淺析地鐵無(wú)線通信傳輸抗干擾措施

陳志

摘要：地鐵是當(dāng)前人們首選的出行交通工具，在選擇乘坐地鐵過(guò)程中，地鐵的運(yùn)營(yíng)安全是人們最為關(guān)注的主要問(wèn)題之一。通信系統(tǒng)作為支撐地鐵正常、安全運(yùn)營(yíng)的前提，需要具備迅速、準(zhǔn)確、可靠地傳送各種運(yùn)行管理信息，因此，對(duì)于通信系統(tǒng)的抗干擾管理顯得十分重要。本文根據(jù)多年工作實(shí)踐，論述了地鐵無(wú)線通信傳輸?shù)目垢蓴_措施。

關(guān)鍵詞：無(wú)線通信；傳輸；抗干擾；地鐵

一、地鐵無(wú)線通信傳輸干擾源

地鐵運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全可靠性，需要通信系統(tǒng)保持地鐵車輛之間有效的信號(hào)傳輸，通常采用的都是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，雖然在一定程度上節(jié)約了光纜電線的成本，但在實(shí)際傳輸中，存在一些隱性的危險(xiǎn)，需要技術(shù)人員提高認(rèn)知，完善信號(hào)抗干擾技術(shù)，確保整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)的完整性以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的穩(wěn)定性。特別要注意的是，由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有較為明顯的開(kāi)放性，在實(shí)際傳輸過(guò)程中，需要相關(guān)人員建立更加完整的管控措施和運(yùn)行環(huán)境，主要是針對(duì)傳輸過(guò)程中丟包和傳輸速率較慢的問(wèn)題。另外，在對(duì)無(wú)線信號(hào)開(kāi)放性進(jìn)行研究的過(guò)程中，惡性網(wǎng)絡(luò)攻擊也是不能忽視的問(wèn)題。特別是在技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，正規(guī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在進(jìn)步，相應(yīng)的惡性技術(shù)也在不斷進(jìn)步，網(wǎng)絡(luò)攻擊產(chǎn)生的不良危害會(huì)產(chǎn)生非常巨大的經(jīng)濟(jì)損失，在地鐵信號(hào)傳輸過(guò)程中若是受到網(wǎng)絡(luò)攻擊，就會(huì)導(dǎo)致安全信息受阻，甚至?xí)l(fā)生重大的安全事故，因此，地鐵信號(hào)傳輸抗干擾技術(shù)的研究值得相關(guān)研究人員集中關(guān)注。通信抗干擾系統(tǒng)中，將主要的干擾源進(jìn)行了細(xì)化區(qū)分，包括乘客信息系統(tǒng)的干擾，站臺(tái)內(nèi)部換乘信息和通信信號(hào)的干擾、列車在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中乘客電子設(shè)備的信號(hào)干擾等，或是在列車移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)和物理干擾，都會(huì)對(duì)車輛的常規(guī)化形式產(chǎn)生不良影響。

