無線局域網(wǎng)技術(shù)在地鐵軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用研究

顧曉峻

摘 要 我國目前在發(fā)展地鐵軌道交通中逐步體現(xiàn)出智能化特點，要想保證交通系統(tǒng)的安全水平，應(yīng)當(dāng)緊密圍繞列車乘客開展全方位管理，在交通體系中車上與地面之間保持?jǐn)?shù)據(jù)信息交流變得十分關(guān)鍵。在建設(shè)軌道交通中引入無線局域網(wǎng)，有利于便捷連接網(wǎng)絡(luò)信道，為地鐵系統(tǒng)提供更加完善的服務(wù)。

關(guān)鍵詞 無線局域網(wǎng);地鐵軌道交通;應(yīng)用

引言

無線局域網(wǎng)技術(shù)在近些年來得到較快發(fā)展，地鐵在快速運行過程中，始終與地面保證持續(xù)及時的通信聯(lián)系，這也為建立交通信息系統(tǒng)提供了可能。在軌道交通建設(shè)過程中科學(xué)應(yīng)用WLAN，可以將原本的封閉交通空間轉(zhuǎn)變成為一個信息移動中心。

1 無線局域網(wǎng)概述

在目前社會發(fā)展過程中信息技術(shù)成為核心技術(shù)?？焖偾覝?zhǔn)確獲得所需信息滿足大多數(shù)客戶需求。無線局域網(wǎng)系統(tǒng)（WLAN）是一種民用便捷性通信傳遞系統(tǒng)，主要是通過射頻技術(shù)，替代傳統(tǒng)雙絞銅線組成的局域網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步快速獲得架構(gòu)，幫助用戶解讀。

當(dāng)今世界先進(jìn)的無線局域網(wǎng)方案將大規(guī)模信息迅速傳遞給客戶，初步構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)體系，便于維護(hù)管理，同時也不會產(chǎn)生負(fù)面影響。局域網(wǎng)利用極高的靈活性與移動特點，全面化解有線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的一系列問題。旅客憑借這一網(wǎng)絡(luò)建設(shè)達(dá)到各種不同的需求。在互聯(lián)網(wǎng)時代城市軌道交通建設(shè)工作也會得到全面發(fā)展。

根據(jù)與有線局域網(wǎng)之間的聯(lián)系，可以將其劃分為獨立與非獨立方式。當(dāng)前發(fā)揮關(guān)鍵作用的是非獨立式：基于有線局域網(wǎng)的發(fā)展前提，通過對節(jié)點、網(wǎng)橋和網(wǎng)卡等無線訪問，進(jìn)一步完成無線通信操作。自身不能完全脫離有線局域網(wǎng)，可以認(rèn)為是對其的改進(jìn)與升級。這樣的方案節(jié)省投入成本，速度較快，穩(wěn)定性較強。

實際上，很多筆記本廠家都看清無線局域網(wǎng)具備的強大優(yōu)勢，在不少商務(wù)乘客的筆記本中初步設(shè)計了無線網(wǎng)。他們自主尋找無線局域網(wǎng)的支持。正是大規(guī)模普及推廣這項服務(wù)，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展。

綜合分析，圍繞局域網(wǎng)科學(xué)構(gòu)建配置，即無線網(wǎng)接入無線接入點，利用AP溝通了無線與有線網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交流，進(jìn)一步完成全面覆蓋，設(shè)備一旦連接無線網(wǎng)卡便可以對網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行共享[1]。

近些年來，隨著接入移動因特網(wǎng)需求的持續(xù)增加，無線局域網(wǎng)技術(shù)普及率更高。很多筆記本電腦設(shè)備將其作為標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。在公共空間，乘客希望自己的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)隨時接入。因此迫切需要在軌道交通建設(shè)中接入網(wǎng)絡(luò)，為乘客創(chuàng)造一個良好的旅行體驗。

上海地鐵軌道交通處于本身經(jīng)營發(fā)展的思考，針對廣大乘客打造一個乘車的信息環(huán)境。為了達(dá)到這一目標(biāo)無線局域網(wǎng)是最理想的選擇。不僅是由于這項技術(shù)高度穩(wěn)定，還有其大量普及應(yīng)用終端設(shè)備。

2 在軌道交通中應(yīng)用無線局域網(wǎng)的干擾分析

目前環(huán)節(jié)，在應(yīng)用產(chǎn)生的主要問題是干擾。結(jié)合干擾實際特點將其劃分為WLAN干擾與非WLAN干擾。前者具體是指由干擾源產(chǎn)生的信號與標(biāo)準(zhǔn)相符，因此造成了干擾?；陬l繁范圍分析，包含了相同與相鄰頻率干擾，按照源頭劃分包括內(nèi)外部干擾。

