軌道交通專用無線通信系統(tǒng)場強覆蓋分析

王中堂 查靚 錢余

摘要：專用無線通信系統(tǒng)是軌道交通設備在運行過程中保障信號良好的必要措施。但以目前的情況而言，在軌道交通專用無線通信系統(tǒng)的信號覆蓋、信號質(zhì)量方面的工作中，部分工作人員對軌道交通專用無線通信系統(tǒng)的信號強度理解存在些許偏差，對實際工作造成一定影響?；诖?，本文結(jié)合實際進行分析，以軌道交通專用無線通信系統(tǒng)的場強覆蓋為分析重點，研究如何進行設計、計算，在保障信號的基礎(chǔ)上使資源最大化利用，避免無謂的無線資源浪費。

關(guān)鍵詞：軌道交通;專用無線通信系統(tǒng);場強覆蓋

目前，軌道交通設備已成為我國民眾主要出行工具。隨著城市人口的不斷增多，選擇公共交通工具出行的人數(shù)亦迅速攀升。在此背景下，乘坐軌道交通設備時，如何保障信號傳輸即成為較為重要的問題。提升信號強度，加強場強覆蓋面積已成為民眾關(guān)注的重點，也是社會各界對城市軌道交通設施建設水平的直觀觀察點。基于此，下文將結(jié)合實際分析場強覆蓋的設計、應用，分析如何建設出切實利用資源、起到實際效果的相關(guān)系統(tǒng)。

一.建設過程中的場強覆蓋設計

在建設過程中所考量的設計因素，主要為通過建設不同覆蓋區(qū)域的無線電波來進行覆蓋模型的構(gòu)建。在設計過程中需要重視幾個重要參數(shù)：路徑損耗取值、滿足覆蓋指標要求的邊緣長強關(guān)鍵點、電平余量。在建設過程中，通過對漏泄同軸電纜、天線、射頻電纜的設計選型內(nèi)容，在結(jié)合場地的實際情況后，應能夠確定安裝方式、安裝位置的選擇，在滿足移動通信的場強覆蓋需求情況下以優(yōu)化基站射頻能量為主，在不同區(qū)域合理設計、分配。在軌道交通設備運行的隧道內(nèi)，應保障車載臺能夠在不同隧道區(qū)間的設備中不斷切換，在實現(xiàn)建設內(nèi)容的基礎(chǔ)上保障編寫太痛心所需的邊緣場電平。但在設計過程中應該注意，在滿足實際需求的前提下，若車輛隧道區(qū)間距離較短，可不考慮相關(guān)內(nèi)容，但需要通過計算確定才可將其忽略，避免出現(xiàn)設計事故。

除此以外，在場強覆蓋的設計過程中，應根據(jù)城市軌道交通設施的實際地段進行分析，考量設備的最大利用率，以滿足需求、節(jié)省資源為主，計算自由空間損耗及場強覆蓋信號干擾，如存在較大幅度拐角時應計算阻擋損耗，以信號能夠最大限度地布滿整個空間且接收良好為基準展開設計工作。在這個過程中，若具備一定條件，可基于計算機軟件進行設計工作的優(yōu)化與更新，將軌道交通設施的各項數(shù)據(jù)錄入計算機程序中，選擇需要計算的數(shù)據(jù)，由計算機程序代替人工計算獲得精準度更高、更具有實效的數(shù)據(jù)，但是需要注意的是，在使用程序的過程中應重視理想數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)間存在的些微差距，不可以極限使用功率最作為標準參數(shù)進行計算，避免性能方面存在問題。

二.場強分析計算的要點所在

就車載設備而言，其在車輛隧道區(qū)間所接受到的信號可來自兩臺設備。以實際展開分析，當車輛通過a站，前往b站的過程中，車輛隧道區(qū)間中兩站間的信號傳播設備均對車載設備產(chǎn)生信號傳輸。當車輛即將到達b站時，a站信號逐漸減弱，車載設備轉(zhuǎn)為b站與c站設備的交互。以此類推，在場強分析計算的過程中，應如上文所述，將車輛隧道區(qū)間的舉例予以科學計算，選擇最為適合的設備安裝點。在車載設備的信號接收方面，與便攜設備相比，車載設備具有更高的穩(wěn)定性，且車載設備能夠更為有效地通過天線接收信號。以實際為例若當天線架置于車廂頂部，距離軌道面2.75m時，其與漏纜月處于平行位置，距離泄露同軸電軌的直線距離較近。此時，其幾乎不受到車廂與車體的屏蔽，信號能夠有效溝通、傳播，此即為較為合理的設計。通過對數(shù)據(jù)的分析，可以發(fā)現(xiàn)，當車體屏蔽小于5db時，統(tǒng)一地點的便攜臺與軌道面距離2.5m，高度方向與漏纜1～1.5m，增加損耗約5db。因此，車載臺較漏纜之間的耦合損耗優(yōu)于便攜臺約10db。

