合福高铁

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GSM-R线路交叉区域异常占用引起

CTCS-3降级分析与优化

赵寅龙

（中国铁路上海局集团有限公司上海通信段，上海 200080）摘要

：对于合福高铁下行列车多次发生CTCS-3通信超时并导致降级的问题进行逐步排查，发现

故障发生于线路交叉区域，查看降级车次CTCS-3接口监测数据与动检车测试数据，并结合GSM-R

系统小区切换原理深入分析，判断故障是空闲模式下异常占用非合福高铁导致。针对该情

况，对线路交叉区域内发射功率和天馈角度等进行调整。测试结果显示，网络优化后此区域

内合福高铁电平值明显高于邻线，能够有效避免再次因异常占用问题导致降级故障发生。关键词

：GSM-R；CTCS-3；交叉并线；网络优化；合福高铁；异常占用

中图分类号：

U284.48

文献标志码：

A

文章编号：

1673-4440(2023)01-0040-06

Analysiz27次列车 sandOptimizationofCTCS-3DegradationFaultsCausedby

AbnormalOccupancyinGSM-RLineCrossingArea

ZhaoYinlong

(ShanghaiCommunicationDivision,ChinaRailwayShanghaiGroupCo.,Ltd.,Shanghai200080,China)

Abstract:Down-directiontrainsonHefei-FuzhouHigh-speedRailwayexperiencedCTCS-3

-by-stepinvestigation

itoringdataofCTCS-3

interfacesandthetestdataofinspectiontrainsregardingth蔡徐坤个人巡回演唱会 edegradedtrainsarechecked,andanin-

depthtermined

thatthefaultsarecausedbyabnormaloccupancyofabasestationinidlemodethatdoesnotbelong

ofthissituation,thetransmittingpowerandtheangles

ofantennafeedline

testresultsshowthatafternetworkoptimization,thevalueoftheelectricallevelofthebasestationof

Hefei-FuzhouHigh-speedRailwayinthisareaissignificantlyhigherthanthatofadjacentlines,which

caneffectivelyavoidtheoccurrenceofdegradationfailurescausedbyabnormaloccupancy.

