軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)潛在干擾分析

錢智榮 王佳毅 楊吉帆

摘要：隨著城市化進(jìn)程的逐漸加快，為了緩解城市交通壓力，各地紛紛籌建軌道交通設(shè)備，包括地鐵、火車和輕軌等，為人們的出行提供了極大的便利。但是部分軌道交通在運(yùn)行的過(guò)程中位于隧道內(nèi)部，因此無(wú)線通信系統(tǒng)存在信號(hào)干擾的問(wèn)題，不僅影響了軌道交通輔助設(shè)施的建設(shè)，同時(shí)也增加了安全隱患。因此，對(duì)軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)中潛在的干擾進(jìn)行分辨和清除至關(guān)重要。本文主要研究軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)共潛在的干擾和清除措施。

關(guān)鍵詞：軌道交通;無(wú)線通信系統(tǒng);潛在干擾;清除措施

前言：軌道交通的建設(shè)是促進(jìn)城市交通發(fā)展的重點(diǎn)，而且對(duì)著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，在軌道交通建設(shè)的過(guò)程中安設(shè)無(wú)線通信系統(tǒng)，不僅能夠有效滿足軌道交通的建設(shè)需要，同時(shí)也能在一定程度上保障乘客和工作人員的安全。但是當(dāng)前，由于各類信號(hào)干擾等問(wèn)題，使得軌道交通中的無(wú)線通信系統(tǒng)存在漏洞，影響軌道建設(shè)質(zhì)量，也不利于保障軌道交通運(yùn)輸安全。

一、軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)的基本內(nèi)容

（一）基于WLAN的CBTC信號(hào)系統(tǒng)

CBTC信號(hào)系統(tǒng)是基于無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，能夠使地面和列車實(shí)現(xiàn)雙向通信，并且具有傳輸速度快、通信效率高的特點(diǎn)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)構(gòu)建自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的目標(biāo)。當(dāng)前，我國(guó)新建的軌道交通CBTC信號(hào)系統(tǒng)主要以WLAN為依據(jù)，利用無(wú)線接入點(diǎn)的方式接入到組網(wǎng)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳遞和信號(hào)的溝通，保障交流通暢，提升監(jiān)控安全。

（二）基于WLAN的PIS信號(hào)系統(tǒng)

PIS信號(hào)系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)為依托，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)渠道為乘客傳遞最精準(zhǔn)的信息服務(wù)，使乘客能夠全方位地了解乘車預(yù)告、列車信息以及換乘信息等，從而提升乘車效率。除此之外，該信號(hào)系統(tǒng)還能利用屏幕終端，為乘客播放天氣預(yù)告、新聞資訊、廣告內(nèi)容和娛樂(lè)信息等。同時(shí)，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，PIS信號(hào)系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的實(shí)時(shí)視頻動(dòng)態(tài)監(jiān)控，將車廂和駕駛室的一切動(dòng)態(tài)傳輸?shù)娇偪刂浦行奶?，便于技術(shù)人員的信息采集和即時(shí)監(jiān)控等。這樣一方面，可以提升軌道交通的安全管理效率;另一方面也能實(shí)現(xiàn)列車信息和資源的統(tǒng)籌規(guī)劃效率。

（三）軌道交通專用的無(wú)線通信系統(tǒng)

該系統(tǒng)為移動(dòng)用戶、固定用戶提供最直接的語(yǔ)音信息交流平臺(tái)，既能保障信息資源的無(wú)縫對(duì)接，提升信息共享效率，同時(shí)還能保障軌道交通運(yùn)輸安全，提升列車管理水平，為改善軌道交通服務(wù)質(zhì)量奠定了良好的基礎(chǔ)。除此之外，軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)一旦出現(xiàn)信號(hào)不良的情況，該系統(tǒng)也能在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)出救援警報(bào)，由指揮中心進(jìn)行統(tǒng)一管理和行動(dòng)裁決。

（四）公安350MHz集群系統(tǒng)

