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由于地層地質(zhì)的復(fù)雜性,大跨軟巖隧道工程仍然面臨著以下幾個(gè)急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題:
1)對(duì)圍巖變形的判斷與控制。對(duì)于軟巖隧道圍巖變形的研究主要集中在三個(gè)方面:
a.從理論方面對(duì)變形機(jī)理進(jìn)行研究;
b.選擇合理的施工工法對(duì)圍巖變形進(jìn)行控制;
c.運(yùn)用有限元或其他數(shù)值模擬的手段對(duì)圍巖的變形量和變形趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。從眾多的學(xué)術(shù)論文和科研成果中不難發(fā)現(xiàn),對(duì)于圍巖變形的機(jī)理多是采用連續(xù)性介質(zhì)理論進(jìn)行分析,而實(shí)際工程中的圍巖是非連續(xù)的,它是巖塊和結(jié)構(gòu)面在三維空間的一種非定向關(guān)系。尤其是對(duì)于地質(zhì)狀況比較復(fù)雜的軟弱圍巖,都是由多種物理成分組成的,且各物理成分的大小、多少及分布具有很大的隨機(jī)性。但是,在實(shí)際的研究和應(yīng)用中,例如采用數(shù)值模擬的方法對(duì)軟巖隧道圍巖變形進(jìn)行分析時(shí),又必須運(yùn)用巖體的本構(gòu)關(guān)系,這本身就是存在問(wèn)題的,更不要說(shuō)計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性了。不論是理論分析還是數(shù)值模擬都沒(méi)有辦法對(duì)圍巖的變形量進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。這將引起另外一個(gè)問(wèn)題,就是在采取控制變形措施時(shí),通常采用的是依據(jù)相似工程經(jīng)驗(yàn)制定施工方案,并沒(méi)有針對(duì)不同的變形量采取相應(yīng)的控制措施,因此變形控制措施也具有一定的盲目性。另外,隧道施工中變形可以達(dá)到1.0m甚至更大,軟弱圍巖變形本質(zhì)上屬于大變形問(wèn)題,然而巖體力學(xué)中使用的彈塑性變形理論雖然對(duì)材料的非線性進(jìn)行了考慮,但是嚴(yán)格意義上仍屬小變形理論。
2)對(duì)合理支護(hù)時(shí)機(jī)的探討。隧道二次襯砌施作時(shí)機(jī)始終是隧道界討論的熱點(diǎn)問(wèn)題,二次襯砌的支護(hù)時(shí)機(jī)是保證二次襯砌長(zhǎng)期穩(wěn)定的關(guān)鍵。特別是對(duì)于軟巖大變形隧道,如果二次襯砌施作過(guò)晚,則可能造成初期支護(hù)變形過(guò)大而無(wú)法控制,以致隧道失穩(wěn);但如果施作過(guò)早,則不利于地應(yīng)力的釋放和充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力,從而使二襯受力過(guò)大而導(dǎo)致開裂,降低了隧道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。因此,合理確定二次襯砌施作時(shí)機(jī)是保證隧道施工階段和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)階段安全性的關(guān)鍵。但是現(xiàn)階段,對(duì)于隧道二次襯砌支護(hù)時(shí)機(jī)的研究仍然沒(méi)有形成系統(tǒng)的體系。研究者多根據(jù)具體的工程背景選擇不同的巖石彈塑性模型,采用的確定合理支護(hù)時(shí)機(jī)的判定方法也各有不同。對(duì)于二襯支護(hù)時(shí)機(jī)的影響因素的分析也多是針對(duì)單一影響因素,并沒(méi)有綜合考慮。
2大跨軟巖隧道的發(fā)展與展望
為了滿通建設(shè)的需要,將不可避免的遇到更多的軟巖隧道工程。圍巖大變形的控制問(wèn)題仍然是未來(lái)軟巖隧道工程需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。從根本上講要更深入的研究圍巖的變形機(jī)理,找出適用于實(shí)際工程地質(zhì)狀況的圍巖的本構(gòu)關(guān)系。在施工的過(guò)程中,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)要貫穿整個(gè)隧道的開挖過(guò)程,監(jiān)控測(cè)量要及時(shí)跟進(jìn)。對(duì)于具有代表性的工程要完善施工工法,以便以后類似工程經(jīng)驗(yàn)借鑒。隧道是地層圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)共同組成的復(fù)雜受力體。支護(hù)是一個(gè)過(guò)程,一個(gè)好的支護(hù)方案要讓這一過(guò)程與圍巖變形過(guò)程相協(xié)調(diào)。考慮到軟弱圍巖的蠕變特性,圍巖的自穩(wěn)能力是與施加相關(guān)的,因此二次襯砌的支護(hù)需要一個(gè)合理的時(shí)機(jī)。反過(guò)來(lái)理解,如果要確定合理的二襯支護(hù)時(shí)機(jī),首先要對(duì)圍巖的蠕變特性和變形機(jī)理進(jìn)行充分而深入地分析,只有在此基礎(chǔ)上,才能選擇適當(dāng)?shù)闹ёo(hù)時(shí)機(jī)和支護(hù)形式以及確定合適的支護(hù)參數(shù)。由于目前的研究多針對(duì)二次襯砌的支護(hù)時(shí)機(jī)探討,應(yīng)該將整個(gè)支護(hù)過(guò)程統(tǒng)一起來(lái),形成與不同圍巖級(jí)別、不同斷面尺寸、不同開挖方式、不同支護(hù)參數(shù)相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的支護(hù)方案,以及更完善的施工工法。