Keywords:GSM-R;CTCS-3;crossingandsharedsections;networkoptimization;Hefei-Fuzhou

High-speedRailway;abnormaloccupancy

DOI:10.3969/.1673-4440.2023.01.008

收稿日期：

2022

-

10

-

22；

修回日期：

2023

-

01

-

10

作者简介：

赵寅龙（1985—），男，工程师，本科，主要研究方向：铁路通信，邮箱：

138****************

。

铁路通信信号工程技术(RSCE)2023年1月，第20卷第1期

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合福高铁是一条连接安徽省合肥市与福建省福

州市的高速铁路。作为连通安徽到福建沿海地区的

一条大能力客运通道，合福高铁有“最美高铁”美

誉，是国内路网八纵八横规划中京港台通道的重要

组成部分，线路全长850 km，设24个车站，其中

上海铁路局管内安徽段里程约340 km。

合福高铁全线采用GSM-R系统，为CTCS-3

（C3级）列车控制信息传输等功能的实现提供通信

支持。GSM-R系统总体稳定可靠，但受限于铁路沿

线环境日趋复杂，部分线路交叉、并线和交汇等特

殊区域容易网络工作异常，导致C3通信超时、降

级等情况发生，从而影响高铁列车的正常运行。因

此，解决线路交叉特殊区域网络问题是GSM-R网

络优化的重点工作，为行车安全控制提供有力保障

具有重要意义。

1 合福高铁降级故障案例

1.1 问题描述

合福高铁下行方向多次出现C3通信超时情况，

通信超时严重时会引起C3降级发生，从而影响高

铁列车行车安全和效率。调取故障阶段的C3接口

监测系统数据，发现超时情况发生时存在Abis口、

A口数据缺失，仅有PRI口数据的现象。经与C3

接口监测厂家确认，此现象证明数据缺失期间有通

信，因此初步判断为终端占用非合福高铁，之

后无法切换回本线导致掉话，进而发生降级。

1.2 问题排查

分析话统数据：合芜线ZhongHan存在

掉话情况，且掉话时间与超时时间相符。

查看线路地图：合福高铁线与合芜线存在交叉

区域，此范围内两线路均有多个部署，合芜线

ZhongHan位于此交叉区域，如图1所示。

分析C3接口监测数据：降级情况发生于

RBC交权区。正常车次MT1在合福高铁线CLH-

CHD10通信结束，MT2在CLH-CHD08

起呼；降级车次MT1在CLH-CHD10通信结

束，且MT2起呼的Abis口、A口数据缺失。根据

Abis口、A口无数据而PRI口有数据的现象，表

示数据缺失期间有通信，结合线路地图分析，考虑

通话可能与异常占用合芜线有关。

2 故障原因分析

2.1 分析异常占用邻线可能性

在交叉区域，合福高铁与合芜线无邻

区关系，正常情况下在此区域300元2小时不限次数 MT2不会切换或重

选至合芜线。

图� 合福线与合芜线存在交叉区域

Fig.1ExistingcrossingareaofHefei-FuzhouHigh-speedRailwayandHefei-WuhuRailway

o.1 赵寅龙：GSM-R线路交叉区域异常占用引起CTCS-3降级分析与优化

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合福、合福BSC均无异常告警，且MT1

在该区段正常通信，排除合福硬件故障导致

MT2异常占用合芜线。

核查HeFeian至CLH-CHD10，未发

现合芜线与合福高铁存在的BCCH相同的情

况，排除从合福高铁重选至合芜线。

查看线路地图：合福高铁线在合肥南附近存在

交叉区域，如图2所示。合福高铁由HeFeian基

站出站下行方向在HF-CLH01A/B附近存在

分叉，其中合福高铁由HF-CLH01A/B切

换至HF-CLH02，而合肥南环线由HF-

CLH01A/B切换至FD-HF02，随后由

南环浮山后一小区 线转合芜线。

考虑合福高铁线与合肥南环线、合芜线存在交

叉区域情况，初步怀疑降级车次MT2（空闲态）由

HF-CLH01A重选至FD-HF02，随后

占用合芜线，当列车经过CLH-CHD08附近的

地面应答器时，触发MT2在合芜线起呼。

图� 合福线与南环线、合芜线存在交叉区域

Fig.2ExistingcrossingareaofHefei-FuzhouHigh-speedRailway,thesouthloopandHefei-WuhuRailway

