铁路GSMR数字移动通信施工工法.docx
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铁路GSMR数字移动通信施工工法
铁路GSM-R数字移动通信施工工法
中铁二十局电气化工程有限公司
1.前言
铁路GSM-R数字移动通信技术是一种具有强大调度功能、综合业务的、经济高效的综合数字移动通信技术。
根据中国铁路行车密度高、运输组织复杂等特点，解决了大量的非列控数据传输，尤其是采用通用分组无线业务子系统（GPRS）,与既有有线调度通信系统相结合，实现了有线与无线调度的两网有机结合。
铁路GSM-R数字移动通信施工工法是一种新型的、先进的施工工艺，其中漏缆施工法、子系统调试施工法、综合系统调试施工法、光缆检测施工法等应用于北环铁路、西康铁路、黄侯铁路等工程，并于2013年12月通过中铁二十局集团工程有限公司科技成果鉴定，经专家评审为国领先水平，对类似工程施工具有积极的借鉴作用。
2.工法特点
21安全性高、技术先进
采取环形组网式，极增强了铁路GSM-R信号信号覆盖的稳定性，从而保证了铁路通信的正常运行。
该工法是一种安全性能高、技术先进的施工技术，有效地解决了有线与无线的结合、模拟与数字的结合，提高了铁路信息传输效率，增强了列车运行的安全性。
2・2施工标准化、工艺程序化
基站施工、光电缆接续、子系统调试、系统调试等施工工艺，已在多条铁路线上应用，形成了很成熟的施工工艺，具有施工工艺程序化、施工技术标准化，人员安排合理形成流水线作业、工艺简单、节约材料、提高效率等特点。
2.3应用广泛具有推广价值
随着铁路GSM-R数字移动通信技术在时速200公里以上线路上成功应用后，新建铁路通信系统已全部采用该通信技术，该通信制式逐渐替代传统的无线列调制式，成为全国通用的通信技术，该技术具有应用广泛，极具推广价值等特点。
本工法适用于铁路专用线、客货共线、高铁、地铁、城市轻轨等工程项目的施工。
4.工艺原理
GSM-R是一种专门为铁路设计的专业无线数字通信系统，基于GSM系统技术平台，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统，并将铁路移动通信所具有的特色（群呼、组呼、优先级别、强插、强拆等功能）加进去，构成GSMR用于铁路的全球移动通信系统的解决案。
从集群通信的角度来看，GSM-R是一种数字式的集群系统，能提供无线列调、编组调车通信、应急通信、养护维修组通信等语音通信功能。
GSM-R能满足列车运行速度为0-500km/小时的无线通信要求，安全性好。
GSM-R通信系统主要由BSS（基站子系统）、NSS（交换子系统）、OSS（管理子系统）三大部分组成，根据我国的铁路现状增加了智能业务和GPRS分组数据业务功能单元，现开发的GSM-R系统基本上可以满足铁路运输信息业务十大功能：
机车同步操作控制系统的信息传输；列车控制系统的信息传输；调度通信、无线车次号信息、CTC调度命令的传送；列车尾部风压信息传送；机车综合监测信息传送（弓况、工况、轴温等）；客车运行安全监测系统（TCDS）信息传送；旅客移动信息服务系统的信息传送；大型编组场；车站综合移动信息服务系统的信息传送；区间移动通信与公务移动通信。
5.工艺流程及操作要点
5」工艺流程
铁路GSM-R数字移动通信施工工艺流程见图5.1
5」工艺流程图
5.2操作要点
5.2」施工准备
5.2.1.1施工文件的准备：
施工单位应对批准的设计的文件进行和图纸进行审核，包括机房设备平面布置图、设备接陪线图、光电缆配线图、无线基站布置图以及有关的施工技术标准和设计说明文本，如发现问题应及时联系设计单位解决并上报建设单位和监理单位。