3結(jié)語(yǔ)
畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用學(xué)過(guò)的各種理論知識(shí)來(lái)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,是本科教學(xué)過(guò)程中不可或缺的一環(huán)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的應(yīng)該著眼于提高學(xué)生的能力,例如培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思路,擴(kuò)展所學(xué)專業(yè)的知識(shí)面,加強(qiáng)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)等。隧道工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有:
1.通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可以讓學(xué)生把所學(xué)的理論基礎(chǔ)如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)力學(xué)等和專業(yè)知識(shí)有機(jī)的融會(huì)貫通,并在指導(dǎo)老師的幫助下,進(jìn)一步完善自身的專業(yè)素養(yǎng),彌補(bǔ)自身的不足,鞏固所學(xué)知識(shí);
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生畢業(yè)前的最后一次完成的綜合性作業(yè),它能夠讓學(xué)生重溫本科階段的各科內(nèi)容,對(duì)隧道工程及相關(guān)專業(yè)知識(shí)有一個(gè)整體的把握,為畢業(yè)后的工作和深造提供更加扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí);
3.學(xué)生獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì),可以培養(yǎng)獨(dú)立自主的意識(shí),提高獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,通過(guò)獨(dú)立完成文獻(xiàn)的查閱和資料的搜集培養(yǎng)學(xué)生親力親為、敢為人先的精神;
4.隧道工程的實(shí)際工程中,仍然有很多需要?jiǎng)?chuàng)新的地方,畢業(yè)設(shè)計(jì)可以培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí),勇于創(chuàng)新的精神;
5.檢驗(yàn)學(xué)校在本科四年的教學(xué)成果,從中發(fā)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程中的不足。土木工程涉及廣泛、內(nèi)容龐大,畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生所學(xué)知識(shí)的大綜合大貫通,畢業(yè)設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到學(xué)校教學(xué)質(zhì)量的好壞和學(xué)生本身專業(yè)素養(yǎng)的好壞。提高學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量對(duì)于提高高校的教學(xué)品質(zhì)和學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的意義。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
(一)畢業(yè)實(shí)習(xí)方面