图� 降级车次C�接口监测数据

Fig.3MonitoringdataofC3interfaceofadegradedtrain

2.2 监测数据分析

分析Abis口数据：查看降级车次C3接口监

测数据，发现HF-CLH01A切换至HF-

CLH02前，合福高铁线HF-CLH02的

电平值较合肥南环线FD-HF02强10 dBm

左右，如图3所示。

分析合福高铁中国国家铁路集团有限公司（以

下简称国铁集团）动检车测试数据：降级车次占用

HF-CLH01A时，HF-CLH02的电平值

较FD-HF02强5 dBm左右，如图4所示。

2.3 原理分析

GSM-R即铁路数字移动通信系统，其建设初

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期规划对象一般是单独线路，规划环境比较简单且

无线干扰较少。随着国内铁路八北京翔达国际商务酒店 纵八横规划的建设

以及既有线改造的快速进行，铁路无线专网面对的

环境日趋复杂，特别是在铁路线路交叉、并线和交

汇等特殊区域，当路线完全并行或相互跨越时，无

线网络规划面临严重的无线覆盖、频率规划和业务

实现等难题。

为了保障移动状态下列车通信服务的稳定性、

连续性，GSM-R在铁路沿线按接续覆盖线路

规划建设，服务小区间采用切换的方式来满足车地

间信息传送需求。当列车经过小区边缘区域，移动

台测量当前无线子系统的下行链路质量以及从邻近

小区接收电平的信号强度，监测每个被服务移

动台的上行接收电平和质量，并将测量报告上报基

站控制器。控制器根据传来的测量报告进

行切换判决，对目标小区进行筛选后确定切换小区。

小区切换时，移动台与目标小区之间建立新链路，

目标小区分配一个新的信道，并命令移动台切换到

新信道上继续提供服务，而用户和旧小区之间的链

路连接会被删除和释放，以保证用户通话的连续性。

在线路交叉区域，不同线路的覆盖范围可能相

互重叠，当列车经过小区重叠区域且小区覆盖场强

相近时，移动终端不能明显分辨出本线路和相邻线

路覆盖小区，因此容易造成错切情况，使系统掉话

率增高，严重时导致通信超时乃至降级故障发生，

影响列车正常运行秩序。

对于高速运行的列车而言，通话情况下的小

区切换由切换参数来进行控制，经查询相关线路

设置，确认HF-CLH01A/B至合福高铁

HF-CLH02的切换门限为4 dBm，HF-

CLH01A/B至南环线FD-HF02的切换

门限为7 dBm，即通话情况下合福高铁下行列车较

难切换至南环线FD-HF02。

空闲模式下小区重选的定义为：

C

2＝

C

1＋

CRO，其中

C

1＝接收电平－最小接入电平。经

核查，合福高铁HF-CLH02与南环线FD-

HF02的最小接入电平与CRO参数设置一

致，即在空闲模式下，仅比较电平值，MT2会

重选至合福高铁HF-CLH02与南环线FD-

HF02中信号较强的小区；若南环线信

号较强，则合福高铁下行列车会产生异常占用非合

福高铁的情况，从而造成异常重选故障发生。

综上所述，该C3降级问题是由于空闲模式下异

常占用合肥南环

-

合芜线导致。从Abis口监测

数据（通话态MT1的数据）和国铁集团动检车测试

数据分析，不满足合福高铁HF-CLH01A向

合肥南环线FD-HF02重选的条件，但由于存

在快衰落或终端接收性能差异，因此可能是在某个地

点降级的模块接收电平较强导致异常重选。

3 优化调整方案

3.1 故障应急处置

为验证列车终端从合福高铁HF-CLH01A基

站向合肥南环线FD-HF02重选导致降级，

并避免再次出现连续降级情况，临时调整了合肥南

环线FD-HF02的功率等级，由等级3降至

等级10（功率等级每降低1，功率下降2 dB）。

下调合肥南环线FD-HF02的功率等级

后，问题区域未再次出现降级情况。至此，可判断

故障发生时合肥南环线FD-HF02在合福高

铁HF-CLH01A/B至HF-CLH02区段覆盖过

强，导致列车空闲态MT重选至合肥南环线HF-

CLH02而造成降级发生。

3.2 优化调整方案

GSM-R网络中，异常占用主要是由于区

域内天线角度不当、发射功率设置不当、切换

参数设置不当等因素造成的。为避免后续该区段再

次出现此问题，同时为恢复临时处置时调整的南环

o.1 赵寅龙：GSM-R线路交叉区域异常占用引起CTCS-3降级分析与优化

图� 降级车次动检车测试数据

Fig.4Testdatafromahigh-speedcomprehensiveinspectiontrain

regardingthedegradedtrain

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线FD-HF02功率，制定网络优化方案如下：

1）调整南环线FD-HF02天线：方位角

225→235，俯仰角6→8；

2）调整合福高铁HF-CLH01A/B天线：

方位角140→130，待第一步实施后看情况决定是

否实施；

3）调整合福高铁HF-CLH02天线：方

位角330→325，待后续国铁集团测试结束后再决

定是否实施。

4 网络优化效果

按照上述方案，调整南环线FD-HF02

天线方位角225→235、俯仰角6→10，同时，

恢复南环线FD-HF02功率等级10→3，并

将合福高铁HF-CLH01A功率由40 W提升

至60 W。

对比实施前后合福高铁HF-CLH01A/B至

HF-CLH02区段Abis口监测数据（如图5、6所

示），优化调整后，合肥南环线FD-HF02的

电平值明显低于合福高铁HF-CLH02的电平

值，不会再次因重选问题导致降级。

图� 优化调整前合福高铁HF-CLH��A/B至

HF-CLH��区段Abis口监测数据

Fig.5MonitoringdataofAbisportregardingthesectionfrom

HF-CLH01A/BtoHF-CLH02of

Hefei-FuzhouHigh-speedRailwaybeforeoptimizationandadjustment

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图例：HF-CLH��AHF-CLH��FD-HF��

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图� 优化调整后合福高铁HF-CLH��A/B至HF-CLH��区段Abis口监测数据

Fig.6MonitoringdataofAbisportregardingthesectionfromHF-CLH01A/BtoHF-CLH02of

Hefei-FuzhouHigh-speedRailwayafteroptimizationandadjustment

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图例：HF-CLH��AHF-CLH��FD-HF��

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5 结语

随着铁路G进博会门票取得方式 SM-R网络的建设推进，铁路交叉、

并线和交汇的情况越来越多，无线覆盖环境也越来

越复杂，这些特殊区域的网络优化属于GSM-R网

络设计的重点和难点。在线路交叉区域，要对无线

网络进行统筹规划，做好不同线路的覆盖及切

换参数优化，具体可以通过合理设置天馈方位角、

调整发射功率等方式控制覆盖区域，避免在线

路交叉区段发生小区错切故障。同时，不仅要优化

铁路通信信号工程技术(RSCE) 2023年1月

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通话模式下的小区切换情况，对空闲模式下的小区

重选情况也要进行重点关注。

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