铁路柠条塔平调对讲机系统信号覆盖方案

铁路柠条塔平调对讲机系统信号覆盖方案红柠铁路柠条塔调车场平调对讲机系统信号覆盖方案1、 概述 柠条塔调车场位于_西省_市_县境内是红柠铁路的重要组成部分。该调车场是一处长约2000多米宽约50米的露天调车场其西边有两条弧形平行隧道相连（柠条塔调车场平面示意图见下图1）距隧道口正面约350米处有一个高大储煤仓。从两条隧道的隧道口往正东看视线均受到高大储煤仓的阻挡。东面是一段长约2公里的直线高架铁路桥。平调系统要求对讲机信号既要能较好地覆盖露天调车场同时又要能覆盖调车场西边的两条600-700米的隧道和东边高架铁路桥。调车场使用两对异频单工频点进行调车作业。铁路线上有密集的机车输电线和支撑铁塔对信号形成衰减和带来干扰。这给该系统的信号覆盖组网带来了一定困难。 通过使用中继转发台并将该转发台架设到能俯看整个调车场的楼顶上使转发信号能视距覆盖整个调车场及东边的高架铁路桥。为了增加覆盖距离我们在设计中还将使用高增益全向天线。为了对西边的隧道进行信号覆盖我们设计采用2套1拖2的光纤直放站对两个隧道进行双频信号全隧道覆盖。 二、无线环境测试 测试工具：摩托罗拉手持机GP3688(5W) 2台 柠条塔调车场是由一个带状平面加两个弯曲的隧道组成由于铁路线上架有密集的输电线将会对对讲机信号的传播造成较大的衰减。在距隧道口350米处有两个高大储煤仓阻挡了隧道内及隧道口处的对讲机与平面调车场对讲机之间的无线电信号的传播。且隧道口前1/3段为圆弧走向后2/3段为直线走向。 在距隧道口175米（隧道口与高大储煤仓之间的中间位置）处设置一部摩托罗拉GP3688手持机另一部摩托罗拉GP3688手持机从隧道口往隧道内边通话边移动在移动至洞内100米处时通话噪音开始变大；当移动到洞内150米处时通话有掉字现象通话噪音很大；当移动到洞内200米处时已无法进行通话。 在距隧道口175米（隧道口与高大储煤仓之间的中间位置）处设置一部摩托罗拉GP3688手持机另一部摩托罗拉GP3688手持机从高大储煤仓的东面往柠条塔车站的东方边行径边通话在步行至距高大储煤仓1.1公里处通话噪音开始变大；在步行至距高大储煤仓1.5公里处通话有掉字现象通话噪音很大在此待一段时间发现：信号不稳定有时信号还还可以有时根本就听不到对方讲话。 在靠近高大储煤仓的煤矿楼三楼顶上设置一部摩托罗拉GP3688手持机另一部摩托罗拉GP3688手持机从西边的隧道内往柠条塔车站的东边的铁路高架桥边方向通话边移动：从右隧道内移动至距隧道口50米（洞内）处开始能正常通话继续沿铁路线移动穿过高大储煤仓一直移动至东边的铁路高架桥起始点上这一段距离内的通话品质良好；从铁路高架桥起始点再往东移动再经过1公里通话噪音开始变大。从左隧道内移动至距隧道口10米（洞内）处开始能正常通话继续沿铁路线移动穿过高大储煤仓一直移动至东边的铁路高架桥起始点上这一段距离内的通话品质良好；从铁路高架桥起始点再往东移动再经过1公里通话噪音开始变大。 测试结论：从上述测试结果可以看出：在靠近高大储煤仓的煤矿楼三楼顶上设置中继转发台的天线能对整个柠条塔车站的露天（隧道内除外）平面调车场进行良好的信号覆盖。如果中继转发台采用10dBi的高增益全向天线可有效提高通信距离和提高远距离的通话品质。 3、 设计方案 1、 设计思想 为了既能覆盖露天调车场又能覆盖隧道本设计方案采用2台异频中继台覆盖露天调车场再用2套1拖2的光纤直放站覆盖两条隧道信号覆盖示意图见上图1。在信号覆盖的边缘场强要不小于-85dBm（高可靠的信令解码场强最小值）。 