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(shè)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。基于此，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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)施建設(shè)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(shè)計、應用，分析如何建設(shè)出切實利用資源、起到實際效果的相關(guān)系統(tǒng)。

一.建設(shè)過程中的場強覆蓋設(shè)計

在建設(shè)過程中所考量的設(shè)計因素，主要為通過建設(shè)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(shè)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(shè)過程中，通過對漏泄同軸電纜、天線、射頻電纜的設(shè)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(shè)計、分配。在軌道交通設(shè)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(shè)備中不斷切換，在實現(xiàn)建設(shè)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(shè)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(shè)計事故。

除此以外，在場強覆蓋的設(shè)計過程中，應根據(jù)城市軌道交通設(shè)施的實際地段進行分析，考量設(shè)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(shè)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(shè)計工作的優(yōu)化與更新，將軌道交通設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)備均對車載設(shè)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(shè)備轉(zhuǎn)為b站與c站設(shè)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(shè)備安裝點。在車載設(shè)備的信號接收方面，與便攜設(shè)備相比，車載設(shè)備具有更高的穩(wěn)定性，且車載設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)計計算。

以實例作為分析案例，假設(shè)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(shè)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(shè)計。在施工過程中，若以此為目標建筑進行設(shè)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(shè)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(shè)備及辦公房、車控室、走廊場等場所的場強覆蓋設(shè)計

就實際而言，車站設(shè)備較多，控制室較為密集。在設(shè)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(shè)計而言，此類設(shè)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(shè)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(shè)計過程中考慮到設(shè)備信號的穿透力，一般而言以穿透兩堵墻的設(shè)備信號為佳，部分情況下可考慮加強至三堵墻。在設(shè)計過程中，較為重點的部分即為設(shè)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(shè)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(shè)備、控制設(shè)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(shè)備在車站中的信號場強覆蓋的同時，針對軌道交通設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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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