移動閉塞信號系統無線通信干擾問題探討

李恒

摘 要：從當前國內交通的發展情況入手，分析當前國內交通發展情況發現，城市軌道交通，是一種可以有效緩解交通壓力的方式，可以有效提升城市交通運行質量。在通信技術逐漸發展并不斷完善的當下，DCS系統逐漸受到人們的歡迎，并得到了廣泛的應用。為了全面提升CBTC系統運行質量，技術人員必須要解決無線通信干擾問題，才能保證系統的正常應用。首先介紹當前無線通信技術在CBTC系統當中的應用方式，之后對CBTC系統受到干擾的因素進行分析，最后再提出詳細化的解決方式，提升工作質量。

關鍵詞：城市軌道交通；CBTC；無線干擾；無線通信技術；移動閉塞信號系統

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）24-0101-02

國內通信技術在近年來得到了較為快速發展，并且各種技術的應用范圍也有了一定的擴展，DCS系統作為實用性較強的技術形式，已經成功的應用到各地區城市軌道交通信號系統當中。通過分析當前工作開展的實際情況發現，CBTC不論是運營功能還是行車能力等，都要明顯好于傳統工作模式，安全性也得到了一致的肯定。從當前工作開展的情況來看，信號系統大多都是通過無線通信系統來構建的，導致通信干擾問題成為影響系統運行的主要問題之一。為了從根本上解決通信干擾問題，技術人員從DCS系統的角度出發，提出了一些無線通信干擾問題的解決方式。

1 DCS系統車地無線通信原理簡介

1.1 車地無線通信簡介

DCS系統無線部分提供802.11接入點無線LAN服務，不管列車位于哪里，都將提供兩個無線LAN接入（紅網和藍網），保證證無線APs在物理上的冗余，接入點與車站交換機相連。

1.2 車地無線通信組成

主要由軌旁TRE、耦合單元、波導管、車載MRE、車載DCS天線和車載交換機等組成。

1.3 DCS冗余結構原理圖

在每輛列車上均安裝了兩個無線調制解調器用于構成無線基站。正常情況下，每個調制解調器通過配置，設置為特定的通道。如果某一個軌旁無線接入點故障（例如，“紅”通道的無線AP），此時相關的紅色車載無線基站將從默認的紅色無線通道切換到藍色無線通道。如圖1所示。

2 現狀調查

2、5號線列車車地無線通信頻繁發生受WIFI干擾故障導致列車產生緊急制動。經過一段時間的檢驗發現，2號線列車以及5號線列車一直在受到車地無線通信干擾的影響，日常運行出現問題，急需處理。

3 列車異常緊急制動故障進行故障列車、故障發生 區域和故障發生時間分析

通過對列車異常緊急制動故障進行故障列車、故障發生區域和故障發生時間三方面方面的統計分析。

3.1 故障列車

通過對故障列車的統計分析，我們發現所有列車均發生過異常緊急制動故障，未見規律。

3.2 故障發生區域

故障發生的區域主要集中在燕南-大劇院上行區間、大劇院-燕南下行區間和大劇院-湖貝上行區間三個大客流區間。

3.3 故障發生時間

故障發生的時間主要集中在上下班早晚高峰，尤其是下班晚高峰18：00—20：00期間。

通過以上得出的結論，我們進行現場排查，使用儀器對故障頻發區域的2.4G無線信號進行監測，監測后發現現場存在大量使用頻點3（2427MHz）的未知信號源，通過市場調查后發現為通信運營商推出一款移動便攜式WIFI上網產品，此產品與信號系統均采用802.11g公共無線通信標準。后期在試車線測試后發現正是因為該干擾源導致列車車地通信故障。

4 移動閉塞信號系統無線通信干擾問題的解決方式

4.1 藍網采用第3頻點、紅網采用第4頻點

耦合單元工作在頻點2、頻點3和頻點4，在不改造現場硬件設備的情況下，第一階段我們保留藍網原有頻點3，并將紅網工作頻點調整至頻點4，將紅藍網工作中心頻點相隔5MHz，通過對頻點的調整，降低了紅藍網同時受干擾的概率，故障數量降低至4件。

4.2 藍網采用第2頻點、紅網采用第13頻點

DCS無線通信紅藍網調整為頻點3和頻點4后，抗干擾能力有所提升。第二階段我們通過對軌旁和車載調制解調器軟件升級，并對耦合單元改造，使得我們的設備支持紅藍網工作在相隔更高頻率的頻點，即藍網為頻點2，紅網為頻點13。

4.3 窄帶技術的實現

經過第二階段改造，車地通信受干擾導致列車緊急制動故障未再發生，但帶寬為20 MHz，易受外界干擾，于是我們將

5 MHz窄帶技術運用到DCS無線通信領域。后續完成全線系統軟件升級，實現窄帶技術，將帶寬20 MHz調整為5 MHz。使用

5 MHz窄帶技術，即使受到同頻點生成的IEEE802.11包但是不會識別，提升了抗干擾能力。

4.4 長期規劃策略的制定

在未來一段時間的發展過程當中，通信技術與科學技術的發展前景都是比較廣闊，并且還可以將當前無線通信干擾問題當成主要研究問題進行研究，提升城市軌道交通系統運行的正常性。可以通過使用頻段等形式來實現，雖然當前我國已經在各項規定當中，對2.4 G頻段進行了規定，但是作為數據傳輸主要通道之一，5.8 G的頻道也是可以當成數據傳輸通道來使用的。對比來看，5.8 G的頻段工作環境比較整潔，但是也存在一定的缺陷，數據的傳輸距離比較短，并且數據的覆蓋范圍相對來說也是比較狹窄的，所以在日后選擇上要多關注抗干擾效果等問題。

在無線網絡技術日漸發展的當下，國內的4G網絡技術已經日漸純熟，技術人員可以將這一特點作為未來無線通信干擾防范的一種措施來看待。在條件允許的情況下，技術人員可以構建專屬于城市軌道交通CBTC系統的一種專屬頻道形式，雖然想要實現這個目標需要消耗比較長的時間，還會受到許多因素的影響。

但是一旦建成，這種模式下的軌道信號傳輸效率要遠遠好于傳統工作模式。從整體情況上來看，當前國內部分地區的無線通信干擾問題已經開始嚴重影響軌道交通的正常運行，急需解決。但是想要在短時間內從根本上解決無線通信干擾問題顯然是不現實的，需要通過長期的研究來提升無線通信干擾防范質量。

5 結 語

隨著城市化進程以及市場經濟的不斷發展，傳統交通模式已經不能承載高速發展的城市交通需求，所以需要不斷的開發、不斷的完善各種通信類型的交通形式。

上文以當前移動閉塞信號系統無線通信干擾問題的現狀為基礎，先分析了系統的工作原理，之后分析了日常工作中比較容易出現問題的環節，最后對出現問題的原因進行分析，并提出如何解決問題。希望可以通過上文提出的意見以及各種問題的解決方式，為相關技術人員奠定一定的理論基礎以及實踐基礎，為后續工作的開展保駕護航。

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