地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施

敬娜

摘要：經濟的發展，綜合國力的提升推動了我國交通工程建設的力度，地鐵的建設規模日益擴大，其承擔了人們出行的部分需求。分解了交通出行壓力。地鐵建設質量也逐漸被人們所重視，其中，抗干擾作為無線通信領域的重要研究方向，近年來受到了越來越多的關注。據統計，目前國內已有45個城市開通軌道交通運營線路，運營里程達7900多公里，城市軌道交通出行已經成為一種必然趨勢。國內城市軌道交通建設自2010年便進入建設高峰期，若信號系統的使用壽命按照15～20年考慮，未來幾年內國內城市軌道交通將進入既有線路信號系統改造高峰期。本文主要對地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施做論述，詳情如下。

關鍵詞：地鐵信號系統;無線通訊傳輸;抗干擾措施

引言

在通信技術全面發展的時代背景下，無線通信技術也實現了全面普及，為了使信息傳遞能更加安全穩定，要結合通信抗干擾技術方案強化其抗干擾能力，從而保證信息傳遞的規范效果。

1地鐵無線通信傳輸干擾源

地鐵運營期間會使用通信系統完成車輛信號傳遞工作，而地鐵車輛信號傳輸是否及時將會直接影響到地鐵運行的可靠性、安全性。地鐵一般會在信號傳輸方面選擇無線網絡結構，使用無線網絡結構完成地鐵車輛信號傳輸工作，在完成信號傳輸任務同時，可以通過光纜節省工程總成本。運營一段時間后發現選擇無線網絡結構傳輸信號存在一定的威脅，技術人員應該增加對無線網絡結構的了解程度，還需要掌握信號抗干擾技術要點。在工作中通過信號抗干擾技術的合理應用，從而使整體運行結構與無線網絡環境分別具備完整性與穩定性。為完成車輛信號傳輸工作，在地鐵區域設置無線網絡，借助其具備的開放性，實現信號傳輸任務。但是在傳輸中應該圍繞網絡開放性特征，需要給出完善的管控方案，在無線網絡傳輸中通過針對性舉措，構建完整的運行環境，良好的解決信號傳輸信號階段出現的傳輸速率慢與丟包等問題。

2地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施

2.1信號系統改造

地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施之一是信號系統改造。（1）實現全線貫通運營。形成顯示界面統一、駕駛模式相同、操作管理流程一致的信號系統，實現行車指揮自動化。（2）滿足客運行車需求。通過改造提高信號系統整體的安全、功能和運營水平，滿足當前客流和行車組織需求。（3）符合技術發展趨勢。信號系統應符合當前技術發展趨勢，在保證性能穩定可靠的前提下，盡可能地采用先進的技術。（4）滿足安全需求。改造工程應滿足與既有線路不停運無縫銜接的要求，應在不降低運輸能力和安全等級的條件下進行。（5）提升系統運行能力。滿足行車間隔109s（33對/h）運營能力要求，區間行車設計間隔滿足90s要求。

2.2基于Modbus? TCP協議的地鐵虛擬操縱臺系統設計

地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施之二是基于Modbus? TCP協議的地鐵虛擬操縱臺系統設計。網絡和信息技術的發展大大提高了地鐵系統的智能化程度，目前地鐵司機操縱臺結構復雜，存在指示燈和機械按鈕較為繁多且分散，司機顯示單元（DDU）提供的信息不夠形象直觀，傳統機械式儀表誤差較大等問題，增加了司機高效、準確、全方位地完成駕駛作業的勞動強度，不利于列車安全運行。Modbus? TCP是基于TCP/IP協議的工控應用協議，通訊采用主/從方式，該協議通過以太網實現控制器和設備之間的通信，易于集成不同設備，具有良好的網絡傳輸能力。有效提升地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾性。

2.3抗跟蹤干擾技術的應用

地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施之三是抗跟蹤干擾技術的應用。傳統對抗跟蹤干擾體系中主要應用的是慢跳頻技術或者是中速跳頻技術，對于躲避固定干擾有較好的作用，但是，在技術不斷發展以及檢測能力水平全面進步的時代背景下，DSP芯片的對應FFT速度能實現1ms以下，傳統的技術方案在跟蹤干擾攻擊方面優勢不再明顯。基于此，無線通信干擾技術被廣泛應用在抗跟蹤干擾過程中，主要是應用快速跳頻技術，能提升每個基礎頻點停留時間。例如，干擾機若是距離超出10km，對其跳頻速率進行調控即可，滿足15KHz即可，就能滿足跟蹤干擾和轉發干擾消除的需求，打造更加合理的信息交互空間。

2.4自適應通信技術對抗

地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施之四是自適應通信技術對抗。自適應通信技術主要包含自適應頻率控制和自適應功率控制兩個方面。自適應頻率控制就是短波通信系統利用實時信道探測、評估等技術，依據所接收到的頻率質量及噪聲或干擾的大小，選擇出最佳的工作頻率作為通信頻率，并結合所選頻率來實現對通信系統的有效控制，進而達到自動快速通信建鏈的效果，實現選用頻率最佳化。自適應功率控制技術主要是根據干擾信號電平大小來實現對通信系統輸出功率的有效調節。如果干擾信號比較強時，可以借助自適應技術來提高通信發射機的輸出功率;如果干擾信號比較弱時，則可以適當降低通信發射機輸出功率，以確保通信系統始終維持一定的信干比，進而達到抑制干擾信號的效果。

2.5網絡編碼抗干擾管理技術

地鐵信號系統無線通訊傳輸的抗干擾措施之五是網絡編碼抗干擾管理技術。5G無線網絡在使用超密集組網后，對干擾管理的時效性、干擾清除的徹底性等提出了更高要求。構建一種智能干擾管理體系，目的在于實時監測5G無線網絡的通信狀況，確保出現干擾因素后能夠做到第一時間識別、處理，讓整個通信網絡始終保持高效、穩定、安全運行。其抗干擾原理是：在信息發送端與接收端之間的無線網絡中，設置若干個發送/接收節點。這些中間節點包含了抗干擾編碼，可以對每一條經過中間節點的信息進行識別、篩查，從而準確發現因為在傳輸過程中受到噪聲干擾而產生的錯碼，并對其進行糾正。這樣一來，在無線網絡中傳輸的信號，每經過一個中間節點，就進行一次錯碼糾正，從而確保接收端的信號不受干擾影響，保證了信號質量。在網絡編碼中，根據編碼方法的不同，又可以分為奇偶校驗法、循環冗余校驗法等若干種形式。

結語

總而言之，在地鐵信號系統無線通信抗干擾技術的研究中，要對技術內容和技術應用流程予以關注，明確其基本原理的基礎上，結合技術特點，在不同環境中選取適當的技術應用方案，從而提升干擾因素的處理控制效果，為無線通信抗干擾體系的全面發展奠定基礎。

參考文獻

[1]閔全，張格鵬，魯曉飛.無線通信在復雜電磁環境下的抗干擾技術研究[J].數字技術與應用，2021，39（4）：55-57.

[2]王麗英.關于超短波無線電通信抗干擾技術發展趨勢研究[J].通訊世界，2020，27（1）：66-67.

[3]畢文峰，馬驍.信號系統在地鐵快線成都18號線中的應用[J].中國新技術新產品，2020，410（04）：22-24.

[4]柴葳崴.鐵路信號系統中無線通信技術的應用探究[J].農家參謀，2020，642（01）：175.