1、合同編號密 級中國鐵路總公司科技研究開發(fā)方案課 題 合 同課題名稱： 既有鐵路GSM-R系統(tǒng)工程關(guān)鍵技術(shù)研究 課題類別： 重大課題 重點課題 引導(dǎo)課題 承當(dāng)單位： 太原鐵路局 課題負責(zé)人： 起止年限： 2021年 至 2021年 中國鐵路總公司制填 寫 說 明：1、 本合同由鐵道部科學(xué)技術(shù)司與課題承當(dāng)單位簽訂,甲方為鐵道部科學(xué)技術(shù)司，乙方為課題承當(dāng)單位。2、 本合同一式六份，鐵道部科學(xué)技術(shù)司2份；財務(wù)司1份；課題承當(dāng)單位1份；課題承當(dāng)單位的上級單位1份；課題負責(zé)人1份。3、 合同應(yīng)用A4紙打印填報，宋體小4號字體。4、 合同編號由鐵道部科學(xué)技術(shù)司統(tǒng)一規(guī)定。5、 合同密級由課題承當(dāng)單位提出建議，

2、鐵道部科學(xué)技術(shù)司審查后，按規(guī)定程序報批。一、國內(nèi)外現(xiàn)狀及簡要說明GSM-R是鐵路總公司在C2/C3線路上部署使用的鐵路無線通信系統(tǒng)，但在GSM-R之前，鐵路總公司在大量普速線路上裝備有模擬450M無線列調(diào)系統(tǒng)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為TB/T 3052-2002。由于模擬無線系統(tǒng)使用的450M頻段要被工信部收回，因此必須考慮對大量線路上已裝備的模擬無線系統(tǒng)(7萬公里左右)進行逐步替換。具體替換要求見?中國鐵路總公司關(guān)于既有普速鐵路450MHz無線列調(diào)改建GSM-R系統(tǒng)方案優(yōu)化的指導(dǎo)意見?(鐵總運 2021 189號文件)。在此情況下，加強對既有線路進行G網(wǎng)改造的技術(shù)研究刻不容緩，需要盡快拿出既有線G網(wǎng)改造

3、的有效方案，并加以推廣。太原鐵路局連同華為公司，共同申請對既有鐵路GSM-R系統(tǒng)工程關(guān)鍵技術(shù)進行研究。二、主要研究內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)及研究方法課題研究的創(chuàng)新點和內(nèi)容，要解決的主要技術(shù)難點以及采用的研究試驗方法等 研究既有鐵路 GSM-R 系統(tǒng)無線覆蓋技術(shù)方案； 研究既有鐵路與高速鐵路并行、交越區(qū)段和樞紐地區(qū)GSM-R 系統(tǒng)覆蓋技術(shù)方案； 研究既有鐵路 GSM-R系統(tǒng)頻率規(guī)劃方案； 研究既有鐵路 GSM-R 系統(tǒng)接入核心網(wǎng)方案； 研究機車綜合無線通信設(shè)備優(yōu)化技術(shù)。課題一：研究既有鐵路 GSM-R 系統(tǒng)無線覆蓋技術(shù)方案1、當(dāng)前問題中國鐵路總公司目前有2萬公里線路采用GSM-R覆蓋，尚有7萬公里的慢速線

4、路需要更換為GSM-R網(wǎng)絡(luò)。如果按照原有2萬公里的GSM-R投資水平計算，完成這7萬公里的GSM-R網(wǎng)絡(luò)建設(shè)所需投資太高。以京九線為例，GSM-R每公里建設(shè)投資高達40萬元，因此在保證平安性、可靠性的前提下，申請在太原局試驗較低本錢的GSM-R方案。本課題擬選用太原局寧苛線作為試驗線，線路全長97km，有平原、山區(qū)、橋梁、隧道、與公路鐵路交匯等多種地型情況，現(xiàn)以450M無線列調(diào)覆蓋，平均站間距大于10km，由于450M生命周期即將結(jié)束，擬使用GSM-R進行系統(tǒng)改造，而傳統(tǒng)C2線路站間距小，建網(wǎng)本錢高，因此擬試驗使用低本錢方案降低造價。2、解決方案及試驗思路分析已有GSM-R線路的建設(shè)投資，可以

5、發(fā)現(xiàn)，整個投資中，核心的通信設(shè)備無線、傳輸含天饋，只占總投資不到20%；剩下80%均為站點配套設(shè)施投資機房、鐵塔、電力、光纜。因此，可以從控制站點總量、減少配套投資所占比例兩方面實現(xiàn)減少投資。控制站點總量：1、使用基站覆蓋增強技術(shù)拉開站間距，如華為80w大功率基站、高增益天線、PBT技術(shù)等2、減少配套投資所占比例：1) 網(wǎng)規(guī)選址盡量利用已有450M站點。已有450M站點通常已經(jīng)配備有電力設(shè)備、直流電、傳輸?shù)?，鐵塔也可以根據(jù)情況考慮是否利舊，如此可以減少配套投資；2) 如區(qū)間必須新建站點，那么可以考慮只采用單路電力引入，加強備電確保設(shè)備在電力中斷時可用；對于土建本錢較高的站點，可以使用Mini機