第一，自身同頻干擾。是指在頻率范圍相同的情況下，設(shè)備產(chǎn)生的彼此干擾。當(dāng)布置相同高密度網(wǎng)絡(luò)時，由于無線網(wǎng)產(chǎn)生狹窄的操作頻率，頻段相對受限，需要將若干個AP提供給一個信道，如此必定發(fā)生重疊現(xiàn)象，形成干擾[2]。

第二，鄰頻干擾。衰減信號一般都需要既定過程，因此在徹底消失的頻率信號不同的信號容易出現(xiàn)干擾。根據(jù)802.11標(biāo)準(zhǔn)了解到，與24G發(fā)射對應(yīng)的頻寬是22MHz，并且當(dāng)其超過11MHz時必定產(chǎn)生超過20dB的衰減信號。在衰減信號的同時自然形成干擾。

第三，外部干擾。微波爐、無線游戲控制設(shè)備等在應(yīng)用過程中容易發(fā)生這部分干擾。若形成大量干擾源或者是無限接近的干擾距離，都會威脅WLAN的通信操作。

3 解決手段

第一，化解電磁干擾的措施。首先，使用軌旁天線：在隧道內(nèi)部挑選定向增益較高的天線，設(shè)定其前后比例超過15dB，如此結(jié)合高指向性，及時規(guī)避附近環(huán)境產(chǎn)生的干擾。其次，將AP安裝在軌旁或者是外屏蔽箱內(nèi)部。高壓動力電纜通過屏蔽箱除去干擾;最后，發(fā)揮車載天線的屏蔽作用：要想避免電磁產(chǎn)生干擾，將屏蔽罩安裝在定向天線之后。

第二，化解信號系統(tǒng)干擾的措施。無線電波無形無色。在調(diào)整其在信道內(nèi)的強度都是借助于操作經(jīng)驗。對其有效避免的方法包括選擇天線、安裝AP等，需要保證無線信號均勻分布[3]。

第三，化解鄰頻干擾的措施。首先，勘測與改進(jìn)網(wǎng)絡(luò)布置。在實際操作中不僅需要整體考察環(huán)境、遮擋物形成的衰減指數(shù)，還要對AP覆蓋區(qū)域科學(xué)規(guī)劃，科學(xué)選擇發(fā)射天線。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)布置難以發(fā)揮最佳作用時，網(wǎng)絡(luò)性能也不能達(dá)到理想狀態(tài);其次，頻譜分析。對當(dāng)前信號頻率、應(yīng)用信道狀況等整體分析，從而科學(xué)設(shè)置分配頻率的方案。

4 地鐵軌道交通無線局域網(wǎng)建設(shè)方案

4.1 科學(xué)分配頻段

WLAN大規(guī)模應(yīng)用在軌道交通中，與之對應(yīng)的是緊張的頻率資源。我國針對這一系統(tǒng)能夠單獨應(yīng)用不會彼此干擾的信道僅有3個。要想提升工作效率，應(yīng)科學(xué)分配這部分頻率，避免干擾各個系統(tǒng)。

4.2 利用同頻網(wǎng)絡(luò)

要想節(jié)省切換所需的時間，并與交通線路高度融合，建議利用同頻網(wǎng)絡(luò)全面建設(shè)WLAN交通。也就是每個系統(tǒng)的不同AP選擇同樣的頻點[4]。

4.3 獨立建設(shè)信號

WLAN系統(tǒng)傳遞帶寬難以達(dá)到信號的安全需求，需要獨立建設(shè)系統(tǒng)。

4.4 傳輸媒介與布置AP點

要想提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，可以考慮使用波導(dǎo)管作為傳輸媒介。若利用空間波，則通過LPS方式布置AP點，并通過空間分別進(jìn)行接收。

5 結(jié)束語

當(dāng)前產(chǎn)生大量無線產(chǎn)品，相應(yīng)也逐步擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域，增強了無線干擾程度，同時也對地鐵軌道交通產(chǎn)生嚴(yán)重的安全威脅。因此，在設(shè)計交通中，需要使用必要的抗干擾方法，努力提升應(yīng)用水平;借助于無線局域網(wǎng)絡(luò)降低干擾，進(jìn)一步提升地鐵運營水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 李曉剛.車地通信延時對CBTC系統(tǒng)列車運行控制的影響分析[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2017，（6）：110-113.

[2] 張林.CBTC系統(tǒng)中點式控制與連續(xù)控制轉(zhuǎn)換處理[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2016，（11）：91-93.

[3] 徐紀(jì)康.基于車-車通信的新型CBTC系統(tǒng)分析[J].鐵道通信信號，2017，（6）：67-69.

[4] 朱力，寧濱.基于IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)的CBTC 車地通信系統(tǒng)設(shè)計[J].中國鐵道科學(xué)，2018，（5）：23-26.