1概述

7年12月27日，工业和信息化部与中国铁路总公司联合下发（铁总发改[7]3号）《关于铁路沿线公网覆盖合作建设指导意见》，支持和鼓励中国铁路总公司将铁路红线内的基础设施资源向公网覆盖开放，支持鼓励中国铁塔股份有限公司（以下简称“中国铁塔”）等基础电信商进行铁路公网覆盖建设，并向铁路开放其通信基础设施资源[1]。中国铁路总公司和中国铁塔在北京签署战略合作协议，双方深化资源共享，强化战略协同，共同打造“高速铁路+移动宽带”精品工程，确保“高铁开通之日，就是通信畅通之时”，为广大旅客提供更好的出行体验和网络体验[2]。在此背景下，探索铁路沿线通信塔及配套设施合作共赢的技术方案可行性势在必行。本文将从技术可行性、共享可行性、经济可行性等三个方面详细分析铁路沿线通信基础设施共建共享技术方案的可行性。此外，文章在不考虑公网通信设备上车的技术方案的前提下提出的通信基础设施共建共享技术方案。

2铁路沿线通信基础设施共建共享方案可行性研究

根据TB088-5《铁路移动通信系统（GSM-R）设计规范》，GSM-R系统在网络架构、工程设计范围、无线子系统的覆盖要求及设计、系统的工作频段、对天线杆塔的要求、运行维护支撑系统等方面与公众移动通信GSM系统高度相似，中国铁塔成立以来，多年来一直为运营商的GSM系统提供通信基础设施服务。