該系統(tǒng)自從被引入到軌道交通系統(tǒng)之后，不僅能夠?yàn)楣膊块T提供最及時(shí)和有效的安保信息，同時(shí)也能為基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)建和完善提供堅(jiān)實(shí)的保障，進(jìn)而維護(hù)乘客和市民的出行安全。同時(shí)，一旦公安無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中引入了該系統(tǒng)，各軌道交通站區(qū)也需要開(kāi)設(shè)分基站設(shè)備，并安設(shè)公安無(wú)線網(wǎng)路調(diào)度臺(tái)，進(jìn)而形成完善的集群系統(tǒng)，提升軌道交通建設(shè)的效率。

（五）無(wú)線公眾通信網(wǎng)

當(dāng)前，我國(guó)無(wú)線公眾通信網(wǎng)一般由中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信構(gòu)成，而且由于職能設(shè)備已經(jīng)可以兼容5G通信技術(shù)，使得無(wú)線信號(hào)在與車地技術(shù)進(jìn)行對(duì)接的時(shí)候能夠加強(qiáng)溝通信號(hào)，防止錯(cuò)過(guò)電纜發(fā)出的信號(hào)警報(bào)和信息等內(nèi)容。除此之外，在啟用個(gè)人無(wú)線電設(shè)備的過(guò)程中，主要采取的是藍(lán)牙和路由器，以滿足個(gè)人對(duì)信息信號(hào)的需求。但是由于這些設(shè)備的功率小，因此能夠輻射的范圍也不大，信號(hào)容易受到干擾[1]。

二、軌道交通無(wú)線系統(tǒng)的干擾分析

（一）CBTB和PIS系統(tǒng)中存在的潛在干擾

PIS系統(tǒng)的主要鋪設(shè)目的是為了能夠提升軌道交通工具無(wú)線通信系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，即使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出現(xiàn)干擾中斷的問(wèn)題，也能保障交通運(yùn)輸安全，提升軌道交通建設(shè)質(zhì)量。但是一旦CBTB系統(tǒng)作為主系統(tǒng)被安裝到軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)當(dāng)中，出現(xiàn)信號(hào)干擾和中斷的情況，就會(huì)影響到軌道交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，甚至出現(xiàn)全網(wǎng)癱瘓的情況。但是由于軌道交通信號(hào)在交通運(yùn)輸中占有重要地位，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)信號(hào)沖突，就需要采取5.8GHz的頻段技術(shù)，保證兩種系統(tǒng)之間不會(huì)存在信號(hào)相互干擾的情況，繼而提升軌道交通建設(shè)的效率。

（二）GBTB系統(tǒng)與無(wú)線公眾通信網(wǎng)之間存在的潛在干擾

如果AP通信技術(shù)在應(yīng)用GBTB信號(hào)系統(tǒng)的過(guò)程中，沒(méi)有采用專門的頻段技術(shù)，軌道交通信號(hào)傳輸效率就會(huì)大大降低，繼而出現(xiàn)頻道不協(xié)調(diào)的情況，產(chǎn)生信號(hào)干擾。但是由于中國(guó)移動(dòng)中DCS1800信號(hào)所采取的頻段技術(shù)與AP通信技術(shù)類似，因此被廣泛地應(yīng)用到GBTB系統(tǒng)當(dāng)中，不僅極大地改良了系統(tǒng)中信號(hào)易受到干擾的問(wèn)題，而且也在一定程度上提升了軌道交通系統(tǒng)的建設(shè)效率。

（三）其他潛在干擾

由于公安350MHz模擬集群與無(wú)線通信網(wǎng)之間的頻段間隔較大，因此在協(xié)調(diào)的過(guò)程中并不會(huì)過(guò)多地干擾到CBTC系統(tǒng)，因此只要做好必要的屏蔽或構(gòu)建完善的信息處理平臺(tái)即可。同時(shí)，個(gè)人無(wú)線設(shè)備如藍(lán)牙和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的頻段影響力較小，理論上也無(wú)法造成巨大的信號(hào)干擾，因此沒(méi)必要進(jìn)行特殊的防干擾處理[2]。