畢業(yè)實(shí)習(xí)是學(xué)生在畢業(yè)時(shí)通過(guò)動(dòng)手去親自體驗(yàn)和實(shí)踐本專業(yè)的專業(yè)技能和專業(yè)知識(shí),但如今很多高校的畢業(yè)實(shí)習(xí)已經(jīng)背離了這個(gè)基本思想。以隧道工程為例,我們可以指出的有:首先,出于安全、經(jīng)費(fèi)等多種因素的考慮,大部分高校的隧道工程系不讓學(xué)生親自參與,而僅僅局限于現(xiàn)場(chǎng)參觀,他們畢業(yè)實(shí)習(xí)基本上都是在已經(jīng)建好的隧道中進(jìn)行參觀,指導(dǎo)教師現(xiàn)場(chǎng)講解,對(duì)于正在施工的部分基本上是不會(huì)允許學(xué)生進(jìn)去的。這樣對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)沒(méi)有現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)過(guò)隧道的施工就沒(méi)有一個(gè)直觀的感受,就不能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所見(jiàn)的到各種施工情況聯(lián)系書本上的相關(guān)知識(shí),從而提出自己的疑問(wèn),顯然這不利于學(xué)生把所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐中去。其次,很多學(xué)生本身沒(méi)有意識(shí)到畢業(yè)實(shí)習(xí)的重要性,他們認(rèn)為即將進(jìn)入工作崗位,以后有的是時(shí)間去實(shí)踐。而把畢業(yè)實(shí)習(xí)更多的看成去完成學(xué)校交給的一個(gè)任務(wù)。同時(shí)在這段時(shí)間很多學(xué)生忙于找工作而忽視了畢業(yè)實(shí)習(xí)。最后,學(xué)校在畢業(yè)實(shí)習(xí)的投入不足。由于經(jīng)費(fèi)投入到教學(xué)科研方面的投入產(chǎn)出相對(duì)較高,很多高校把經(jīng)費(fèi)投入到教學(xué)科研中而忽視了畢業(yè)實(shí)習(xí)的投入,導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)習(xí)地點(diǎn)不具代表性,沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)豐富的工程人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)甚至沒(méi)有動(dòng)手的機(jī)會(huì),這也無(wú)形中使學(xué)生認(rèn)為學(xué)校也不重視畢業(yè)實(shí)習(xí),學(xué)生本身就會(huì)更加怠慢。
(二)指導(dǎo)教師方面
指導(dǎo)教師主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
(1)很多高校在教學(xué)和科研方面更加傾向于后者,甚至學(xué)校會(huì)給老師下達(dá)任務(wù),如必須發(fā)多少篇論文,必須爭(zhēng)取到多少科研經(jīng)費(fèi),必須獲得多少獎(jiǎng)項(xiàng)等,這就導(dǎo)致了很多老師把工作重心放在了自己的科研項(xiàng)目上,而很少投入精力去檢查學(xué)生的畢業(yè)質(zhì)量。
(2)隧道工程中很多老師都有自己的工程項(xiàng)目,所以他們一般都把時(shí)間精力放到自己的項(xiàng)目中去了,甚至根本無(wú)暇顧及學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)。
(3)部分老師沒(méi)有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn),有部分隧道工程老師甚至沒(méi)有參與過(guò)隧道的設(shè)計(jì)和修建等,另外部分老師缺乏指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn),在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)顯得力不從心,導(dǎo)致部分學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量不高。三是許多老師把往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目稍加修改甚至不改就給本屆學(xué)生,這就使得學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)存在僥幸心理,認(rèn)為即使做不出來(lái)也可以去會(huì)抄往屆的設(shè)計(jì),而不會(huì)獨(dú)立的去思考和解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。
(三)學(xué)生方面
學(xué)生方面的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)前期準(zhǔn)備工作不足。
(2)學(xué)生缺乏主動(dòng)思考的能力。很多畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎都是一個(gè)套路,很少有創(chuàng)新的地方。
(3)學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)往往會(huì)忽視相互交流的重要性。由于每個(gè)人的題目都有部分差別,因此大部分都是自己埋頭苦干而忽視了同學(xué)間相互交流的作用。
(4)缺乏把知識(shí)相互串聯(lián)起來(lái)的能力。
(5)很多學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)都存在抄襲問(wèn)題。部分學(xué)生平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí),完成畢業(yè)設(shè)計(jì)有困難,就在其他學(xué)生做完畢業(yè)設(shè)計(jì)后抄襲別人的。
