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  • --熱烈祝賀我會聯辦的科普活動被中國科協評為--優秀科普活動

          12月21日,中國科學技術協會辦公廳印發《關于對2020年全國科普日有關組織單位和活動予以表揚的通知》(科協辦函普字【2020】158號),江蘇省機械工程學會、南京工程學會和江蘇省學會服務中心聯辦的“2020年全國科普日暨第一屆‘天印筑夢·科普智行’”活動,被評為優秀科普活動。

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    新技術能“看”無形電波 高鐵通信調試3月變5天

    時間:2019/9/6 9:17:00    瀏覽次數:2022    字體:   

    按最高標準建設的智能高鐵京雄城際鐵路,創新了多項新技術,GSM-R通號工程首用的“智能網優”是其中之一。


    “智能網優”技術,首次把鐵路聯調聯試從線下搬到線上,完成新建京雄高鐵通信GSM-R測試僅用了5天。“之前測試一條新線的通信信號,需要加裝各種設備的軌道車,全線來回測試3個月。”中國鐵建電氣化局京雄城際四電項目總工程師張望說。

    雄安新區首個最大基礎設施——京雄城際北京段聯調聯試結束,于9月5日進入試運營階段。這條國鐵集團按最高標準建設的智能高鐵,創新了多項新技術,GSM-R通號工程首用的“智能網優”則是其中之一。

    京雄城際鐵路于2018年2月28日開工,線路全長92.4公里,設計時速350公里,北起京九鐵路李營站,全線設黃村、大興機場、固安東、霸州北、雄安5座車站。北京段為北京李營站至大興國際機場站,通車運營后,旅客搭乘高鐵從北京西站出發到大興國際機場僅需20多分鐘。

    通信網絡跟不上高鐵智能化腳步

    移動通信系統是高鐵安全運營的重要保障。“保證一個穩定的通信網絡是規劃的基礎和基本要求。”國鐵集團信號專家說,信號覆蓋弱或中斷,都將導致鐵路運營通信不暢。

    記者了解到,鐵路現在采用的信號是GSM-R網絡,是專門為滿足鐵路應用而開發的數字無線通信信號系統,由交換機、基站、機車綜合通信設備和手機等設備組成,可以提供無線列控信息傳輸、應急通信和組呼通信等業務,滿足鐵路生產中的通信需求。“目前,由于鐵路網絡規劃較為籠統,導致在聯調聯試階段需要進行大規模的網絡優化,選擇出一個最佳線路設計,工作量巨大。”張望說,現有的網絡優化,要依靠低速車反復測試,再加上人工調試,效率低、時間長、開銷大、難推廣。

    高速鐵路向智能化發展,亟須研究高精度智能網絡優化技術。

    地理信息、定位、信號射線組成BIM模型

    京雄高鐵始發站靠近北京西站,為特大型鐵路樞紐,線路走向與京滬、京九鐵路存在交叉并線區段,無線網絡規劃復雜,頻率資源極其緊張。“一旦信號串線,將給高鐵運營造成極大的安全隱患。”中國鐵建電氣化局京雄城際四電項目經理西窮說,信號調試至關重要。

    依托京雄高鐵,通信信號工程展開了高精度智能網絡優化技術。項目聯合國鐵集團、北京交通大學、華為公司和中國鐵建等高校企業,組成京雄智能網優團隊,首次基于BIM+GIS的GSM-R射線跟蹤技術,將京雄高鐵沿線的地理信息與無線電波信號,以數據形式建立BIM模型,形成京雄智能網優課題——“基于大智云的鐵路移動通信高精度智能網絡優化技術研究”(以下簡稱智能網絡優化研究)。

    “這個課題就是利用地理信息系統(GIS)和建筑信息技術(BIM),建立準確的鐵路場景三維模型。輸入高性能平臺進行射線跟蹤仿真,將無形的電波傳播等效為形象的射線,實現無線信號和傳播場景的可視化疊加與三維呈現。”張望說。

    測試全放在軟件中進行仿真

    張望介紹說,在智能網絡優化研究課題中,北京交通大學完成了基于高性能計算平臺和云計算架構,研發了兼具“準確性、高效性”的高性能射線跟蹤仿真算法,實現高精度的鐵路場景無線覆蓋預測。

    “課題首次在鐵路通信領域進行信號仿真,即根據射線跟蹤仿真的無線覆蓋大數據,利用人工智能算法對天線高度、天線下傾角與水平方位角、發射功率等無線空口參數進行自動優化。”專家認為,這個信號仿真達到了“準確高效、一鍵完成”。

    “利用基于BIM+GIS的GSM-R射線跟蹤技術,京雄智能網優團隊結合地形和基站特性,對設計進行充分優化,給出合理安裝角度和發射功率,通過實測數據,驗證了智能網優預測模型的良好準確性,為聯調聯試工作打下了堅實基礎。”西窮說。

    “聯調聯試開始后,面對著調試范圍廣、地點多、周期短、隧道內無信號等諸多困難,京雄智能網優團隊僅僅利用5天時間,就先后通過GSM-R全基站、奇數站、偶數站三個場景下所有指標,完成了京雄城際項目GSM-R聯調工作。”張望透露,智能網絡優化研究已開始申報北京市科技進步獎。




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