三、軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)消除潛在干擾的措施

（一）構(gòu)建完善的頻點(diǎn)規(guī)劃方案

在軌道交通項(xiàng)目構(gòu)建的初期階段，技術(shù)人員應(yīng)該對(duì)無(wú)線頻點(diǎn)的建設(shè)進(jìn)行合理規(guī)劃和相應(yīng)的處理，如果采取AP通信技術(shù)，則應(yīng)該對(duì)影響系統(tǒng)構(gòu)建的干擾因素進(jìn)行一一排除，合理規(guī)避PIS系統(tǒng)建設(shè)中可能會(huì)存在的干擾因素。同時(shí)，2.4GHz作為一個(gè)相對(duì)開(kāi)放的頻點(diǎn)，其中包括醫(yī)療、科學(xué)和企業(yè)信息，只要滿足AP系統(tǒng)發(fā)射頻率所需要的輻射要求，技術(shù)人員就不需要向相關(guān)單位提出專門申請(qǐng)即可完成頻點(diǎn)規(guī)劃的建設(shè)。同時(shí)，該系統(tǒng)的配套設(shè)施相對(duì)充足，而且運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的成本也相對(duì)較低，在信號(hào)傳輸和干擾消除的過(guò)程中也能縮減成本，因此應(yīng)用范圍和應(yīng)用效率也較為廣泛和完善。除此之外，PIS系統(tǒng)的安全性較低，在信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中一旦被外界因素干擾，就面臨大量信息流失或失真的情況，丟失的數(shù)據(jù)包要依托其他抗干擾系統(tǒng)順序保留，因此PIS系統(tǒng)一般會(huì)采用5.8GHz頻段技術(shù)，來(lái)優(yōu)化管理。

（二）強(qiáng)化無(wú)線公眾通信網(wǎng)的管理效率

針對(duì)無(wú)線公眾通信網(wǎng)中存在的信號(hào)干擾問(wèn)題，首先應(yīng)該強(qiáng)化管理。無(wú)論是建設(shè)單位還是軌道交通信號(hào)系統(tǒng)維護(hù)單位，在統(tǒng)籌資源的過(guò)程中除了要收取必要的租賃費(fèi)用之外，還需要對(duì)商鋪、電信運(yùn)營(yíng)商等進(jìn)行高效管理，實(shí)行統(tǒng)一規(guī)劃措施，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題能夠保障有據(jù)可循。其次要進(jìn)行技術(shù)管理。在隧道內(nèi)，公眾通信無(wú)線信號(hào)需要依托多頻和路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，因此在進(jìn)行抗干擾管理工作中應(yīng)該對(duì)特殊頻段采取過(guò)濾清除技術(shù)，在保障通信設(shè)備信號(hào)質(zhì)量的情況下，提升軌道交通運(yùn)輸?shù)陌踩訹3]。

（三）提升CBTC系統(tǒng)的技術(shù)處理效率

首先，選擇合適的頻道。在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和管理的過(guò)程中，應(yīng)該保證各頻道無(wú)重疊或交叉，提升邊頻的防護(hù)效率。其次，提升信噪比。在AP天線發(fā)射頻率一定的情況下，應(yīng)該將信噪比維持在穩(wěn)定的狀態(tài)中，這樣既能降低接收器的靈敏度，同時(shí)也可以減少潛在干擾因素的影響。最后，提升CBTC系統(tǒng)的抗干擾能力。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該采取感知無(wú)線電技術(shù)和重讀積累碼等，并安排巡邏人員定期檢查，提升信息傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定習(xí)性。

四、結(jié)束語(yǔ)

軌道交通的建設(shè)不僅極大地改善了人們的出行質(zhì)量，也在一定程度上促進(jìn)了社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。因此，基于信息時(shí)代下，對(duì)軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)中的潛在干擾因素進(jìn)行清除和管理，能夠提升軌道交通建設(shè)的效率，提升軌道運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性，為人們出行提供便利的同時(shí)，保障社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫贇.城市軌道交通無(wú)線通信專網(wǎng)綜合平臺(tái)構(gòu)建分析[J].信息通信，2019（05）：91-92.

[2]吳迪松.軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)潛在干擾分析[J].中國(guó)無(wú)線電，2012（05）：43-45.

[3]于振. 軌道交通無(wú)線通信系統(tǒng)覆蓋及干擾問(wèn)題研究[J]. 中國(guó)新通信， 2015（18）：5-6.

作者簡(jiǎn)介：

錢智榮（1986—），男，江蘇無(wú)錫，本科，工程師，信息工程。