2、 设计方案图2 电插座 远端机 隧道 全向天线 光纤 2台中继台架设在靠近高大储煤仓的煤矿楼的三楼2副天线架设在煤矿楼的三楼顶用于全视距覆盖调车场。从2台中继台天线口接入耦合器将耦合出来的射频信号调制2台光近端机后将光由光缆传输到2个隧道内距隧道口150米和200米（右隧道）及100米和150米（左隧道）处。然后在右隧道内距隧道口150米和200米处各安装1台光远端机在左隧道内距隧道口100米和150米处各安装1台光远端机两个隧道共安装4台光远端机。具体情况见上图1。中继台接收频率Rx:405.175MHz, 中继台发射频率Tx:415.175 MHz。机车控制器、区长台、调车长手持机的接收频率Rx: :415.175 MHz发射频率Tx: :405.175MHz这三种设备之间的通信联络都是通过中继台的异频转发后进行相互通信的。光纤直放站的光远端机的安装示意图见下图2。 3、方案分析计算 理论计算公式 无线电波在自由空间中的传播公式为： LS（dB）32.45+20lgf(MHz)+20lgd(km) 以UHF频段低段400-440MHz系统为例 f: 400440 MHz（f取值为410 MHz） 代入上式可得：Ls（dB）=84.7+ 20lgd(km) 从传播距离的10米至10公里计算传播损耗值如下表 传播距离 10米 100米 1公里 2公里 3公里 4公里 5公里 6公里 传播损耗 44.7 dB 64.7 dB 84.7 dB 90.7 dB 94.2 dB 96.7 dB 98.7 dB 100.3 dB在本方案中： 在靠近高大储煤仓的煤矿楼的三楼安装的中继转发台的天线口输出功率：为18W折合为42dBm; 中继转发台的高增益全向天线的增益为10dBi;馈线长30米插损3dB；折合高增益天线增益为7dBi； 机车控制器天线口输出功率：为5W折合为37dBm; 机车控制器的天线增益为3dBi馈线长6米插损1dB；折合机控器天线增益为2dBi； 调车长台和连接员台的手持机的天线口输出功率：为5W折合为37dBm其天线增益为2dBi。 无线覆盖区域场强预测分析： 下行信号覆盖即从中继转发台发射RF信号至机车控制器天线口输入信号场强计算公式为： 机控器天线口输入场强=中继转发台天线口功率+折合高增益天线的增益+折合机控器天线增益-自由空间损耗-多路径衰减-阻挡屏蔽损耗 在距中继转发台的天线3公里处根据经验假设多路径衰减为10dB阻挡屏蔽损耗为25dB则将数据带入上述公式得到如下结果： 机控器天线口输入场强=42dBm+7dBi +2dBi -94.2dB-10dB-25dB =-78.2dBm-85dBm（高可靠的信令解码场强最小值） 在距中继转发台的天线6公里处根据经验假设多路径衰减为10dB阻挡屏蔽损耗为25dB则将数据带入上述公式得到如下结果： 机控器天线口输入场强=42dBm+7dBi +2dBi -100.3dB-10dB-25dB =-84.3dBm-85dBm（高可靠的信令解码场强最小值） 上行信号覆盖即从机车控制器发射RF信号至中继转发台天线口输入信号场强计算公式为： 中继转发台天线口输入场强=机控器天线口功率+折合机控器天线增益+折合高增益天线的增益-自由空间损耗-多路径衰减-阻挡屏蔽损耗 在距中继转发台的天线3公里处根据经验假设多路径衰减为10dB阻挡屏蔽损耗为25dB则将数据带入上述公式得到如下结果： 中继转发台天线口输入场强=37dBm+2dBi +7dBi -94.2dB-10dB-25dB =-83.2dBm-85dBm（高可靠的信令解码场强最小值） 在距中继转发台的天线3.5公里处根据经验假设多路径衰减为10dB阻挡屏蔽损耗为25dB则将数据带入上述公式得到如下结果： 中继转发台天线口输入场强=37dBm+2dBi +7dBi -95.6dB-10dB-25dB =-84.6dBm-85dBm（高可靠的信令解码场强最小值） 柠条塔车站平面调车往东方向要求最远的覆盖距离为高大储煤仓往东3公里故设计的上行覆盖信号的场强能满足覆盖要求。 