移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)無線通信干擾問題探討

李恒

摘 要：從當(dāng)前國內(nèi)交通的發(fā)展情況入手，分析當(dāng)前國內(nèi)交通發(fā)展情況發(fā)現(xiàn)，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(yùn)行質(zhì)量。在通信技術(shù)逐漸發(fā)展并不斷完善的當(dāng)下，DCS系統(tǒng)逐漸受到人們的歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。為了全面提升CBTC系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，技術(shù)人員必須要解決無線通信干擾問題，才能保證系統(tǒng)的正常應(yīng)用。首先介紹當(dāng)前無線通信技術(shù)在CBTC系統(tǒng)當(dāng)中的應(yīng)用方式，之后對(duì)CBTC系統(tǒng)受到干擾的因素進(jìn)行分析，最后再提出詳細(xì)化的解決方式，提升工作質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；CBTC；無線干擾；無線通信技術(shù)；移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）24-0101-02

國內(nèi)通信技術(shù)在近年來得到了較為快速發(fā)展，并且各種技術(shù)的應(yīng)用范圍也有了一定的擴(kuò)展，DCS系統(tǒng)作為實(shí)用性較強(qiáng)的技術(shù)形式，已經(jīng)成功的應(yīng)用到各地區(qū)城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)當(dāng)中。通過分析當(dāng)前工作開展的實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)，CBTC不論是運(yùn)營功能還是行車能力等，都要明顯好于傳統(tǒng)工作模式，安全性也得到了一致的肯定。從當(dāng)前工作開展的情況來看，信號(hào)系統(tǒng)大多都是通過無線通信系統(tǒng)來構(gòu)建的，導(dǎo)致通信干擾問題成為影響系統(tǒng)運(yùn)行的主要問題之一。為了從根本上解決通信干擾問題，技術(shù)人員從DCS系統(tǒng)的角度出發(fā)，提出了一些無線通信干擾問題的解決方式。

1 DCS系統(tǒng)車地?zé)o線通信原理簡(jiǎn)介

1.1 車地?zé)o線通信簡(jiǎn)介

DCS系統(tǒng)無線部分提供802.11接入點(diǎn)無線LAN服務(wù)，不管列車位于哪里，都將提供兩個(gè)無線LAN接入（紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)），保證證無線APs在物理上的冗余，接入點(diǎn)與車站交換機(jī)相連。

1.2 車地?zé)o線通信組成

主要由軌旁TRE、耦合單元、波導(dǎo)管、車載MRE、車載DCS天線和車載交換機(jī)等組成。

1.3 DCS冗余結(jié)構(gòu)原理圖

在每輛列車上均安裝了兩個(gè)無線調(diào)制解調(diào)器用于構(gòu)成無線基站。正常情況下，每個(gè)調(diào)制解調(diào)器通過配置，設(shè)置為特定的通道。如果某一個(gè)軌旁無線接入點(diǎn)故障（例如，“紅”通道的無線AP），此時(shí)相關(guān)的紅色車載無線基站將從默認(rèn)的紅色無線通道切換到藍(lán)色無線通道。如圖1所示。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

2、5號(hào)線列車車地?zé)o線通信頻繁發(fā)生受WIFI干擾故障導(dǎo)致列車產(chǎn)生緊急制動(dòng)。經(jīng)過一段時(shí)間的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2號(hào)線列車以及5號(hào)線列車一直在受到車地?zé)o線通信干擾的影響，日常運(yùn)行出現(xiàn)問題，急需處理。

3 列車異常緊急制動(dòng)故障進(jìn)行故障列車、故障發(fā)生 區(qū)域和故障發(fā)生時(shí)間分析

通過對(duì)列車異常緊急制動(dòng)故障進(jìn)行故障列車、故障發(fā)生區(qū)域和故障發(fā)生時(shí)間三方面方面的統(tǒng)計(jì)分析。

3.1 故障列車

通過對(duì)故障列車的統(tǒng)計(jì)分析，我們發(fā)現(xiàn)所有列車均發(fā)生過異常緊急制動(dòng)故障，未見規(guī)律。

3.2 故障發(fā)生區(qū)域

故障發(fā)生的區(qū)域主要集中在燕南-大劇院上行區(qū)間、大劇院-燕南下行區(qū)間和大劇院-湖貝上行區(qū)間三個(gè)大客流區(qū)間。

3.3 故障發(fā)生時(shí)間

故障發(fā)生的時(shí)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(jié)論，我們進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)排查，使用儀器對(duì)故障頻發(fā)區(qū)域的2.4G無線信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)存在大量使用頻點(diǎn)3（2427MHz）的未知信號(hào)源，通過市場(chǎng)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)為通信運(yùn)營商推出一款移動(dòng)便攜式WIFI上網(wǎng)產(chǎn)品，此產(chǎn)品與信號(hào)系統(tǒng)均采用802.11g公共無線通信標(biāo)準(zhǔn)。后期在試車線測(cè)試后發(fā)現(xiàn)正是因?yàn)樵摳蓴_源導(dǎo)致列車車地通信故障。

