城軌交通報告范文

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篇1

關鍵詞：信號系統；CBTC；抗干擾

中圖分類號： U45 文獻標識碼： A

1.CBTC的應用

隨著計算機技術（computer）、通信技術（communication）和控制技術（control）的飛躍發展，傳統的以軌道電路作為信息載體的列車控制系統逐步以利用3C技術為基礎的“基于通信的列車控制系統”——CBTC所取代。

CBTC比之于傳統的基于軌道電路的列車控制系統，有兩個基本特點：

連續的、大容量的列車---軌旁雙向數據通信技術。

不以軌道電路作為信息傳輸媒介，以應答器、計軸或其他形式能傳送無線信號的裝置作為降級的處理。

通信技術與控制技術的結合重新規劃了城市軌道交通信號系統的結構與組成，為列車運行控制的未來發展開辟新的空間。目前國內CBTC的無線通信系統使用的2.4GHz ( 2.4 GHz～ 2.4835 GHz) 工作頻段是國家規定的公用頻段。此頻段內，在限定發射功率指標下，無需申請批準就能使用，因此造成該頻段應用業務和用戶大量集中，潛在無線干擾普遍存在。

CBTC系統干擾源分析

便攜式Wi-Fi

在信息高速發展的今天，利用移動終端隨時隨地實現無線上網（Wi-Fi）已逐漸成為人們生活中的必需品。通信運營商推出便攜Wi-Fi設備（3G便攜式段利用便攜Wi-Fi實現無線上網）Wi-Fi無線上網亦采用2.4GHz開放頻段，一旦引入地鐵很可能會對CBTC無線傳輸系統帶來干擾，從而嚴重影響地鐵運營的安全性。

民用設備

地鐵附近使用的微波醫療等設備會對地鐵CBTC無線數據傳輸產生干擾，目前國內地鐵曾經發生過類似醫療設備對CBTC系統干擾，從而對正常運營產生影響。

移動、電信運營商

移動、電信運營商的Wi-Fi系統引入地鐵，在地鐵內構建Wi-Fi公眾使用的無線局移動域網，對車地數據傳輸產生干擾，一定程度上對列車正常運行產生影響。當然目前國內城市尚未全面無線覆蓋，所以暫時地鐵尚未引入Wi-Fi系統。

PIS系統。

PIS系統是依托多媒體網絡技術，以計算機系統為核心，以車站顯示終端和車載顯示終端為媒介向乘客提供信息服務的系統。無線的頻段采用接入點（AP）天線作為和列車進行通信的手段，西安地鐵2號線PIS系統采用5.8 GHz頻段。

地鐵線路間干擾

地鐵形成線網后，換乘站（特別是同站臺換乘）或者是聯絡線的同頻干擾問題比較突出。因為兩條線路的CBTC系統都采用相同的頻段和信道，信號會相互滲漏，當滲漏的信號功率足夠大時就會產生同頻干擾。

不論是何種干擾源，也不論干擾源的功率大小，對地鐵CBTC信號系統始終形成威脅，因此必須深入研究避免或者減少干擾的影響。

防止無線干擾的措施

CBTC 系統始終面對一個復雜的無線電磁環境，無線干擾是一個無法避免的問題，需要從以下3 個方面解決無線干擾對系統安全性的影響。

1． 在現行頻段使用方式下，通過對性能指標參數的調整，完善優化無線技術，增強設備的抗干擾能力，適應更惡劣的環境要求。

2． 通過相應行政管理手段，為CBTC 無線通信系統設置專用頻段，將使用公用頻段引發的風險降到最低。但是存在頻率規劃和審批，以及在技術上和產品上能否取得設備廠商的支持等問題，需要進行詳細研究和論證。