5.2.1.2图纸的审核工作应包括下列容：
设计文件与施工合同是否相符；设计说明书、工程数量、设备和主要器材的规格、型号等是否与设计图纸相符；施工图纸有无遗漏或与设计规、施工规以及验收标准相违背的地；室、外地面及车载设备的安装位置，管道、线缆径路，是否符合设计规定。
5.2.1.3施工调查：
施工单位依扌居设计文件对施工条件、线路建筑情况、设备机房等房屋建筑状况、基站位置、施工环境、防雷接地状况等进行调查,当调查结果不符合设计要求时应及时通知设计单位，按照规定程序进行变更。
5.2」.4根据现场实际情况编制好《实施性施工组织设计》，对重、难点工程要单独编制施工案，并由项目总技术负责人和班组技术负责人逐级向全体施工人员进行技术交底。
5.2」.5物资部门要按照设计要求编制材料采购计划，并按照规定进行进场检验和试验，核对规格型号和数量，派专人进行材料保管。
5.2.1.6施工队伍应配备相应的施工机具及检测用仪器、仪表，并通过安全认证和定期计量校核。
5.2」.7项目安全负责人要针对项目特点，制订相对应的安全措施和环境保护措施，购置必要的防护工具、用品以及标志标识牌。
5.2.1.8施工前要对施工人员进行安全培训和技术培训，对于特殊工种、重要工序的作业人员应按相关规定持证上岗。
522天线施工
5.2.2.1铁塔基础施工
1基础开挖前要按照设计图纸进行测量放线，并规划好回填土和弃土堆放位置。
2基础开挖过程中，要按照要求进行现场隔离，并设置警示牌，禁止非作业人员进入施工场地。
开挖出的弃土，要合理堆放，防止坍塌，在雨季施工时防止堵塞河流。
3预埋钢筋时，要按照设计进行钢筋的搭配，钢筋工要有相应的资质证书，技术人员要现场监督。
4浇铸混凝土前要进行制模，模具大小要格按照图纸要求进行支护。
浇铸过程中，在高于2.5m的时候要采用蹿桶进行防护，技术人员要进行全程旁站。
5混凝土浇灌后12h用草垫或塑料薄膜加以覆盖并进行保湿养护，一般情况下要养护28天。
5.2.2.2铁（杆）塔组装
1确定现场负责人和塔上指挥各一人，选好塔上作业技工、安全监督员、组塔拼装技术负责人、牵引负责人及所需普工。
2施工工器具的准备：
按照施工案选择、牵引设备、双钩、牵引钢丝绳、吊点绳、控制绳、承托钢绳和配套的滑车组等工器具。
3铁塔塔靴的安装，在塔靴钢板下面填充水泥砂浆或固定在铁塔基础上,塔靴紧固螺栓用水泥包封进行防腐处理。
4自立式铁塔在安装前要进行试装，每一个结构单元安装完毕及时进行校正和紧固。
5屋顶天线杆（塔）的底座应建在房屋的承重梁上，固定钢丝绳拉线时,应在侧墙上预埋螺栓，埋深不小于120mm。
6单管塔安装前检查铁塔基础支撑面、地胶螺栓的位置、边距、标高、水平度等。
单管塔的组装应自下而上逐节紧固。
7水泥天线杆的埋深应按照《铁路GSM-R数字移动通信工程施工质量验收暂行标准》（铁建设[2007]163号）的有关规定。
8天线安装完毕后要进行垂直度检查，有偏差时应立即调整。
5.2.2.3天线安装
用绳子和滑轮组将定向天线及所有附件吊至塔顶平台，天线预固定后进行位调整。
天线预固定时要固定在支架的主干上，松紧程度合适。
用罗盘进行位角调整时误差不得大于5。
；用角度仪调整仰角时，误差不得大于0.5。
o
5.223馈线的安装
馈线安装时先进行单盘测试，从测试完毕后进行封头；敷设馈线时要适当预留，引入馈线时要通过密封窗导入室；为减少馈线的传输衰耗敷设路径尽量做到平、顺、直，引入口用防火泥封堵。
5.2.2.4射频连接器的安装
射频连接器的安装应按照产品说明书进行，并使用专用工具。
器装配完毕后应进行电气测试，包括驻波比、阻值、绝缘、衰耗等，任一项达不到标准应重新连接。
5.2.2.5检测
天馈系统安装完毕后要进行电压驻波比检测，电压驻波比检测应按照作业指导书要求进行。
5.2.3线路施工
5.2.3.1踏测路径
根据设计施工图径路走向，确定光缆埋设的最佳位置：
1光电缆径路要避开电站、变电所、电台、油库、军事设施等，并尽量回避树木密集地带。
2区间隧道、桥梁电缆槽及站槽道预留情况。
3区间无线基站、信号中继站、配电所等情况。
4确定特殊困难区段的防护式。
5径路复测完毕后要及时绘制径路图，确定单盘光缆的长度，进行合理配盘。
523.2光缆沟开挖
光电缆沟的开挖深度应按照设计标准，光电缆沟的弯曲半径不得小于光电缆直径的15倍；特殊区段的电缆沟深度应符合设计标准和施工标准；电缆沟应保持直、平、顺，不得有直角弯。
523.3光缆敷设
人工展放时直线段10〜15m为宜，转弯或者过障碍时，有专人防护；同沟敷设两条光缆以上时，应平行摆放，不得重叠；过水沟、穿越股道时应用钢管防护；在特殊区段时，应用混凝土电缆槽或者复合电缆槽防护；敷设过程中不得损坏光缆外层护套；按照规定在桥头、隧道、区间直埋段和机械室时域反射仪，线路的衰耗实测值要小于光纤线路衰耗的计算值。
5.2.3.5漏缆施工
漏缆到达现场后要对其进行外导体直流电阻、绝缘介电强度、绝缘电阻等电气性特性指标进行测试。
漏缆一般悬挂在隧道或隧道外挖地段，槽口向线路向，与接触网回流线同侧时，与回流线、接地母线的距离不小于0.5m。
5.2.3.5连接器施工
漏泄同轴电缆连接器安装包括固定连接器、阻抗固定连接器、DC模块、功率分配器及终端匹配负载等。
漏缆同轴电缆及其连接器结束后应检测外导体直流电阻、绝缘介电强度、绝缘电阻、电压驻波比等。
5.2.4设备安装
5.2.4.1设备开箱检查
设备到达现场后施工单位应联合监理、建指、设备供应商、设计共同开箱检查，检查容包括：
设备型号、规格、质量、数量、产品岀厂文件、图纸、产品合格证、检验报告、附件及备品等。
设备配线应齐全完整，机体无弯曲变形，无元件脱落或螺栓松脱，布线绑扎整齐，外观质量良好。
5.2.4.2机柜安装
机柜应按照设计图纸位置进行安装，设备机架底部应采用膨胀螺栓进行加固，机架安装垂直，同一列机架应成一条直线。
5.2.4.3走线架安装
1走线架安装应与正对机柜上，颜色与机柜统一。
2走线架左右固定的角钢应与墙体连接，稳固不晃动，沿水平向的扁铁
间隔应均匀。
3走线架的宽度长度应与机柜相对应，应满足防护线缆的需求。
5.2.4.4布放线缆
1线缆敷设时信号线、控制线、电源线应分开布放，间距为15〜20cm。
2各种线缆应按顺序出线，布放应顺直、整齐，转弯时均匀、圆滑一致,弯曲半径不得小于60mm,线缆两端应有标志牌。
3跳纤在槽道敷设时为避免相互感应应加装套管或线槽防护。
4线缆在槽道应排列绑扎，用尼龙锁紧扣固定在横铁上。
5所有线缆敷设时两端应有名牌，防止混线或陪错线。
524.5设备配线
按照配线图纸插接线缆，插接前检查线缆的名牌位置是否正确，接触要紧密、牢靠，电气性能良好，插接端子完好无损。
同轴线焊接后的芯线绝缘无烫伤、开裂及后缩现象，铜线裸露不得大于1mm。
配线完毕后要按照配线图用万用表进行导通。
5.2.4.6导通试验
导通试验一般三人一组进行。
导通容为机架上所有配线，机架配线，机架与机架之间的配线，机架与电源之间的配线。
一人看图念端子号，两个人—人一端，用万用表，放在导通档位，应听到导通声后进行下一个，如果岀现混线、断线应立即处理。
5.2.5子系统调试
5.2.5.1子系统调试前应检查电源设备供电正常；防雷接地电阻不大于4
Q。
5.2.5.2子系统调试包括：