6、房，等等；3) 使用車站FAS 1帶多方案，減少FAS投資。4) 隧道等特殊場景仍然使用BBU和RRU主備方案，保證可靠性擬實驗技術(shù)詳情可參見附件：課題二：研究既有鐵路與高速鐵路并行、交越區(qū)段和樞紐地區(qū)GSM-R 系統(tǒng)覆蓋技術(shù)方案1、當(dāng)前問題太原樞紐站有多條線路交匯(如下列圖)，當(dāng)前已開通7處基站，4處O3，3處O2，站點容量大，頻率資源受限，規(guī)劃復(fù)雜度高，網(wǎng)內(nèi)同鄰頻干擾不可防止。本課題擬從頻率、容量、干擾角度研究解決方案，并通過太原樞紐為研究試驗段，進行驗證。2、解決方案及試驗思路由于頻率資源有限，考慮將多個小區(qū)合并成一組共小區(qū)，以減少小區(qū)之間的干擾，容量根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)評估情況，進行適當(dāng)增減，對于

7、高話務(wù)地區(qū)，考慮使用小區(qū)分裂，輔以精確的RF規(guī)劃，控制其覆蓋范圍，同時在小區(qū)密集區(qū)域使用干擾消除技術(shù)。解決方案一：使用RRU共小區(qū)在交越區(qū)段和樞紐地區(qū)缺少頻點的情況下，可以使用共小區(qū)來讓多個小區(qū)共享相同頻率，解決網(wǎng)內(nèi)同鄰頻干擾問題。如下面示意圖，原四個站點組合成一個共小區(qū)站點，從而減少對頻率的需求，而覆蓋電平方面沒有下降，共小區(qū)的位置組間是同步的，因此沒有干擾問題。解決方案二：小區(qū)分裂和RF優(yōu)化在話務(wù)量特別繁忙，用戶密集的個別區(qū)域，可以試驗使用小區(qū)分裂技術(shù)，將原來的O站分裂成兩個小區(qū)，每個小區(qū)覆蓋不同方向，輔以精確的方位角，下傾角設(shè)計仿真，控制其覆蓋范圍，以到達抑制網(wǎng)內(nèi)同鄰頻干擾及大容量的需求

8、。解決方案三：干擾消除技術(shù)在樞紐和交越地區(qū)，由于基站密集，用戶集中，導(dǎo)致網(wǎng)內(nèi)干擾大，因此擬在太原試驗段使用一些干擾消除技術(shù)，降低網(wǎng)內(nèi)干擾的影響，技術(shù)詳情參見下面文檔：課題三：研究既有鐵路 GSM-R系統(tǒng)頻率規(guī)劃方案1、當(dāng)前問題中國使用的GSM-R頻段實際上是E-GSM頻段，具體工作頻段為：上行移動臺發(fā)，基站收：885889MHz下行基站發(fā)，移動臺收：930934MHzn 9991019 由于該頻段中國移動也在使用，低端999頻點和高端1019頻點作為隔離頻點，實際可用頻點19個，頻點號為10001018。由于頻率資源非常有限，加上眾多并線、樞紐線的存在，使得頻率規(guī)劃復(fù)雜度大大增加，同時帶來大量

9、網(wǎng)內(nèi)同鄰頻干擾問題，需要考慮既有線改造G網(wǎng)的頻率規(guī)劃問題。2、解決方案和驗證思路對于既有線改造G網(wǎng)覆蓋，有兩種備選方案，鐵路沿線可以采用5小區(qū)線狀復(fù)用模式，也可以采用7小區(qū)線狀復(fù)用模式，具體方案可參見附件文檔：3、樞紐站頻率規(guī)劃方案試驗在實際鐵路系統(tǒng)中，很多方向的列車會聚在鐵路樞紐位置，樞紐位置很多鐵路來自不同方向，對于樞紐的頻率規(guī)劃要從方法上進行優(yōu)化，在鐵路系統(tǒng)中，減少切換次數(shù)尤為重要，減少切換對于GSM-R系統(tǒng)來說最主要目的是保證QoS指標(biāo)，切換必然帶來一次誤碼。重要調(diào)度區(qū)域內(nèi)，在調(diào)度開始時間內(nèi)盡量不發(fā)生切換，樞紐位置應(yīng)該建設(shè)大站型全向基站，或者采用分布式基站多站點共小區(qū)，這樣，在一個全向

10、基站或分布式基站的覆蓋范圍內(nèi)，在調(diào)度時將不會發(fā)生切換。具體規(guī)劃方案詳見附件：課題四：研究既有鐵路 GSM-R 系統(tǒng)接入核心網(wǎng)方案1、問題和現(xiàn)狀既有線G網(wǎng)接入高鐵現(xiàn)有核心網(wǎng)，會分擔(dān)局部核心網(wǎng)容量，需考慮接入方案，另外由于既有線由于站間距變大，會造成基于位置的尋址精度下降。2、解決方案方案一：允許既有線忙時分配半速率信道為滿足特殊情況下出現(xiàn)的高話務(wù)量需求，可以考慮允許既有線忙時分配半速率信道，可以通過修改核心網(wǎng)配置方案進行驗證；方案二：使用eLDA方案既有線由于站間距變大，會造成基于位置的尋址精度下降?？梢钥紤]驗證由核心網(wǎng)、車載臺、調(diào)度臺共同實現(xiàn)的eLDA方案，確保精度。華為公司提供的eLDA解決

11、方案，可以采用EIRENE標(biāo)準(zhǔn)定義的Single Stage eLDA方式來實現(xiàn)，也可基于EIRENE標(biāo)準(zhǔn)定義的Two Stage eLDA方案與調(diào)度系統(tǒng)配合完成，由調(diào)度系統(tǒng)完成標(biāo)準(zhǔn)定義的第二階段位置信息處理單元的功能。具體方案介紹可參考附件文檔：課題五：研究機車綜合無線通信設(shè)備優(yōu)化技術(shù)機車臺抗干擾增強？3.主要研究方法： 調(diào)研既有線改造面臨的問題、系統(tǒng)需求； 選取典型實驗線路，針對問題和需求，制定解決方案； 對解決方案進行評審； 針對每個覆蓋場景提供方案、鏈路預(yù)算分析報告； 仿真分析：覆蓋、干擾類專題提供仿真分析請?zhí)执_認能否提供試驗線電子地圖？，驗證與理論分析的吻合度，并指導(dǎo)實際線路部署

12、； 實際線路測試：覆蓋、抗干擾、網(wǎng)規(guī)類專題在試驗線路上依照鐵總已有標(biāo)準(zhǔn)進行實際測試驗證； 輸出測試報告； 完善和優(yōu)化解決方案； 編制系統(tǒng)研制報告和技術(shù)報告。三、課題預(yù)期目標(biāo)、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)和成果形式主要包括主要技術(shù)指標(biāo)：如形成的專利、新技術(shù)、新產(chǎn)品、新裝置、論文專著等數(shù)量、指標(biāo)及其水平等；主要經(jīng)濟指標(biāo)：如技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用所形成的市場規(guī)模、效益等；工程實施中形成的示范基地、中試線、生產(chǎn)線及其規(guī)模等；成果形式。1.目標(biāo)1) 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到既有線各種地形場景下的G網(wǎng)覆蓋方案，指導(dǎo)既有線改造GSMR線路建設(shè)；2) 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到既有線與高鐵交匯區(qū)域的G網(wǎng)覆蓋方案，指導(dǎo)既有線改造GSMR線路建設(shè)；3

13、) 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到既有線G網(wǎng)改造的整體通信工程設(shè)計方案，指導(dǎo)既有線改造GSMR線路建設(shè)；4) 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到既有線各種地形場景下的基站實際覆蓋能力數(shù)據(jù)，指導(dǎo)既有線改造GSMR線路建設(shè)；5) 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到既有線G網(wǎng)頻率規(guī)劃方案，指導(dǎo)既有線改造GSMR線路建設(shè)；6) 依據(jù)實驗數(shù)據(jù)，得到既有線改造G網(wǎng)與傳統(tǒng)C2線路建網(wǎng)本錢比照；2 成果形式既有鐵路GSM-R系統(tǒng)工程關(guān)鍵技術(shù)研究報告及相關(guān)設(shè)計資料、方案。應(yīng)用本課題研究結(jié)論的既有線改造G網(wǎng)與傳統(tǒng)C2線路比照，無線側(cè)建設(shè)本錢不含鐵塔建設(shè)費用預(yù)估節(jié)省約30%40%。四、課題的年度方案及年度目標(biāo)年度課題的年度方案及年度目標(biāo)2021年1. 202