三.站臺亭與出入口的場強覆蓋設計

就實際展開分析，列車運行過程中所存在的結(jié)構(gòu)并不僅限于隧道區(qū)間，其所停靠的站臺亭也是實際過程中的重點區(qū)域。就實際而言，除此以外出入口也是需要信號加強、需計算信號強度的重要部位，因此將其單獨列出并進行設計計算。

以實例作為分析案例，假設某地軌道交通的站臺亭長約100m左右，寬25m左右，這時需要考慮場強是否能夠覆蓋整個區(qū)域，是否能夠覆蓋出入口范圍。以出入口為例，通道縱深度若是為50m，那么覆蓋設計過程中應該首先取得覆蓋半徑，即通道縱深度，50m。獲得此數(shù)據(jù)后，應對站臺亭的整個空間進行信號覆蓋方面的設計。在施工過程中，若以此為目標建筑進行設計，在覆蓋展廳的同時能夠兼顧覆蓋出入口通道。

由實際展開分析，站臺亭無線電波傳輸?shù)闹饕璧K來自電磁波在空間中存在的損耗，為自由空間損耗，各種障礙物的阻擋損耗與人體阻擋損耗也屬于阻礙項目之一，為解決此類問題，應根據(jù)無線電傳輸模型進行自由空間損耗方面的計算。公式為L+LgF+LgD。其中L+自由空間損耗;F為頻率;D為距離。

在此過程中，需要考慮的參數(shù)除站臺亭的公共電梯、拐角處阻擋損耗、狹窄出入口的反射徑損害。在設計過程中還應考量實際情況，如站臺人數(shù)較多，還應考量大流量人群造成的影響。

四.車站設備及辦公房、車控室、走廊場等場所的場強覆蓋設計

就實際而言，車站設備較多，控制室較為密集。在設計場強覆蓋范圍的過程中，區(qū)域中電磁波傳播環(huán)境較為復雜，區(qū)域內(nèi)無線電波傳播到達接收機的路徑受到多重墻體的阻擋。就一般城市軌道車站的設計而言，此類設備間、控制室的情況一般較差，信號無法得到有效傳輸，加之區(qū)域空間較小，信號受到干擾的可能性也較大。在此背景下，設計此區(qū)域的場強覆蓋應切實考量一切因素，綜合性地將自由空間損耗、干擾影響綜合在內(nèi)進行考量。以實際為例，可在設計過程中考慮到設備信號的穿透力，一般而言以穿透兩堵墻的設備信號為佳，部分情況下可考慮加強至三堵墻。在設計過程中，較為重點的部分即為設置分布天線，由分布天線負責將信號傳播范圍進一步擴大。在辦公用房的場強覆蓋設計內(nèi)容中，除考慮到信號傳播相關(guān)內(nèi)容，還應結(jié)合工作過程中的實際數(shù)據(jù)，如辦公用房內(nèi)是否存在指揮設備、控制設備、是否存在其他類型的信號發(fā)送裝置，將干擾也計算在內(nèi)。

結(jié)語：

綜上所述，本文在分析專有無線通信設備在車站中的信號場強覆蓋的同時，針對軌道交通設施種可能存在的各類配置進行分析研究。從上述分析可以看出，在設計城市軌道交通專用無線通信系統(tǒng)場強覆蓋的時候，要根據(jù)線路的實際情況，基于初步的場強設計理論數(shù)據(jù)，綜合考慮各方面的特殊情況以及線路中的干擾因素，在不同的無線信號覆蓋區(qū)域采用不同的計算方式，以便有效地使每個區(qū)域都得以覆蓋。文中提出專用無線通信的場強覆蓋方法，在今后的設計中要不斷地改進，以滿足和適應軌道交通運營的實際要求。

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