无线子系统、交换子系统、智能网子系统、通用分组无线子系统、网管子系统。
设备通电前，确认设备配线正确、接地良好、供电以及机房温度和湿度正常。
5.2.5.3设备应先单独送电，送上电后，观察机架上所有指示灯工作是否正常。
5.2.5.4无线子系统调试
1基站设备通电，依次加电，检查设备各电源和单板供电情况，电压及电流必须在额定围。
2无线子系统调测包括以下容：
链路指示调试；基本性能调试；设备控制调试；发射指示调试；接收指示调试；
3调试结束后要对设备电气运行参数进行测试，结果应符合设计文件要求和相关技术标准，测试项目包括：
标称最大输岀功率；增益；自动电平控制围；频率误差；GSMK调制时调制准确度；最大允输入电平；输入、输岀电压驻波比。
5.2.5.5交换子系统调试
交换子系统的调试包括：
接口电路的断开、复位、阻塞等功能验证；2M数字中继电路接口物理层性能测试；时钟同步的状态显示及监测功能、控制功能、告警功能；移动用户与移动用户间、移动用户与固定用户间的各种呼叫功能。
5.2.5.6智能网子系统调试
智能网子系统调试前应按照设计文件检查SCP/SSP数据配置、按呼叫矩阵关系配置数据、配置智能业务触发数据，检查无误后进行试验；
5.2.57通用分组无线业务子系统调试
通用分组无线业务子系统调试主要是对Gb接口业务功能试验和Gn接口业务功能试验。
5.2.5.S网管子系统调试
1网管子系统的调试是在其他5个子系统调试结束后进行，要确保软件版本正确，网络通信正常。
2硬件调试包括数扌居的配置和上电加载，检测单板运行情况和硬件数据配置的正确性。
3其他测试包括中继、信令调试；业务试验；网管功能试验；
5.2.6系统调试
5.2.6.1在子系统调试完毕后，就要对整个GSM-R系统进行一次联合调试，在联合调试前，需对用户终端进行安装和调试，用户终端一般由各设备管理单位来进行，主要包括：
机车综合无线通信设备；手持台；调度台和车站台设备安装；各用户按照产品说明书进行调测。
5.2.6.2场强干扰调试
1场强干扰调试时，各站、段、基站的设备全部通电运行，并确保各设备在正常运行状态下。
2场强测试必须进行全线场强及网越区干扰检测，测试围必须覆盖列车运行所有区域。
3场强测试机网越区干扰检测结果要符合设计文件要求，对达不到要求的针对具体情况进行下列调整：
天线位角、俯仰角；基站设备发射功率；中继设备发射功率；设备参数调整；天馈线驻波比。
5.2.6.3系统业务及功能试验
1系统业务和功能试验包括语音功能试验和数据功能试验。
2语音功能试验包括：
点对点语音呼叫；发起以GSM-R组ID发起的语音广播；语音组呼；移动发起以紧急呼叫组ID发起紧急呼叫。
3数据功能试验包括：
电路域数据传输；分组域数据传输功能。
5.2.6.4体统服务质量调试
1系统服务质量调试应包括：
电路域语音业务与非列控类数据业务QOS测试、电路域列控数据业务QOS测试、分组域QOS测试、移动点对点短消息QOSo
2各项测试要满足设计文件，对不满足设计文件要求的性能指标分析具体原因进行调整，调整容为：
设备参数调整；核对单体设备工作状况；分析干扰并采取相应措施。
5.2.7工程验收、交接
5.2.7」工程验收
1一个GSM-R数字移动通信工程项目（系统）为一个单位工程，单位工程结束后，施工单位进行自检，自检结束后申请验收。
2单位工程验收由建设单位组织，施工、设计、监理单位负责人参加进行验收，并填写单位工程质量验收记录。
3在验收过程中施工单位应按规定向运管单位交接设备的备品、配件，必要时对运管单位人员进行技术培训或技术交底。
4、GSM-R数字移动通信工程项目验收时施工单位要准备好以下资料：
单位工程质量控制资料核查记录；单位工程实体质量和主要功能核查记录；单位工程观感质量验收。
5.2.7.2工程交接
单位工程验收结束后，运管单位开始管理设备，施工单位配合运管单位值班24h,24h结束后交接完成。
6、材料和机具设备
6.1材料
主要材料见表6.1
表6」主要材料表
序号
名称
规格/编号
单位
数量
备注
1
光缆监测室外前站设备
套
2
2
光缆监测室前站设备
套
2
3
光缆监测系统室外滤波器
套
2
4
车站电台
套
4
5
天线及馈线
付
2
6
手持台
套
6
7
电源
套
2
8
光纤直放站
套
2
9
射频直放站
套
2
10
干线放大器
套
2
11
单模光缆
GYTA5332芯
m
23000
12
单模光缆
GYTA538芯
m
8000
13
隧道漏泄同轴电缆
m
11000
14
自动机
台
6
15
调度机
台
4
16
移动
台
6
6.2工器具及仪器仪表配置见表6.2
表6.2主要工器具及仪器仪表配置表
序号
名称
规格/编号
单位
数量
备注
1
光缆接续机
FSM-50S
台
3
2
手动式电缆切刀
CC-400LT
个
3
3
发电机
大洋、本田
台
2
4
手持对讲机
BF-350
台
8
5
电缆接续机
DL308A
台
2
6
超声波光纤切割器
AV33012型
台
4
7
光电缆探测仪
DTY-3000G
台
2
8
电缆故障测试仪
QZ04
台
2
9
幅度观测仪
ZN4140
台
22
10
接地电阻测试仪
ZC-8
台
2
11
OTDR（光时域反射仪）
HP8153A
台
2
12
直流电桥
QJ45
台
2
13
兆欧表
ZC11500V
台
2
14
数据通道分析仪
TLD901R
台
1
15
相位测试仪
CX-2
台
1
16
多功能激光检测仪
A5
台
1
17
SDH综合测试仪
HP37717C
台
1
18
数据电路接口测试仪
BN2000
台
1
19
SF6检漏仪
LS-790B
台
1
20
误码测试仪
E7580A
台
1
21
自动变比测试仪
ZBC-1
台
1
22
电容耦合测试仪
MP-2
台
1
说明：
工具配备可根据现场需要进行调整
7、质量要求
7」施工中配备的检测仪器、仪表必须通过安全认证和计量校核，不合格的仪器仪表禁使用，确保检测结果的有效性。
7.2基础浇铸前，应检查钢筋数量和规格号是否与图纸一直，各层模板是否按照要求支护，浇铸过程中，当基坑深度大于2.5米时，应用蹿桶进行防护。
技术人员全程旁站。
7.3基塔组装时，现场构件应分类、分段号摆放；不得用角钢做其他承力使用，防止构件弯曲、变形。
组装完成后，要用扭力扳手进行一次全部检查。
7.4光缆敷设过程中在穿越钢管防护时，必须有专人防护，并用专用的塑料喇叭口进行防护，防止光缆外皮损伤。
7.5所有进场材料必须进行检验和验收，核对规格、型号、数量，需要送检的必须经过检验后可使用，工程用主要材料不得例外放行。
7.6光纤接续的环境必须整洁，接续过程中接续人员要注意防尘、防潮、防震。
光缆各连接部位、工具材料应保持清洁，确保接续质量和密封效果。
7.7光缆金属护套与光缆加强芯做电气连接，但不接地，两侧光缆金属部分不做联通。
7.8铁塔在基础施工时同时进行接地线的施工，用对地电阻测试仪进行测试，接地电阻不得大于4Q,铁塔底脚安装好后及时与地线相连接。
7.9隐蔽工程必须经过监理检查签认后可进行下道工序,并做好隐蔽工程记录。
7.10漏缆接头时首先开拨25mm的外导体面，同时必须对导体的毛刺进行处理，避免出现干扰情况。
插入终端头壳体时，不能旋转，应用胶锤轻敲。
7.11格执行施工队质量检查工程师、项目部专业工程师、监理工程师三