14、1.3完成現(xiàn)場調(diào)研、需求定義及系統(tǒng)的總體方案設(shè)計；2. 2021.4完成設(shè)備選型、關(guān)鍵技術(shù)研究論證；3. 2021.6完成既有鐵路 GSM-R 系統(tǒng)無線覆蓋技術(shù)方案驗證；4. 2021.9 完成既有鐵路與高速鐵路并行、交越區(qū)段和樞紐地區(qū)GSM-R系統(tǒng)覆蓋技術(shù)方案驗證；5. 2021.10完成既有鐵路 GSM-R系統(tǒng)頻率規(guī)劃方案試驗驗證；6. 既有鐵路 GSM-R 系統(tǒng)接入核心網(wǎng)方案試驗驗證；7. 2021.12完成機車綜合無線通信設(shè)備優(yōu)化方案驗證；2021年既有線改造方案優(yōu)化和完善；2. 2021.1編制報告、結(jié)題驗收 。五、課題參加單位及主要研究人員參 加 單 位 名 稱研 究 任 務(wù) 及

15、分 工部撥經(jīng)費分配太原鐵路局總體主持課題研究華為技術(shù)參加相關(guān)研究和試驗CIR廠家參加相關(guān)研究和試驗課 題負責(zé)人性別年齡職務(wù)職稱研究任務(wù)及分工所在單位主要研究人員太原鐵路局電務(wù)處太原鐵路局電務(wù)處太原鐵路局電務(wù)處太原鐵路局電務(wù)處太原鐵路局電務(wù)處太原鐵路局電務(wù)處李西前男無線產(chǎn)品經(jīng)理技術(shù)方案設(shè)計，試驗組織華為技術(shù)文華男36系統(tǒng)工程師系統(tǒng)方案設(shè)計華為技術(shù)王瑋男32系統(tǒng)工程師系統(tǒng)方案設(shè)計、現(xiàn)場試驗、驗證華為技術(shù)張輝男31測試工程師現(xiàn)場試驗、驗證華為技術(shù)六、總經(jīng)費預(yù)算 單位：萬元經(jīng)費來源預(yù)算經(jīng)費支出預(yù)算科 目預(yù)算數(shù)科 目預(yù)算數(shù)部撥款其他撥款合計來源預(yù)算合計支出預(yù)算合計一、部科研方案撥款一、人員費二、國家其他

16、撥款二、專用設(shè)備費三、地方政府撥款三、材料費四、上級單位撥款四、測試化驗加工費五、單位自籌款五、燃料及動力費六、銀行貸款六、差旅費七、其它來源七、會議費八、國際合作與交流費九、出版/文獻/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費十、專家咨詢費十一、課題管理費七、分年度撥款方案 單位：萬元部撥款總額2021年2021年八、各承當(dāng)單位經(jīng)費預(yù)算太原局 單位：萬元經(jīng)費來源預(yù)算經(jīng)費支出預(yù)算科 目預(yù)算數(shù)科 目預(yù)算數(shù)部撥款其他撥款合計來源預(yù)算合計支出預(yù)算合計一、部科研方案撥款一、人員費二、國家其他撥款二、專用設(shè)備費三、地方政府撥款三、材料費四、上級單位撥款四、測試化驗加工費五、單位自籌款五、燃料及動力費六、銀行貸款六、差旅

17、費七、其它來源七、會議費八、國際合作與交流費九、出版/文獻/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費十、專家咨詢費十一、課題管理費 承當(dāng)單位財務(wù)部門審核意見承當(dāng)單位審核意見財務(wù)專用章 2021年 月 日單位公章 2021年 月 日八、各承當(dāng)單位經(jīng)費預(yù)算華為技術(shù) 單位：萬元經(jīng)費來源預(yù)算經(jīng)費支出預(yù)算科 目預(yù)算數(shù)科 目預(yù)算數(shù)部撥款其他撥款合計來源預(yù)算合計支出預(yù)算合計一、部科研方案撥款一、人員費二、國家其他撥款二、專用設(shè)備費三、地方政府撥款三、材料費四、上級單位撥款四、測試化驗加工費五、單位自籌款五、燃料及動力費六、銀行貸款六、差旅費七、其它來源七、會議費八、國際合作與交流費九、出版/文獻/信息傳播/知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)費十、專家咨詢費十一、課題管理費承當(dāng)單位財務(wù)部門審核意見承當(dāng)單位審核意見財務(wù)專用章 2021年 月 日單位公章 2021年 月 日 九、合同簽訂各方意見課題負責(zé)人簽字： 聯(lián)系 ：027-31065通信地址：太原市建設(shè)北路202號 郵 編：030013開戶銀行：工行建設(shè)路支行帳戶名稱：太原鐵路局帳 號：課題承當(dāng)單位負責(zé)人簽字： 課題承當(dāng)單位乙方公章： 2021年 月 日負責(zé)人簽字：鐵道部科學(xué)技術(shù)司甲方公章 年 月 日十、共同條款 1.合同各方共同遵守?鐵道部科技研究開發(fā)方案管理方法?和?鐵路科研經(jīng)費管理暫行方法?。2.課題承當(dāng)單位的上級單位或其他有關(guān)單位，假設(shè)承諾課題實施所需要的配套