二、地鐵無(wú)線通信信號(hào)系統(tǒng)的要求

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，地鐵通信結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化逐漸展開(kāi)，以 CBTC 信號(hào)為主，進(jìn)行通信信號(hào)通道的建立，具有非常重要的時(shí)代意義和價(jià)值。另外，該信號(hào)通信技術(shù)在研發(fā)之后一直成為業(yè)界比較關(guān)注的項(xiàng)目之一，最大的優(yōu)勢(shì)就在于能在技術(shù)運(yùn)行過(guò)程中保持獨(dú)立性，并且能在地面信息和車輛運(yùn)行信息之間建立一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)框架的優(yōu)化連接，實(shí)現(xiàn)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目個(gè)體。在對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行解構(gòu)的過(guò)程中，需要對(duì)車載路由器元件、無(wú)線車載天線以及信號(hào)功放設(shè)備進(jìn)行著重分析，并且要集中關(guān)注系統(tǒng)中對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)的信息處理服務(wù)器，只有保證基本元件運(yùn)行常規(guī)化，才能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化的管理框架。特別要注意的是，在對(duì)地鐵網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分類的過(guò)程中，主要是在列車的車頭以及尾部設(shè)置不同的光纜結(jié)構(gòu)，確保其對(duì)信息冗余進(jìn)行有效連接。例如，在地鐵車輛中服務(wù)器和周邊環(huán)境的無(wú)線AP主要是借助有線設(shè)備進(jìn)行整合，其技術(shù)名詞就是地面有線網(wǎng)。但是在地面和地鐵之間運(yùn)用的傳輸介質(zhì)不是光纜，借助自由波進(jìn)行信號(hào)傳遞，這種運(yùn)行結(jié)構(gòu)稱之為無(wú)線網(wǎng)。隨著地鐵信息化建設(shè)的不斷加速，對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)提出了以下要求：（1）無(wú)線通信系統(tǒng)要能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線列控方式，以便能夠更好的對(duì)列車的運(yùn)行進(jìn)行調(diào)度及高速列車運(yùn)行中的與地面調(diào)度中心之間的龐大的數(shù)據(jù)信息雙向傳輸。（2）無(wú)線通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具有沿線的高速越區(qū)切換的能力。（3）無(wú)線通信系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⒀鼐€惡劣的自然環(huán)境對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)的影響降至最低。（4）無(wú)線通信系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性都應(yīng)當(dāng)較好以滿足故障安全原則，相較于現(xiàn)今所使用的列控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)更為安全可靠。地鐵通信對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)的需求是巨大的，因此對(duì)于無(wú)線通信系統(tǒng)在地鐵通信中的應(yīng)用，要求新一代的無(wú)線通信系統(tǒng)必須要提供一個(gè)綜合的無(wú)線通信平臺(tái)，且能夠根據(jù)地鐵各部門(mén)的需求提供虛擬的獨(dú)立的專用的無(wú)線通信系統(tǒng)，以確保地鐵調(diào)度的安全及快速。

三、地鐵無(wú)線通信傳輸抗干擾技術(shù)措施

（一）PIS 通信傳輸抗干擾技術(shù)

在對(duì)通信傳輸抗干擾技術(shù)進(jìn)行分析的過(guò)程中，要對(duì)不同結(jié)構(gòu)和不同技術(shù)框架進(jìn)行綜合分析，提高整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)和信號(hào)傳輸機(jī)制的基本水平，建構(gòu)更加完整的系統(tǒng)傳輸機(jī)制。PIS 技術(shù)是近幾年新興的技術(shù)項(xiàng)目，具有非常明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。主要分為兩類技術(shù)結(jié)構(gòu)。第一，頻點(diǎn)隔離技術(shù)參數(shù)，在實(shí)際通信信號(hào)傳輸過(guò)程中，能實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)結(jié)構(gòu)和參數(shù)框架組建的有效性，技術(shù)主要是利用分離輸出頻率的方法來(lái)有效降低干擾源的實(shí)際信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)整體技術(shù)項(xiàng)目的運(yùn)行目標(biāo)，并且能夠有效防止干擾。除此之外，該技術(shù)也能變相減低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中惡性攻擊信號(hào)的傳輸速率，但是同樣會(huì)對(duì)正常的通信傳輸效率也造成影響。第二，利用通信信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)空，在實(shí)際通信信號(hào)傳輸過(guò)程中，借助補(bǔ)空措施有效隔離和處理不良信號(hào)，也就是說(shuō)，這種補(bǔ)空的方法處理對(duì)象主要是 PIS 系統(tǒng)。因此，整體技術(shù)參數(shù)具有非常強(qiáng)的針對(duì)性。特別要注意的是，在通信信號(hào)抗干擾項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)用補(bǔ)空的方式，相關(guān)技術(shù)人員需要充分掌握不同廠商在運(yùn)行過(guò)程中規(guī)定的 PIS 系統(tǒng)參數(shù)，建立有效的參數(shù)處理庫(kù)，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行框架符合實(shí)際需求，并且，技術(shù)人員能將 PIS 系統(tǒng)的頻率保持在 2.4 赫茲左右，并且確保地鐵信號(hào)系統(tǒng)的頻率能被控制在 5.8 赫茲左右，這是一種較為有效且影響力不大的抗干擾技術(shù)，在一定程度上有效保證了補(bǔ)空法的實(shí)施效率。