(6)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不清楚。很多學(xué)生認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是能拿到學(xué)位證和畢業(yè)證的前提,他們是為了拿證而去被動(dòng)地完成畢業(yè)設(shè)計(jì),認(rèn)為只要設(shè)計(jì)合格了就可以畢業(yè)了。而對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量好壞不關(guān)心,僅僅只是能過(guò)通過(guò)答辯就行。
三、提高畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的方法與思路
(一)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)用于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)態(tài)度
指導(dǎo)老師在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該著力于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,鼓勵(lì)學(xué)生嘗試不同的方法來(lái)完成設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)遇到問(wèn)題時(shí),老師不應(yīng)該有問(wèn)必答,而是鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)圖書館等資源去尋找答案。指導(dǎo)老師應(yīng)該避免高高在上德高望重的思想,積極和學(xué)生探討所遇到的問(wèn)題,適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題,對(duì)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中浮躁錯(cuò)誤的態(tài)度及時(shí)進(jìn)行批評(píng)并督促學(xué)生改正。
(二)提高指導(dǎo)教師素質(zhì),改善指導(dǎo)方法
指導(dǎo)教師素質(zhì)參差不齊,應(yīng)對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師進(jìn)行提前培訓(xùn),講授怎樣定題怎樣輔導(dǎo)等問(wèn)題。各老師也可以分享往年指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)供其余老師揚(yáng)長(zhǎng)避短。同時(shí)應(yīng)進(jìn)行崗前的思想培訓(xùn),提高老師對(duì)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)程度和重視程度,以良好的工作作風(fēng)來(lái)幫助學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。老師在指導(dǎo)過(guò)程中應(yīng)不斷總結(jié)學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題,思考出現(xiàn)這些問(wèn)題的原因和解決方案,為后續(xù)指導(dǎo)提供經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)。另外還應(yīng)注意學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中的通病,指導(dǎo)過(guò)程中著重強(qiáng)調(diào)該類問(wèn)題。對(duì)待不同學(xué)生采用不同的指導(dǎo)方法,因材施教、因人而異。嘗試不同的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)方法,例如,有條件的情況下可以讓經(jīng)驗(yàn)豐富的設(shè)計(jì)人員定期進(jìn)行隧道設(shè)計(jì)講座、可以讓學(xué)生自由組隊(duì)對(duì)同一工程進(jìn)行多方案的設(shè)計(jì),來(lái)多方面探索最適合本屆學(xué)生的指導(dǎo)思想。指導(dǎo)老師在指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)重在引導(dǎo)而不是直接告知。直接的告訴答案會(huì)讓學(xué)生形成一種依賴心理,這不利于培養(yǎng)他們自己尋找資料和答案的能力。老師可以在大方向上為學(xué)生導(dǎo)航,而要求學(xué)生自己去查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。
(三)提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理能力
畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是指導(dǎo)老師和學(xué)生的事情,也是學(xué)院乃至學(xué)校的事情。學(xué)院和學(xué)校的教學(xué)管理部分應(yīng)該加大對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理,制定科學(xué)的管理模式。例如,在畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該隨時(shí)抽查指導(dǎo)教師的指導(dǎo)情況和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成情況。必要時(shí)可以邀請(qǐng)除指導(dǎo)老師以外的隧道工程系老師進(jìn)行提問(wèn)抽查。管理部門同時(shí)應(yīng)該認(rèn)真聽(tīng)取老師、專家和學(xué)生的意見(jiàn),不斷完善對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的管理和評(píng)價(jià)體系。畢業(yè)答辯是檢驗(yàn)學(xué)生設(shè)計(jì)好壞和老師指導(dǎo)好壞情況的最終體現(xiàn),院校應(yīng)該切實(shí)深入實(shí)際,把握答辯這個(gè)最后的關(guān)卡,在最后這道線上做好畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量控制。答辯之前應(yīng)制定科學(xué)合理的答辯評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)供老師和學(xué)生參考,答辯時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)某個(gè)設(shè)計(jì)達(dá)不到要求的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)該認(rèn)真徹查找出問(wèn)題并認(rèn)真修改設(shè)計(jì),直到達(dá)到能夠通過(guò)答辯的水準(zhǔn)。
(四)多帶學(xué)生去現(xiàn)場(chǎng)
關(guān)鍵字:隧道覆蓋覆蓋規(guī)劃鐵路隧道公路隧道
一、概述
對(duì)重要的公路、鐵路實(shí)現(xiàn)全線覆蓋是運(yùn)營(yíng)商提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)有力手段。從交通角度來(lái)看,目前大多數(shù)隧道的目的是覆蓋盲區(qū),因此需要結(jié)合交通線路的覆蓋設(shè)計(jì)來(lái)制訂專門的隧道覆蓋解決方案。
隧道覆蓋主要分為鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道等,每種隧道具有不同的特點(diǎn),一般來(lái)說(shuō)公路隧道比較寬敞,對(duì)隧道里面的覆蓋狀況,有車通過(guò)與無(wú)車通過(guò)時(shí)差別不大。車輛通過(guò)時(shí),隧道內(nèi)剩余空間較大,可根據(jù)實(shí)際情況選擇尺寸大一些的天線,以獲取較高的增益,使覆蓋范圍更大。而鐵路隧道一般來(lái)說(shuō)要狹窄一些,特別是當(dāng)火車經(jīng)過(guò)時(shí),被火車填充后所剩余的空間很小,火車對(duì)隧道的填充會(huì)對(duì)信號(hào)的傳播產(chǎn)生較大的影響,且天線系統(tǒng)的安裝空間有限,使天線的尺寸和增益受到很大的限制。另外,不管是哪種隧道,都存在長(zhǎng)短不一的狀況,短的隧道只有幾百米,而長(zhǎng)的隧道有十幾公里。在解決短隧道覆蓋時(shí),可采用靈活經(jīng)濟(jì)的手段,如在隧道口附近用普通的天線向隧道里進(jìn)行覆蓋。但是,這些手段可能在解決長(zhǎng)隧道覆蓋時(shí)不起作用,對(duì)于長(zhǎng)隧道的覆蓋必須采取其它一些手段。因此,對(duì)于每段隧道的解決方案可能都會(huì)有所區(qū)別,必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選定覆蓋解決方案。
在進(jìn)行隧道覆蓋規(guī)劃之前,一般需要知道以下數(shù)據(jù):
隧道長(zhǎng)度、隧道寬度、隧道孔數(shù)(1、2)、覆蓋概率(50%、90%、95%、98%、99%)、隧道結(jié)構(gòu)(金屬、混凝土)、載頻數(shù)目、隧道中最小接收電平(一般為-85dBm到-102dBm)、隧道孔間距、AC/DC是否可用、墻壁能否打孔、隧道入口處的信號(hào)電平、隧道內(nèi)部已有信號(hào)電平等。
二、隧道覆蓋的信號(hào)源選擇
為了提供隧道覆蓋,一個(gè)GSM信號(hào)源與一套分布式系統(tǒng)是必要的。信號(hào)源的選擇,需要根據(jù)隧道附近的無(wú)線覆蓋狀況和傳輸、話務(wù)、現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等情況來(lái)決定。隧道覆蓋所采用的信號(hào)源包括宏蜂窩基站、微蜂窩基站、直放站等。
對(duì)于鐵路、公路隧道覆蓋來(lái)說(shuō),由于其話務(wù)量小,宏蜂窩基站作為信號(hào)源較為少用。但是,在城市地鐵隧道中,人流量大,話務(wù)量也高,這種場(chǎng)合不僅要覆蓋站臺(tái),而且還要覆蓋鐵路系統(tǒng)出口等地方,可采用容量較大的宏蜂窩基站。
