摘要：我國鐵路普遍采用GSM-R技術體制，線路地理位置上存在相隔較近、并行或相互跨越的情況，對于進出車站、大型樞紐站時存在多條鐵路線匯合和分叉等情況，線路位置關系以及地形地貌具備多樣性，增加了該區域GSM-R覆蓋方案的難度，為有效解決該問題，本文通過ARICOM規劃軟件針對典型地貌進行場強預測，以便了解多種地形環境下GSM-R的場強覆蓋特性，從而有效指導不同地形地貌環境下相鄰位置關系的GSM-R場強覆蓋設計。
　　關鍵詞：GSM-R；場強覆蓋；相鄰線路；網絡規劃；
　　
　　
　　1引言
　　目前我國正在大規模建設GSM-R網絡，隨著多條GSM-R線路順利開通，為后期建設的GSM-R網絡提供了寶貴的設計和施工經驗，同時也出現了工程設計上的一些新問題，如正線區間新建線路與既有線路相鄰、相近及交越等情況，對于車站和樞紐地區，多條線路并行或相近則顯得更普遍，這些區域的GSM-R覆蓋方案成為了工程設計和實施的重點和難點。如果先建線路在設計時未統籌考慮將來規劃中的相鄰線路覆蓋需求，后期建設線路覆蓋方案可能需要對既有GSM-R網絡進行一定改造才能同時滿足各線的覆蓋需求，增加了工程實施的難度和工程投資。
　　為此，本文借助于電子地圖和ARICOM無線規劃軟件針對不同地形地貌環境進行無線覆蓋預測，充分了解典型地形地貌環境下的GSM-R場強覆蓋特性，從而有效指導相鄰線路的覆蓋方案。
　　2預測方法
　　GSM-R的規劃要求主要覆蓋鐵路所在區域及周圍鐵路的相關建筑，地貌特征以鐵路特有的4種clutter為主，分別是路基、路塹、橋梁、以及隧道。因此，本節所選取的典型地貌也將主要由以上三類組成。通過在這些位置設立基站并仿真得到GSM-R場強覆蓋特性。
　　為了簡單形象描述基站在鐵路方向和鐵路垂直方向的覆蓋特性，定義鐵路方向為y軸方向，與鐵路垂直方向為x軸方向。本文選取水平波瓣角為65度，垂直波瓣角為9度的天線作為仿真使用。
　　仿真預測電平為50%概率的場強值，實際工程要求滿足95%概率的場強值，其中列控業務為-92dBm，因此，仿真結果場強值對應于語音業務和列控業務應該至少預留12dB，本次場強預測電平滿足列控業務的電平值應為-80dBm。本次仿真場強預測范圍為基站周圍10km以內，該范圍內的場強預測對實際GSM-R工程設計具有指導意義。
　　3場強預測仿真
　　場景1：線路直，周圍樹木和農田，且地勢低于線路
　　對于線路直，周圍樹木和農田，且地勢低于線路的場景預測結果可知，沿y軸方向6km左右，信號電平值可達到-80dBm。在y小于1km時，x方向可覆蓋至1.5km左右，當y值大于1km時，x方向可覆蓋至2.5km左右。針對與場景1類似地形地貌時，線路能否共建GSM-R基站受制于線路x軸方向的間距，相鄰線路或樞紐地區x軸方向距離在2km以內時，可考慮共建基站來實現場強覆蓋。
　　場景2：高度為20米左右，不規則低矮建筑群
　　對于高度為20米左右，不規則低矮建筑群的場景預測結果可知，沿y軸方向5.3km左右，信號電平值可達到-80dBm。無建筑物一側覆蓋可達9.7km。在y軸很小范圍內，x軸方向可覆蓋至1.9km范圍，隨著y值增大，x方向覆蓋能力并無增加，這是因為兩個山脈明顯高于天線高度，因而無法滿足-80dBm電平要求。由此可知，對于存在20米范圍內的密集不規則建筑物的地貌環境下，2km間隔范圍內的相鄰線路或樞紐地區，可考慮共建基站來實現場強覆蓋。
　　場景3：線路距離較大，相鄰線路為路塹地貌，周圍地勢開闊
　　相鄰線路存在路塹是一個較為典型的場景，基站放置于偏離目標線路3.3km處，該處周圍地勢開闊，目標線路存在明顯路塹。如預測結果所示，基站距離需要覆蓋線路較長，由于路塹的影響，該場景下無法通過共建基站的方式來滿足相鄰線路的覆蓋。還可以看出，若該區域不是路塹，場強值應該為藍色標記，為-75dBm至-80dBm之間。由此可知，在x軸方向大于3.3km的相鄰線路存在路塹，盡管周圍地勢非常開闊，不能通過共建基站實現覆蓋要求。
　　場景4：線路距離較小，相鄰線路為路塹地貌，周圍地勢開闊
　　為進一步研究x軸方向多大距離相鄰線路處于路塹環境下，可考慮共建基站實現覆蓋，該場景是在場景4的基礎上調整了基站與路塹線路的距離，由3.3km調整至1.9km。可知，此時路塹線路區域的場強預測滿足覆蓋要求。結合規劃軟件，路塹處藍色標記場強值與其周圍綠色標記場強值比較發現，由于路塹的存在使得信號在該區域內加快衰落，比正常衰弱多6dB左右。因此，為了滿足場景5地貌環境下的路塹區域的場強覆蓋，基站在路塹周圍處的電平覆蓋值要達到-74dBm。
　　由仿真結果可知，信號沿y軸方向滿足對相鄰線路路塹地貌環境下的覆蓋電平值為-74dBm,最遠可達到4.8km。在y值小于1.5km范圍內，x方向的覆蓋距離能力逐漸增加，當y值大于1.5km時，x方向的覆蓋能力大致為1.9km，也就是說在1.9km范圍內的相鄰線路存在路塹的情況下，可以考慮通過共建基站實現場強覆蓋。
　　4結論
　　針對相鄰線路的GSM-R無線覆蓋是工程設計的難點和重點，本文通過對一些典型地形地貌做了場強預測，所選線路的位置關系及預測結果，可加深對于這些典型地形地貌環境下的場強覆蓋特性的認識。在工程設計時，應搜集較為全面的地形地貌及線路的位置關系，借助于電子地圖及正確的傳播模型，通過軟件模擬預測并結合實際工程經驗來指導設計，從而選擇出一種經濟效益和工程實施相對較優的設計方案。