从上述计算结果来看中继转发台发射的信号传播到6公里处机控器还能高可靠的信令解码和清晰的接收到对方的话音信号而机控器发射的信号传播到3.5公里处正好与中继转发台发射的信号传播到6公里处的高可靠的信令解码和清晰的接收到对方的话音信号的效果相当。 从上述分析结果来看在柠条塔车站平面无线调车系统的高可靠的信令解码通信极限距离不小于3.5公里。 系统上行噪声电平分析： Pc=42.6dBm(中继转发台输出功率18W,折合成42.6 dBm)； L=42.6dBm-0dBm(中继转发台天线口至光近端机下行射频信号调制口的路径衰耗) =42.6dB LNT -80dBm（我公司光纤直放站最大增益时的上行低噪） LNR（系统上行噪声电平）= L NT - L - Lr(传输损耗 0.3 dB) -80-42.6-0.3 -122.9dBm 光缆 功分器 电耦合器 全向天线 电缆 转发台CH65、系统安装说明 设备电源的说明： 本光纤直放机设备电源为：AC220V15%. 工作环境要求说明 本光纤直放机设备工作环境温度满足-30+50； 本光纤直放机设备工作环境湿度小于95%； 本光纤直放机设备工作环境电磁干扰应符合GB6833/87标准 主设备及天馈线 接地情况说明 本光纤直放机的前端加装馈线接地件接地件应良好接地。接地电阻小于5欧姆。 主机安装位置要求： 安装位置必须保证无强磁场、电场和强腐蚀性设备的干扰； 必须保证主机便于调试、维护和散热需要； 必须保证主机防水、防晒及防破坏； 天线安装： 搬运天线的机具、人力必须满足所运设备的要求； 搬运时着力点必须在天线的加固框架上； 搬运过程中不得发生碰撞严禁摔坏天线并注意人身安全。 天线的加固方式应符合施工图纸设计要求紧固件应上紧上齐加固后天线应平稳牢固能够满足抗风要求。天线的锁紧螺母应紧固在调整螺杆里外均应上双螺母； 天线就位后应按施工设计图纸要求核对天线的方位角、俯仰角； 天线的原配馈线不得修剪安装时不得猛力敲打天线体和馈源体不能强行弯曲原配馈线； 安装天线时注意将天线体上的泄水小孔朝下天线系统连接后必须用防水胶及胶带对所有裸露的连接头进行防水处理； 天线应按规定妥善接地且必须处在避雷设施的有效避雷范围之内。如使用避雷针避雷针的顶端与天线顶端的连线与避雷针垂直线的最小夹角应小于45度。 4、 光纤直放站设计材料清单 序号 名称 型号 单位 数量 1 光近端机 下/上:415.175/405.175MHz 台 2 2 光远端机 下/上:415.175/405.175MHz-10W 台 4 3 高增益全向天线 410 MHz-10dBi 付 2 4 同轴电缆 SYV-50-9-41 米 100 5 光缆千米 1 6 尾纤 20米 根 8 7 接头 N-J(K)-1/2 个 18 8 转接头 N-50JJ 个 4 9 耦合器 40dB-50W 个 2 10 扎丝包 1 11 胶带卷 3 12 PVC套管 32mm 米 100设计者：谭 鸿 _凌峰科技开发有限公司 20_年02月28日 共6页第6页第 9 页 共 9 页