使用宏蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是可以提供更多的信道資源、擴(kuò)容較為容易、單個(gè)基站覆蓋能力強(qiáng);缺點(diǎn)是需要用電纜從BTS設(shè)備所在的機(jī)房引入信號(hào)覆蓋隧道、增加了饋線損耗、需要較大的機(jī)房等配套設(shè)備、總的投資費(fèi)用高。
對(duì)容量要求不是很高的隧道覆蓋,可采用微峰窩基站。使用微蜂窩基站的優(yōu)點(diǎn)是所需設(shè)備空間小、所需配套設(shè)備少、總的投資費(fèi)用低。
如果附近有信號(hào)源可以利用,則可采用無(wú)線直放站來(lái)作為隧道覆蓋的信號(hào)源。采用直放站往往是網(wǎng)絡(luò)拓展的第一步,在網(wǎng)絡(luò)容量上升后再用GSM基站來(lái)替換。采用直放站作為信號(hào)源的優(yōu)點(diǎn)包括:無(wú)需傳輸、綜合成本低、可將遠(yuǎn)處的話務(wù)帶給施主小區(qū),使小區(qū)的信道利用率更高、安裝速度快等。無(wú)線直放站有寬帶直放站和選頻直放站兩種,采用無(wú)線直放站會(huì)使得網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜度增加,不便維護(hù),另外在采用選頻直放站時(shí),施主小區(qū)的頻率發(fā)生變更后,直放站的頻率也要進(jìn)行調(diào)整,不利于整網(wǎng)規(guī)劃和優(yōu)化,施主天線和重發(fā)天線需要有足夠的隔離度,造成安裝空間上有些困難等缺點(diǎn)。除采用無(wú)線直放站以之外,也可采用光纖直放站作為信號(hào)源對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋。
在實(shí)際工程之中,必須根據(jù)隧道長(zhǎng)度、隧道附近的覆蓋狀況、基站分布、話務(wù)分布、建站條件等因素選擇信號(hào)源,微蜂窩基站和直放站是隧道覆蓋建設(shè)常用的信號(hào)源。
三、隧道覆蓋的天饋系統(tǒng)選擇
在選擇好了GSM信號(hào)源之后,則必須根據(jù)實(shí)際情況配置天饋系統(tǒng),對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋。通常有三種不同配置的天饋系統(tǒng):同軸饋電無(wú)源分布式天線、光纖饋電有源分布式天線、泄漏電纜。
1、同軸饋電無(wú)源分布式天線
這種覆蓋方案的設(shè)計(jì)比較靈活、價(jià)格相對(duì)低、安裝較方便。同軸電纜的饋管衰減較小,天線增益的選擇主要取決于安裝條件,在條件許可的情況下,可選用增益相對(duì)較高的天線,來(lái)提高覆蓋范圍。該方案的簡(jiǎn)化版就是采用單根天線對(duì)隧道進(jìn)行覆蓋,對(duì)于較短的隧道來(lái)說(shuō),這種方案確實(shí)是一種低成本解決方案。
2、光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)
在某些復(fù)雜的隧道覆蓋環(huán)境中,可采用光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)來(lái)替代同軸饋電無(wú)源分布式天線系統(tǒng)。它更適用于覆蓋地下隧道(地鐵隧道)和站臺(tái)。采用光纖饋電有源分布式天線系統(tǒng)的主要好處包括在室內(nèi)安裝的電纜數(shù)減少、可適用更細(xì)的電纜、采用光纜可降低電磁干擾、在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中設(shè)計(jì)更靈活等,缺點(diǎn)是成本高。
3、泄露電纜
采用泄漏電纜進(jìn)行隧道覆蓋,是一種最為常用的方法,這種方法的好處在于:
可減小信號(hào)陰影和遮擋,在復(fù)雜的隧道中采用分布式天線,手機(jī)與某特定天線之間可能會(huì)受到遮擋,導(dǎo)致覆蓋不好;
信號(hào)波動(dòng)范圍減少,與其它天線系統(tǒng)相比,隧道內(nèi)信號(hào)覆蓋均勻;
可對(duì)多種服務(wù)同時(shí)提供覆蓋,泄漏電纜本質(zhì)上是寬帶系統(tǒng),多種不同的無(wú)線系統(tǒng)可以共享同一泄漏電纜,考慮到在隧道中經(jīng)常使用某些無(wú)線系統(tǒng)(尋呼系統(tǒng)、告警系統(tǒng)、廣播等),采用共享一條泄漏電纜的方法,可省去架設(shè)多條天線的工程。
泄漏電纜覆蓋設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù),其設(shè)計(jì)方案相對(duì)簡(jiǎn)單,本文不作重點(diǎn)分析。下面重點(diǎn)分析采用普通同軸饋電無(wú)源分布式天線進(jìn)行隧道覆蓋的設(shè)計(jì)方案。
四、隧道的無(wú)線傳播
無(wú)線電波在隧道中傳播時(shí)具有隧道效應(yīng),信號(hào)傳播是墻壁反射與直射的結(jié)果,其中直射為主要分量。華為公司基于ITU-R建議,根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)傳播模型進(jìn)行了修正,得出一簡(jiǎn)單實(shí)用的隧道傳播模型,用于進(jìn)行隧道覆蓋設(shè)計(jì),該傳播模型為:
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
其中: