主頁（http://www.130131.com）：GSM-R電磁環境保護技術方案（試行）

一 建設目的

GSM-R系統承載了列車調度和列車控制系統中的關鍵指令，若發生故障將引起鐵路系統的混亂，甚至可能造成嚴重的安全事故，因此為了充分保護鐵路GSM-R系統的用頻安全，需建設GSM-R監測專用系統，以及時發現并初步判斷干擾來源，為干擾的快速消除提供有效可靠的先決條件。

二 定義

最大值：在一定的測量時間內，所有測量中所測的最大值。

x%值：在一定的測量時間內，超過某一數值的測量次數與全部測量次數之比為x%，則此值為x%值。

三 系統框圖

圖一 GSM-R干擾監測專用系統結構

四 實現功能

4.1 監測小站功能

為了合理使用網絡資源，監測小站應具有很強的數據處理、數據壓縮和數據存儲功能。

4.1.1測量功能

§測試GSM-R下行頻段內的各信道的強度，并根據多次測試值形成模板，記錄最大值、90%值、70%值、50%值和10%值，并統計方差；

§實時測量GSM-R上行頻段底噪，經過A/D轉換、DSP處理等，記錄可能的干擾信號，并根據多次測試值形成不同時刻（如忙時和閑時）、不同模式（如GSM-R通信鏈路建立時和沒有建立時）的模板，分別記錄最大值、90%值、70%值、50%值和10%值，并統計方差。；

§測量掃描頻段內GSM及CDMA基站信號，形成數據庫，數據庫格式以最新監測數據庫格式為準。

4.1.2識別及解碼功能

§具有GSM-R同頻信號的分離能力，并在同頻信號分離的情況下實現信號的測量和解碼，解出各GSM-R基站的配置情況（包括基站ID、運營商編號、用戶級別、載波配置等）；

§具有GSM系統解碼功能，能夠給出接收到的GSM基站的基站ID和載波配置和運營商編號，計算各基站的發射機互調，并測試BCCH載波的信號強度；根據干擾情況，識別可能引起干擾的GSM基站；

§能夠識別CDMA系統基站信號，能夠給出基站ID和載波配置；根據底噪情況，識別引起干擾的CDMA基站；能夠根據底噪模板判定高斯白噪聲干擾；

§能夠捕獲和識別GSM-R頻段內的跳頻信號和突發信號；

§根據接收到的干擾情況，判定干擾類型（GSM-R同頻或鄰頻干擾、GSM互調、CDMA帶外干擾、模擬/數字電視干擾、集群干擾、跳頻干擾、突發干擾、噪聲干擾、不明干擾等）。

4.1.3告警功能

§發現可能的干擾信號，能夠迅速告警（反應時間<2s），并上報數據處理中心；

§告警信息內容包括：提交告警信息的監測小站ID；干擾類型（GSM-R同頻或鄰頻干擾、GSM互調、CDMA帶外干擾、模擬/數字電視干擾、集群干擾、跳頻或突發干擾、噪聲干擾、不明干擾等）；干擾信號強度；干擾信號頻率；干擾信號頻譜圖；干擾信號解碼結果（GSM系統基站ID、GSM-R系統基站ID、 CDMA系統基站ID）；

§告警信息應區分潛在干擾和事實干擾，并根據干擾類型劃分告警級別。

4.1.4記錄及查詢功能

§對一周內的監測數據（包括頻譜圖、信號識別及解碼結果、告警信息）進行記錄和存儲，每周至少自動上傳監測數據一次；

§對尚未上傳的監測數據能根據數據處理中心的要求進行查詢和回放；

§能在發現GSM-R帶內異常信號時自動存儲I/Q信號（觸發前后各存儲1Mbytes），并能在最短的時間內傳輸至控制中心，或在事后根據控制中心要求傳回，進行進一步的分析處理和確認；

§根據數據處理中心要求，上傳所需的實時監測數據。

4.1.5其他功能

§具有遠程控制功能，如遠程控制重啟、設置干擾判定門限、頻率、帶寬和分辨率等；

§具有自檢功能，可定時啟動和人工啟動，完成后上報自檢報告；

§定時向數據處理中心上報監測報告，包括設備運行情況、告警情況，以及重點監測對象情況；

§站設備具有良好的通信、電源、防雷接地、電磁兼容及環境適應能力;設備可靠性高，能在鐵路沿線環境下長期穩定正常工作；

§站設備具有良好的工程實施能力，能在鐵路GSM-R基站鐵塔上快速安裝和維護。

§留有TDOA定位的接口。

4.2 數據處理中心功能

數據處理中心的核心功能是匯總及綜合處理路段內各監測小站的實時干擾監測結果；并能根據干擾類型及強度，初步定位干擾源。例如，若干擾類型為GSM下行信號，可給出產生干擾的GSM基站；若為其他類型干擾，綜合分析附近小站報告的干擾強度，初步劃分干擾源所在地。另外，能夠對各監測小站進行狀態監控，發現設備異常，能夠主動告警；在需要時，可與現有監測定位系統聯動，消除干擾。其主要功能如下：

