地鐵信號系統無線通信傳輸中的抗干擾技術探析

蓋毅

摘要：現如今，城市中的交通擁堵問題越來越嚴重，伴隨城市化的日趨發展，使得城市的交通軌道也得到快速發展，其中就包括城市的地鐵交通。但是，在地鐵交通中，還是存在一些安全隱患問題需要我們解決。如無線通信信號還不是非常穩定，這直接影響了地鐵的安全性，因為地鐵運行在地下，通信信號很容易受到干擾。本片文章就地鐵信號系統無線通信傳輸中的抗干擾技術進行分析，提出一些解決措施，希望可以加強地鐵的信號安全。

關鍵詞：地鐵信號;無線通信傳輸;抗干擾

目前來說，無線通信是非常便捷的，因為它不需要傳統的線路來維持，成本很低，并且可擴展性強。但是，在地鐵上的無線通信設備會隨著地鐵的運行而發生變化，很容易受到周邊環境的影響，又加上地鐵本身的結構是密集的鋼結構，有些車廂還會有設備的阻擋，因此無線通信信號經常會收干擾。所以，我們需要對于無線通信的抗干擾技術進行探析，加強信號的傳輸能力，加強設備的抗干擾，減除環境的影響，最終使得信號可以快速有效地傳輸。

一、地鐵信號系統和干擾源的概述

（1）地鐵信號系統

電子通信技術的發展使得地鐵中的無線通信技術也隨之變化，CBTC信號系統，是基于通信的列車自動控制系統，逐漸得到了廣泛地應用。在以通信技術為基礎上，我們加大了對于列車運行的控制系統的研究。地鐵上使用的都是傳統的移動閉塞技術，它是借助軌道旁放置的設備和車載設備來實現不間斷地雙向通信。列車不間斷地傳輸自身的位置、運行方向等數據，控制中心通過所接收到的數據進行推算，計算出目前列車實時的速度和列車的最大制動距離。這種技術不但可以保證列車前后的安全距離，而且兩個相鄰的分區還可以在一定的間隔下同時運行，這很大程度上提高了地鐵的運行效率，因此在高密度人口的城市中尤為廣泛地使用。

CBTC系統還具有良好的獨立性。在這個系統中，有一個相對獨立的子系統，它的作用主要就是控制地面和列車之間的信號傳輸功能。該系統還可以將車載天線和地面無線進行連接，使得列車上的信號和地面之間的信號形成統一的節奏，這樣的抗干擾能力就增強許多。相對于傳統的無線通信系統，CBTC系統可以更加有效地抗干擾，保證信號的傳輸。

（2）通信系統干擾源

在地鐵中的信號傳輸主要還是指列車與地面的信號連接，雖然采取了無線的通信方式，減少了大量的線路成本問題，但是無線的通信方式也更加強調信號的抗干擾問題。在地下的列車，處于運行過程中，信號必然要受到環境等多方面的影響，這是不可避免的。尤其現在是無線網絡時代，它最大的特點就是開放性，列車中傳送出的信號在在傳輸過程中，也會受到其他無線信號的干擾，也容易受到惡意的網絡攻擊。通信信號一旦出現故障，最主要的是控制和調度累的信息如果出現錯誤，將會造成嚴重的安全事故。目前，造成網絡干擾主要有乘客無線通信系統對列車的干擾、換乘信號的干擾、乘客所攜帶和使用的電子產品造成的干擾以及途徑區域所受到的其他同頻信號的干擾。

二、地鐵信號系統抗干擾措施

（1）站臺換乘信號干擾的防范

在某些時刻站臺換乘信號會和地鐵通信信號頻率相似，當列車經過站臺的附近時就會受到嚴重的干擾，我們需要從兩個方面抗干擾。一方面，可以將地鐵的通信信號獨立出來，區分站臺換乘的信號頻率，避免在經過時受到干擾;另一方面，還可以變化不同的列車與地面之間的傳輸方式。我們可以選擇和站臺換乘不同方向的天線，減少信號在傳輸過程中相遇的幾率，另外還能調整天線的方向角提高信號的抗干擾性能。

（2）多徑隧道效應的干擾防護措施

多徑隧道效應是造成地鐵無線通信信號減弱的主要原因之一。它不但會影響到通信信號的有效性，也使得整個系統在運行時的穩定性降低，最終在信號傳輸過程中數據丟失造成更嚴重的問題。因此，我們需要提高多徑隧道效應的抗干擾，最好的方式就是利用多種電子波交互的方式進行數據的傳輸。這樣既可以提高傳輸效率，也能加強傳輸的穩定。

（3）空間、頻率分集

空間分集是指在列車的不同位置利用多種數據接收的設備進行無線信號的接收，使得信號可以變強，更加準確地被了解，特別是在建筑物密集以及隧道之下的地鐵區域，能夠更好地保障信號的接收。而頻率分集是指利用不同的頻率段來發送或接收數據，多個頻率可能確保信號不失真，優化無線傳輸系統的數據準確度。

（4）其他抗干擾措施

地鐵本身的一些設備也會對于無線信號的傳輸有所干擾，比如地鐵的電氣設備，這類屬于電磁干擾的范疇。要想解決這種干擾，首先就要進行有效地隔離大功率的電氣設備，有針對性地預防這些設備在工作中產生的電磁信號對無線信號的干擾。其次，必要的定時設備維護也是有效果的，防止電氣設備因為故障而產生較強的電磁信號也是抗干擾的一種措施。最后，供電的網絡如果不穩定運行也會造成信號的發射故障，不受控的信號發射也會影響地鐵通信信號，因此維護供電網絡的穩定也很有必要。

三、結語

地鐵信號系統無線通信傳輸的內容主要就是地鐵目前的運行情況與所在的位置，信息的傳輸是否有效直接影響到地鐵車輛的安全運行。因此，必須保證無線通信傳輸的信息的完整性和有效性，還要確保傳輸實時性和快速性。這就對無線通信技術的抗干擾能力提出了很高的要求，我們結合不同的干擾源類型進行逐個分析，通過不同層面提高設備的抗干擾能力，提高網絡抗干擾性能，維護地鐵的安全運行。

參考文獻

[1]張永亮.探究地鐵信號系統無線通信傳輸抗干擾技術[J].科技風，2019（17）：93.

[2]范清剛.地鐵信號系統中車地無線通信傳輸抗干擾分析[J].江西建材，2017（16）：134+136.

[3]吳爭展.地鐵信號系統車-地無線通信傳輸抗干擾問題初探[J].通訊世界，2017（09）：57-58.

[4]蔣志毅.地鐵信號系統無線通信傳輸抗干擾技術研究[J].技術與市場，2017，24（02）：67-68.

[5]安彬.地鐵信號系統中車地無線通信傳輸抗干擾分析[J].科技創新與生產力，2015（12）：84-85+88.