信。參與列車控制數據傳輸業務的GSM-R系統已具備較高級別安全保障。在此基礎上，雙方可通過規范選址、桿塔、供電和傳輸等建設、維護標準，消除安全隱患，保障鐵路運營安全要求。

2.3經濟可行性分析

經測算，中國鐵塔新建機房+鐵塔和新建一體化機柜+鐵塔的標準造價顯著低于鐵路總公司的標準造價，共享鐵路沿線的通信塔和機房等設施對于中國鐵塔而言，將進一步降低建設成本。通過統籌建設鐵路沿線通信基礎設施，一方面可以提高資源利用率，增加租金收益。另一方面，增加沿線通信基礎設施的掌控，未將來拓展其他應用業務打下基礎。符合國家提出的科學發展觀、“美麗中國”戰略以及“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，土地占用、建材使用、能源消耗減少，資源利用率提高。通過鐵路總公司和中國鐵塔的合作，新建高鐵的公眾移動通信網與鐵路可以實現“四同步”，即“同步設計”、“同步實施”、“同步開通”、“同步運營”，實現“高鐵開通之日，就是通信暢通之時”的目標，為廣大乘客提供更好的出行體驗和網絡體驗。

3結語

通過以上分析和論證，公網共享鐵路沿線通信基礎設施技術上可行，經濟效益良好，社會效益顯著。

作者:方力詔 秦寧 陳云生 單位:廣東省電信規劃設計院有限公司