4.2.1用戶管理

程序啟動后，用戶首先進行登錄，系統核準用戶信息后，可進入主界面。用戶管理主要功能是實現用戶登錄身份確認以及系統用戶管理功能；操作用戶通過該部分可以添加修改和刪除系統操作用戶與系統管理員，系統操作用戶只能登錄系統軟件，但在操作軟件時操作權限將受到嚴格限制，只有具備管理員權限的用戶登錄方可進行所有操作。

添加、修改和刪除用戶信息時主要包括用戶名稱、用戶密碼、用戶權限等基本信息。

當用戶進行添加修改和刪除用戶信息時軟件將進行操作用戶權限檢查，需要管理員身份方可進行該操作，當用戶為普通操作員時，則只能修改自身信息。

4.2.2數據信息瀏覽

主要提供以下數據信息的瀏覽：

系統數據：包括系統用戶、系統工作日志、數據備份記錄。

告警數據：包括提交告警信息的監測小站ID；干擾信號頻譜圖；干擾信號頻率；干擾信號調制類型；干擾信號強度；干擾類型（GSM互調、CDMA帶外干擾、模擬/數字電視干擾、集群干擾、跳頻干擾、噪聲干擾、不明干擾等）；干擾信號解碼結果（GSM系統基站ID、CDMA系統基站ID、基站經緯度、數字電視信道號）；

測量數據：測量信號記錄、干擾信號判決門限；

設備狀態：設備故障小站ID、發生故障的類型（如設備損壞、停電、網路等）和時間、故障排除時間等。

4.2.3 控制及告警功能

根據數據處理中心用戶命令，調用監測小站的實時監測數據，并存儲；

自動定期調取各監測小站的監測數據，并以最新監測數據庫格式存儲；

對監測小站具有遠端控制能力，能遙控開關監測小站、設置參數等。

4.2.4 數據查詢

數據查詢為用戶提供數據的檢索功能，在上節中提到的各類數據可按以下的組合查詢條件進行檢索：

(一)檢索條件

系統用戶：用戶類型，用戶名稱；

系統工作日志：事件發生時段，事件類型；

設備狀態：事件發生時段；

監測信號記錄：測量時間范圍，中心頻率范圍，信號調制方式；

干擾信號記錄：測量時間范圍，中心頻率范圍，信號調制方式，干擾類型。

(二)輸出

能以Word、Excel、pdf等多種文件格式輸出數據查詢結果列表。

4.2.5 對比分析

選取任意兩個或多個相同頻段的監測數據，進行比對。

以選定的基準數據為準，分析信號的增減數量及可能的序號、中心頻率、頻寬、載波功率、載噪比等的變化情況。以word、pdf等格式輸出供對比的頻譜圖及對比結果。

4.2.6干擾來源分析

根據各監測小站上報的干擾信號告警信息，若為GSM（包括GSM-R）、CDMA基站干擾，則根據基站ID及運營商編號等信息快速定位干擾來源的基站位置；若為其他干擾類型，根據各小站上報的干擾信號強度，大致劃分干擾來源區域。

4.2.7聯網

可與現有監測定位系統通過TCP/IP協議聯網，有需要時可調用現有監測定位系統，對干擾源進行分析、定位；

保留向鐵路部門提供接口的功能。

4.2.8地圖顯示

可在地圖背景上顯示鐵路線路、監測小站、數據處理中心和監測范圍內的GSM（包括GSM-R）、CDMA基站位置，以及干擾來源分析結果。能夠放大、打印圖片。

4.2.9

可人工導出/導入數據庫。并對數據庫每周進行自動備份。

五 設備指標

六 處理流程

6.1 初始化流程

圖二 初始化流程圖

6.2 干擾識別流程

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圖三 干擾發現及處理流程圖

七 重點及難點

7.1 解調及解碼功能

要求監測小站具有對GSM-R、GSM、CDMA、UMTS（廣東及深圳地區）等系統基站消息解碼功能，能夠獲取基站ID、運營商編碼、載波配置和BCCH載波強度；

具有跳頻信號識別功能，能夠得到跳頻信號的頻率集及跳頻速率信息；

具有對模擬集群及模擬對講系統的解碼功能，能夠獲取語音信息。

7.2 同頻信號分離

GSM-R工作頻段內的同頻信號分離是本系統的建設難點。雖然高鐵運行有“天窗”時間，但由于干擾信號的出現具有一定的隨機性，以及考慮到消除干擾的時效性要求，必須能夠對同頻干擾進行分離和識別。

注：“天窗”時間為高鐵停運檢修時間。