（二）站臺(tái)換乘通信傳輸抗干擾防范技術(shù)分析

在對(duì)站臺(tái)運(yùn)行結(jié)構(gòu)以及通信傳輸技術(shù)進(jìn)行分析的過(guò)程中，需要相關(guān)研究人員提高項(xiàng)目認(rèn)知，建構(gòu)更加完整的管控措施。運(yùn)行站臺(tái)換乘通信傳輸抗干擾技術(shù)能在保證安全的同時(shí)，提升防范機(jī)制的整體水平。在運(yùn)行站臺(tái)換乘信通信傳輸抗干擾信號(hào)的技術(shù)時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員要在一定程度上確保地鐵信號(hào)系統(tǒng)和相關(guān)技術(shù)運(yùn)行信號(hào)之間保持相同的頻率范圍。而在這種情況下，技術(shù)人員要針對(duì)實(shí)際問(wèn)題建立實(shí)際處理機(jī)制，確保管理結(jié)構(gòu)的時(shí)效性。特別要注意的是，在這種轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)建立的過(guò)程中，換乘信號(hào)則會(huì)對(duì)通信傳輸?shù)膹?qiáng)度產(chǎn)生一定的影響，這就需要相關(guān)技術(shù)人員運(yùn)用不同的措施提高處理效果。其一，要確保通信信號(hào)性質(zhì)的獨(dú)立型，利用信號(hào)制式優(yōu)化系統(tǒng)的獨(dú)立性，建構(gòu)完整的區(qū)分信號(hào)系統(tǒng)，從而有效避免信號(hào)頻率的完整度受損，采用不同的運(yùn)行方式提高管控效果。

（三）無(wú)線抗干擾技術(shù)防范分析

在對(duì)無(wú)線AP防范措施進(jìn)行綜合分析的過(guò)程中，要保證對(duì)禁用集標(biāo)廣播功能有所認(rèn)知，提高管控結(jié)構(gòu)的管理效果，也提升整體運(yùn)行參數(shù)的穩(wěn)定性，確保管控系統(tǒng)和管理參數(shù)符合實(shí)際需求。確保整體無(wú)線網(wǎng)路結(jié)構(gòu)實(shí)施限制和監(jiān)控框架得到優(yōu)化，特別要注意的是，在對(duì)接入網(wǎng)的人員名單進(jìn)行綜合分析后，要實(shí)施有效的限制和實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高媒體接入子層技術(shù)的穩(wěn)定性，從而確保整體無(wú)線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。管理人員和技術(shù)管控人員要提高系統(tǒng)認(rèn)知，建構(gòu)更加完整且有效的管控措施，確保管理時(shí)效性和管理功能性。相關(guān)技術(shù)人員也可以選用提高交換機(jī)層數(shù)的機(jī)制，確保無(wú)線網(wǎng)區(qū)域構(gòu)成的精細(xì)化處理，從根本上減少惡意信號(hào)的侵?jǐn)_，提升整體無(wú)線網(wǎng)接入結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提升系統(tǒng)交換機(jī)和項(xiàng)目處理的層級(jí)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。另外，也有一部分技術(shù)研究人員利用防火墻類型的轉(zhuǎn)變提升無(wú)線網(wǎng)傳輸有效性和安全性，確保對(duì)輸入密碼進(jìn)行動(dòng)態(tài)化的刷新，從而保證整體密碼結(jié)構(gòu)和運(yùn)行效果的最優(yōu)化。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，相關(guān)建設(shè)單位應(yīng)正確認(rèn)識(shí)到提升地鐵信號(hào)系統(tǒng)安全性對(duì)保障地鐵的安全運(yùn)行，以及地鐵工程建設(shè)的快速發(fā)展等方面的重要性。在實(shí)際建設(shè)中，應(yīng)結(jié)合工程特點(diǎn)，以及具體是夠需求，對(duì)無(wú)線通信傳輸干擾源進(jìn)行科學(xué)、靈活的運(yùn)用，同時(shí)，為了進(jìn)一步提升地鐵工程的建設(shè)水平，其建設(shè)單位還應(yīng)積極引進(jìn)一些新穎、先進(jìn)的抗干擾技術(shù)措施，確保無(wú)線傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

（作者單位：深圳市地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營(yíng)總部）