4 移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)無線通信干擾問題的解決方式

4.1 藍(lán)網(wǎng)采用第3頻點(diǎn)、紅網(wǎng)采用第4頻點(diǎn)

耦合單元工作在頻點(diǎn)2、頻點(diǎn)3和頻點(diǎn)4，在不改造現(xiàn)場(chǎng)硬件設(shè)備的情況下，第一階段我們保留藍(lán)網(wǎng)原有頻點(diǎn)3，并將紅網(wǎng)工作頻點(diǎn)調(diào)整至頻點(diǎn)4，將紅藍(lán)網(wǎng)工作中心頻點(diǎn)相隔5MHz，通過對(duì)頻點(diǎn)的調(diào)整，降低了紅藍(lán)網(wǎng)同時(shí)受干擾的概率，故障數(shù)量降低至4件。

4.2 藍(lán)網(wǎng)采用第2頻點(diǎn)、紅網(wǎng)采用第13頻點(diǎn)

DCS無線通信紅藍(lán)網(wǎng)調(diào)整為頻點(diǎn)3和頻點(diǎn)4后，抗干擾能力有所提升。第二階段我們通過對(duì)軌旁和車載調(diào)制解調(diào)器軟件升級(jí)，并對(duì)耦合單元改造，使得我們的設(shè)備支持紅藍(lán)網(wǎng)工作在相隔更高頻率的頻點(diǎn)，即藍(lán)網(wǎng)為頻點(diǎn)2，紅網(wǎng)為頻點(diǎn)13。

4.3 窄帶技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過第二階段改造，車地通信受干擾導(dǎo)致列車緊急制動(dòng)故障未再發(fā)生，但帶寬為20 MHz，易受外界干擾，于是我們將

5 MHz窄帶技術(shù)運(yùn)用到DCS無線通信領(lǐng)域。后續(xù)完成全線系統(tǒng)軟件升級(jí)，實(shí)現(xiàn)窄帶技術(shù)，將帶寬20 MHz調(diào)整為5 MHz。使用

5 MHz窄帶技術(shù)，即使受到同頻點(diǎn)生成的IEEE802.11包但是不會(huì)識(shí)別，提升了抗干擾能力。

4.4 長(zhǎng)期規(guī)劃策略的制定

在未來一段時(shí)間的發(fā)展過程當(dāng)中，通信技術(shù)與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前景都是比較廣闊，并且還可以將當(dāng)前無線通信干擾問題當(dāng)成主要研究問題進(jìn)行研究，提升城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行的正常性?？梢酝ㄟ^使用頻段等形式來實(shí)現(xiàn)，雖然當(dāng)前我國已經(jīng)在各項(xiàng)規(guī)定當(dāng)中，對(duì)2.4 G頻段進(jìn)行了規(guī)定，但是作為數(shù)據(jù)傳輸主要通道之一，5.8 G的頻道也是可以當(dāng)成數(shù)據(jù)傳輸通道來使用的。對(duì)比來看，5.8 G的頻段工作環(huán)境比較整潔，但是也存在一定的缺陷，數(shù)據(jù)的傳輸距離比較短，并且數(shù)據(jù)的覆蓋范圍相對(duì)來說也是比較狹窄的，所以在日后選擇上要多關(guān)注抗干擾效果等問題。

在無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日漸發(fā)展的當(dāng)下，國內(nèi)的4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)日漸純熟，技術(shù)人員可以將這一特點(diǎn)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(shù)人員可以構(gòu)建專屬于城市軌道交通CBTC系統(tǒng)的一種專屬頻道形式，雖然想要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)需要消耗比較長(zhǎng)的時(shí)間，還會(huì)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(hào)傳輸效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)工作模式。從整體情況上來看，當(dāng)前國內(nèi)部分地區(qū)的無線通信干擾問題已經(jīng)開始嚴(yán)重影響軌道交通的正常運(yùn)行，急需解決。但是想要在短時(shí)間內(nèi)從根本上解決無線通信干擾問題顯然是不現(xiàn)實(shí)的，需要通過長(zhǎng)期的研究來提升無線通信干擾防范質(zhì)量。

5 結(jié) 語

隨著城市化進(jìn)程以及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)交通模式已經(jīng)不能承載高速發(fā)展的城市交通需求，所以需要不斷的開發(fā)、不斷的完善各種通信類型的交通形式。

上文以當(dāng)前移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)無線通信干擾問題的現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，先分析了系統(tǒng)的工作原理，之后分析了日常工作中比較容易出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，最后對(duì)出現(xiàn)問題的原因進(jìn)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(guān)技術(shù)人員奠定一定的理論基礎(chǔ)以及實(shí)踐基礎(chǔ)，為后續(xù)工作的開展保駕護(hù)航。

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