级检查制度。
&安全措施
8」高处作业人员必须系好安全带（绳）。
安全带（绳）必须栓在牢固的构件上，并不得低挂高用。
施工过程中，应随时检查安全带（绳）是否栓牢。
8.2高处作业人员应衣着灵便，穿软底鞋，并正确佩带个人防护用具。
8.3遇有雷雨、暴雨、浓雾、六级以上大风，不得进行组装铁塔、展放导线、既有塔上带电作业等高空作业。
8.4高架桥上敷设光缆时，施工人员要带安全带，防止坠落；揭开的盖板要放在安全位置，防止落下造成事故。
8.5既有线隧道悬挂漏泄电缆时，必须在接触网“天窗”时间进行或要点施工。
8.6在既有通信机房、调度楼施工时应格遵守“四不准，四不动”原则。
8.7电缆在引入既有通信机械室时必须有通信段配合人员在场。
8.8在做子系统调试和系统调试时，不得与正在运行中的设备使用同一电源。
8.9在既有线施工时必须与各站、段相关部门签订安全协议，必要时相关人员必须在场能作业。
8.10技术交底的同时，必须对施工队进行安全交底，在施工期间执行“三工”制度。
9•环保措施
9」施工作业现场材料分类堆放整齐，根据施工工序配备相应废旧料回收袋，将废弃物回收定点堆放，专门处置。
9.2线路施工完成后应及时清理施工现场剩余物、料。
隧道吊夹打完成后,应仔细检查发电机是否存在漏油情况，避免造成边环境污染。
漏泄同轴电缆接续完毕后，应将废弃的电缆皮、胶管等回收，不能随意丢放。
9.3对施工临时占地，应先将原有土地表层耕作的熟土堆在一旁堆放，待施工完毕后将这些熟土再推回原地，恢复土地表层以利于生物的多样化。
9.4强化对全体施工及管理人员的教育，禁止猎取保护的动物，不准破坏保护的植物。
9.5在光缆过轨开挖过程时，在路肩施工使用彩条布对道詹进行隔离。
9.6施工所弃废旧材料，不得随处乱扔，应集中存放，统一回收。
9.7电杆架设时应尽量减少对边环境的破坏。
施工用水泥、河砂应集中堆放，应格按计划使用，不宜浪费，造成环境污染。
在围取水时，应该避免造成当地水源的污染。
10•效益分析
10.1经济效益
10」」施工案经济效益分析
采用此施工工艺，与传统的施工工艺相比节约工费及管理费:
工费：
240元/人天*500人天=120000元
10.1.2维护费用比较
采用光缆在线检测技术后，可节约维护费用：
4000元/km*80km=320000元
10.2环境效益
按照3.6万元/亩的青苗赔偿标准计算，每公里线路可节约2亩地的使用,那么按照这个计算可节约：
3.6万元/亩X2亩/公里二7.2万元/km
10.3社会效益
铁路GSM-R通信移动数字施工工法技术先进、工艺领先，其中光缆在线检测、直放站设备安装、隧道漏缆施工、系统设备调试等施工法，科学合理,节约成本，质量保证，安全性高。
本工法的开发和推广填补了我集团公司在铁路GSM-R通信移动数字施工区域的空白，开拓了我电气化公司在铁路GSMR通信移动数字施工的新领域，得到了产权单位、业主单位、监理单位的一致好评，为本行业在铁路GSM-R通信移动数字施工中提供了参考依据。
11工程实例
11.1由中铁二十局集团电气化工程公司在北环项目施工中，采用此工艺施工，合格率100%,优良率100%,得到了产权单位、业主及监理的好评。
11.2中铁二十局集团电气化工程公司在西康二线施工中，采用此工艺施工，工程质量良好，安全得到了保证，得到了产权单位、业主及监理的好评。
H.3中铁二十局集团电气化工程公司在黄侯铁路施工中，采用采用该施工法，施工速度快，质量高，应用良好，被业主推荐为样板工程。
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