2.1技术可行性分析

根据铁路的无线通信业务需求，GSM-R系统主要覆盖铁路正线、联络线的车站及区间，解决上述生产作业区域的移动通信业务需求。根据无线通信业务需求，GSM-R系统可提供以下业务功能：（1）调度通信：列车调度、牵引变电调度电话和调度命令传送和车次号校核等；（2）行车指挥与列车控制数据传输；（3）区间维护作业通信：提供工务、供电、水电、电务等部门的区间维护作业通信业务；（4）应急移动通信：提供公安、抢修、救援等多部门、多工种的应急移动通信业务；（5）各类公务移动电话。GSM-R系统要求在普速铁路沿线约6-7km处设置一个站址，在高速铁路沿线约3.5km处设置一处站址，当前公众通信系统在铁路沿线大约是0m-1km一处站址（市区场景）和2-3km（郊区和农村场景）设置一处站址。考虑到未来5G通信系统的站址需求，密集区域将达到0m一处站址。因此，公众移动通信系统的站址密度远大于GSM-R系统的要求，可满足铁路GSM-R系统对于站间距和覆盖的要求。参考GSM-R设计规范及以往建设经验，GSM-R站址偏移不应大于0m，考虑到视频监控对于沿线的业务要求，站址距轨道中心线的垂直距离应在0m范围内，普速铁路无视频监控要求，站址距轨道中心线的垂直距离应在m范围内。对于公网而言，站址偏移不应超出m，站址距轨道中心线的垂直距离应在m范围内。中国铁塔新建的GSM-R站址按照铁路标准：站址偏移不应大于0m，高铁线路的站址距轨道中心线的垂直距离应在0m，普铁线路的站址距轨道中心线的垂直距离应在m。根据GSM-R系统的覆盖能力和交织覆盖的要求，经过测算，在确保传播环境无严重遮挡的情况下，无线基站距离铁路中心线米以内均可满足GSM-R系统和视频监控系统的覆盖要求。影响铁路行车安全的风险因素主要包括：（1）铁路征地界或安全保护区外建设的通信塔距离线路较远（一般米以上），铁塔上高清摄像机的视频监控可能被阻挡或出现盲区。（2）由线路引出至铁路征地界或安全保护区内机房的光缆管道存在安全隐患。（3）因供电不稳定导致铁路GSM-R系统断站，影响铁路行车安全。（4）因通信塔的质量和施工工艺问题导致杆塔倾斜，影响铁路行车安全。（5）因不能及时处理铁路通信基站故障，影响铁路行车安全。铁路对于通信基础设施合作方案实施的安全性高度重点，参考以往建设技术标准，在保障铁路运行安全的前提下，本报告重点关注选址（含杆塔）、供电、传输、维护的安全要求。通过论证，中国铁塔可满足铁路运营的安全保障要求。根据《铁路安全管理条例》第二十七条规定：铁路线路两侧应当设立铁路线路安全保护区。铁路线路安全保护区的范围，从铁路线路路堤坡脚、路堑坡顶或者铁路桥梁（含铁路、道路两用桥，下同）外侧起向外的距离分别为：城市市区高速铁路为米，其他铁路为8米；城市郊区居民居住区高速铁路为12米，其他铁路为米；村镇居民居住区高速铁路为15米，其他铁路为12米；其他地区高速铁路为20米，其他铁路为15米。铁路用地地界：高铁桥梁区段，用地界为7.2（预留施工便道一侧线路中心至用地界）+5.8（另一侧线路中心至用地界）+5（线路中心间距）=18米。普速桥梁区段，用地界为7.2（预留施工便道一侧线路中心至用地界）+5.8（另一侧线路中心至用地界）+4（线路中心间距）=17米。路基段征地界根据具体横断面计算。根据某高铁用地界，路堑区域征地界约为路堑边坡外9米，路基区域征地界约为坡脚外7米。（1）选址安全要求：应保证倒塔距离的要求，和防电磁干扰的要求；站址应满足年一遇的防洪要求。（2）选址安全保障措施：若站址设置在倒杆距离内，通过增加附加风压（按照TB1-4《高速铁路设计规范》7.2.23节的要求）、提升安全等级和抗震重点设防级别等技术手段设计铁塔；机房墙内建设法拉第笼，屏蔽电气化电路的电磁干扰；公网移动通信系统选址规范满足年一遇的防洪要求。若站址设置在倒杆距离外，根据当地气象数据选址，满足年一遇的防洪要求；站址距离线路中心线m以上，满足倒塔距离。供电安全要求和保障措施包括：（1）供电安全要求：针对GSM-R系统业务不能中断要求，需保证供电全时稳定。（2）供电安全保障措施：共享铁路电力，原则上采用双路供电、一级负荷、蓄电池备电等措施保障电力供应。根据TB008-5《铁路电力设计规范》，承载列控的高铁通信基站应为一级负荷，其他线路基站可作为二级负荷，二级负荷可由双路电源供电，条件困难可由单路电源供电。传输安全要求和保障措施包括：（1）传输安全要求：针对GSM-R系统业务不能中断要求，需确保铁路传输路由全程畅通。（2）传输安全保障措施：铁路征地界外的站址尽量贴近线路，减少路由长度，并且采取双路由、增加埋深、套钢管和水泥包封等保护措施。维护安全要求和保障措施包括：（1）维护安全要求：故障发现、响应、闭环的及时性要求高。（2）维护安全保障措施：中国铁塔可提供7*24小时集中监控平台、上万的维护办公驻点、近十万的通信专业代维人员提供高等级的维护服务。经分析，铁路通信塔及配套设施与公网的建设标准有一定差异。一方面，中国铁塔可以按照国铁集团的建设需求调整相应建设标准；另一方面，在满足安全和技术规范的基础上，国铁集团和中国铁塔可以共同商议优化建设标准，实现集约化建设。因此，中国铁塔具有为铁路提供通信塔及配套设施服务的优势。中国铁塔新建的铁路通信站址将满足铁路的以上要求，同时兼顾公网共享的要求。铁路通信塔及配套设施对于GSM-R系统安全起着至关重要的作用。经分析，影响铁路行车安全的风险因素主要包括：（1）铁路征地界或安全保护区外建设的通信塔距离线路较远（一般超过米），铁塔上高清摄像机的视频监控可能被阻挡或出现盲区。（2）由线路引出至铁路征地界或安全保护区内机房的光缆管道存在安全隐患。（3）因供电不稳定导致铁路GSM-R系统断站，影响铁路行车安全。（4）因通信塔的质量和施工工艺问题导致杆塔倾斜，影响铁路行车安全。（5）因不能及时处理铁路通信基站故障，影响铁路行车安全。铁路对于通信塔及配套设施合作方案实施的安全性高度重视，参考以往建设技术标准，在保障铁路运行安全的前提下，需重点关注选址（含杆塔）、供电、传输、维护的安全要求。通过论证，中国铁塔可满足铁路运营的安全保障要求。

2.2共享可行性分析

在满足铁路运行安全的前提下，要提高资源使用效率，推进共建共享应在杆塔平台隔离度安全性，机房配套安全性和电源安全性等方面满足要求。杆塔平台隔离度安全要求是在GSM-R系统和公网系统共享铁塔时，GSM-R系统不能被干扰。杆塔平台隔离度安全保障措施是通过数据测算现有典型公网系统制式与GSM-R系统等铁路通信系统之间的干扰。按照现行的GSM-R系统、铁路0MHz集群通信系统和公网系统技术标准选取隔离度指标进行测算。经测算，由于CDMA0系统对隔离度要求较高，GSM-R系统与CDMA0系统隔离度要求较大，天线垂直间距达到6m以上；通过合理设置平台间距和天线安装位置，可以满足隔离度要求。机房及配套安全要求是在GSM-R系统和公网系统共享机房时，公网系统设备故障和检修不能影响GSM-R系统的业务。机房及配套安全保障措施包括GSM-R系统和公网系统可采取独立空间、独立供电、独立监控等措施，避免相互影响，确保安全责任清晰。外电安全要求是在GSM-R系统和公网系统共享箱变时，应确保专网箱变负荷容量，平稳运行。外电安全保障措施是公网系统供电需求纳入铁路建设管理范围，统一规划，同步设计，统筹考虑多系统的供电负荷需求。通过以上的论证，在GSM-R系统和公网系统共建共享时，通过严格的技术管控，可确保GSM-R系统的平稳运营，实现集约化建设。承载CTCS-3级列控高铁的GSM-R无线通信系统，一般采用单网交织冗余覆盖方式，基站环分为奇数环和偶数环，即任意一点基站或直放站宕机，覆盖指标均能满足要求，均不会影响车地间的正常通信。参与列车控制数据传输业务的GSM-R系统已具备较高级别安全保障。在此基础上，双方可通过规范选址、杆塔、供电和传输等建设、维护标准，消除安全隐患，保障铁路运营安全要求。

2.3经济可行性分析

经测算，中国铁塔新建机房+铁塔和新建一体化机柜+铁塔的标准造价显著低于铁路总公司的标准造价，共享铁路沿线的通信塔和机房等设施对于中国铁塔而言，将进一步降低建设成本。通过统筹建设铁路沿线通信基础设施，一方面可以提高资源利用率，增加租金收益。另一方面，增加沿线通信基础设施的掌控，未将来拓展其他应用业务打下基础。符合国家提出的科学发展观、“美丽中国”战略以及“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，土地占用、建材使用、能源消耗减少，资源利用率提高。通过铁路总公司和中国铁塔的合作，新建高铁的公众移动通信网与铁路可以实现“四同步”，即“同步设计”、“同步实施”、“同步开通”、“同步运营”，实现“高铁开通之日，就是通信畅通之时”的目标，为广大乘客提供更好的出行体验和网络体验。

3结语

通过以上分析和论证，公网共享铁路沿线通信基础设施技术上可行，经济效益良好，社会效益显著。

作者:方力诏 秦宁 陈云生 单位:广东省电信规划设计院有限公司