3. 城市軌道交通運營維護部門對地鐵沿線的環境進行檢測，通過周邊環境制定相應的措施。

根據以上分析，以后在系統的選型、設計等方面可以從以下幾方面深入考慮。

（1）雙網雙信道冗余設計

車-地無線通信網絡采用雙網冗余覆蓋方案，沿線部署2 套完全獨立的WLAN 無線網絡，2 個網絡分別使用信道1 ( 2401～2423 MHz) 和信道11 ( 2446～2468 MHz) ，2 個無線網絡完全隔離，互為冗余。每列車車頭與車尾安裝2 套車載無線單元，分別接入軌旁2 個無線網絡。2 個車-地無線通信網絡并行工作，同步傳遞相同的數據報文，即使出現故障，單網通信中斷，也不會影響數據報文的傳輸。

（2）跳頻擴頻設計

現有的WLAN技術，相對于直序擴頻（DSSS），跳頻擴頻（FHSS）技術規避頻率干擾的能力稍強于直序擴頻技術，跳頻技術具有更好的保密性和抗干擾性能。因此跳頻技術具有帶寬窄、功率譜密度高的特點，從而具有較強的抗干擾能力。此外跳頻擴頻技術是經由載波快速在不同頻率中切換，并在接收與發射端使用一種虛擬隨機的過程，所以可以很好的抵御外界同頻干擾的問題。但是，由于它的信道不得大于1MHz，限制了它最大傳輸速度不能大于2Mbps。另外，FHSS必須在2.4GHz整個頻段內周期性跳頻，因此它也帶來跳頻上的開銷。

（3）無線覆蓋方式選擇

采用合理的無線覆蓋方式，有效增大有用信號強度，降低外界干擾信號強度，可以提高系統抗干擾能力。無線信號覆蓋通常有3 種方式: 天線、漏泄同軸電纜和波導管。其中，車載天線使用定向天線，在保證自身設備場強覆蓋要求下，降低覆蓋范圍; 而漏泄同軸電纜和波導管信號覆蓋具有較強的方向性和較短的垂直覆蓋距離，通過合理的布設可以有效減低外界干擾信號強度，提高系統的抗干擾能力?？紤]到車廂內乘客使用設備的無線干擾，為了減少車廂內部無線漏油的干擾，可以考慮采取將車頭、車尾與客室之間的隔板加裝屏蔽措施，比如加裝金屬網格等，這樣可以將便攜式WiFi漏油器的干擾進一步屏蔽，減少了對CBTC系統的無線干擾。當然這種方式需要進行測試，對抗干擾的效果進行評定。

（4）城市軌道交通運營維護部門，也可以做以下工作，以減少無線干擾對行車產生的影響。

1）地鐵維護部門根據無委的規定，定期對地鐵內部環境進行檢測，納入設備維護管理的一部分內容。

2）考慮到車廂內乘客使用設備的無線干擾，為了減少車廂內部無線漏油的干擾，可以考慮采取將車頭、車尾與客室之間的隔板加裝屏蔽措施，比如加裝金屬網格等，這樣可以將便攜式WiFi漏油器的干擾進一步屏蔽，減少了對CBTC系統的無線干擾。當然這種方式需要進行測試，對抗干擾的效果進行評定。

3）使用頻段環境清潔的5.8G頻段

主要考慮5.8G頻段相對2.4G頻段來說，使用環境較為清潔，但是5.8G頻段傳輸距離較短，無線覆蓋范圍較小，無線產品性能和無線場強覆蓋方式都需要經過試驗研究，以保證系統的可用性，滿足CBTC 性能指標要求。

結束語

隨著地鐵建設事業的發展，越來越多的城市加入到地鐵建設的大潮中，信號系統也由最初的固定閉塞發展到準移動閉塞、再到如今的移動閉塞系統，無線技術在地鐵信號系統的應用標志著列車自動控制系統智能化程度進一步提高，同時隨著無線設備在各行各業以及民用移動系統的普及，無線干擾問題對CBTC信號系統的威脅也日益突出。在這里提出這個問題，也是希望和同行們進行交流，以便大家探討出較好的無線抗干擾措施。

參考文獻

[1] 孫思南，軌道交通基于通信的列車控制無線系統干擾性研究[學士論文]，上海交通大學，2007.7

[2]林瑜筠.城市軌道交通信號（第二版）[M].北京.中國鐵道出版社，2010.7.