城市軌道交通車地無線場強數(shù)據(jù)分析

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數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(以下簡稱DCS)是實現(xiàn)CBTC列車控制與運行的關鍵子系統(tǒng)之一，它為位于控制中心、停車場、車輛段、車站、正線軌旁與車載信號子系統(tǒng)設備之間提供雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)信息傳輸和交換，其性能指標滿足列車自動控制系統(tǒng)的要求。

1 車地無線網(wǎng)絡

信號系統(tǒng)車地通信傳輸系統(tǒng)工作在2.4GHz(2.4G-2.4835GHz)開放頻段；采用冗余雙網(wǎng)設計，雙網(wǎng)分別對應有線網(wǎng)絡的冗余ATC網(wǎng)(列車自動控制網(wǎng))，軌旁無線單元與車載無線單元配置均為冗余設計。

車-地無線網(wǎng)絡設備包括軌旁接入點、定向天線、波導管、車載無線單元、車載天線以及各種射頻電纜，所有無線設備均使用工業(yè)化、模塊化產(chǎn)品。

車-地無線網(wǎng)絡覆蓋的線路區(qū)域，包括：正線區(qū)間線路、車站正線、折返線、停車線、聯(lián)絡線、車輛段內試車線等。

2 場強數(shù)據(jù)分析

2.1 場強數(shù)據(jù)分析重要性 車-地無線通信是實現(xiàn)CBTC列車運行控制的關鍵，它為軌旁與車載VOBC之間提供透明、雙向、可靠、安全的數(shù)據(jù)信息傳輸和交換。

當軌旁無線覆蓋出現(xiàn)薄弱區(qū)域時，一旦信號強度超出限值，則CBTC列車經(jīng)過該區(qū)域時將產(chǎn)生緊制并降級運行，嚴重影響行車效率和乘客乘坐舒適度。

波導管AP將紅藍雙網(wǎng)信號合路到一根波導管內傳輸，信號覆蓋富余量較小(富裕量5-10db)，場強稍有波動即可能影響列車運行，導致列車產(chǎn)生緊制。

所以定期對車地無線場強進行錄制分析，發(fā)現(xiàn)異常及時預防處理尤為重要。

2.2 場強數(shù)據(jù)結構 場強數(shù)據(jù)是由無線局域網(wǎng)測試軟件生成的數(shù)據(jù)。

場強數(shù)據(jù)是由當前時間、車載無線單元(WGB)名字、WGB的IP、當前應用的SSID、WGB接收到AP的場強及信噪比、關聯(lián)接入點(AP)名、關聯(lián)AP的IP、AP場強及信噪比、當前速率、WGB與當前AP關聯(lián)的時長；其中場強與信噪比是描述無線信號質量的參數(shù)。

2.3 場強數(shù)據(jù)分析要點

(1)WGB與AP的場強，如果場強低于-70dBm(波導管區(qū)域低于-85dBm)，或者信噪比低于20dB，則說明該AP場強覆蓋差。

(2)場強出現(xiàn)-108dBm及0dB的情況，則關聯(lián)出現(xiàn)中斷。

(3)檢查WGB與AP關聯(lián)是否存在來回切換現(xiàn)象，出現(xiàn)則說明該區(qū)域場強存在波動。

(4)場強是否存在斷崖式減弱。

3 編譯場強數(shù)據(jù)分析專用軟件

3.1 必要性 場強是衡量無線通信狀態(tài)的依據(jù)，場強數(shù)據(jù)格式為TXT，僅能使用文本軟件notepad或Excel表格進行機械式分析，單次分析耗時一天，效率低且不易發(fā)現(xiàn)問題所在。

利用新編譯的軟件對場強數(shù)據(jù)場強值進行提取并圖像化顯示，及時高效發(fā)現(xiàn)場強覆蓋薄弱環(huán)節(jié)。

3.2 可行性 場強數(shù)據(jù)為TXT文件，易編輯，編譯程序提取場強數(shù)值進行統(tǒng)計顯示。

3.3 功能

正確讀取場強數(shù)據(jù)；

正確識別數(shù)據(jù)中的AP名，上下行鏈路場強值；

采取圖像化顯示，易于分析，提高效率；

可設置閾值，超閾值數(shù)據(jù)特殊顏色顯示并發(fā)出告警聲；人工選擇暫停、繼續(xù)分析數(shù)據(jù)；

自由選擇是否同時查看上下行鏈路場強值；

自主選擇查看單個AP場強值。

3.4 使用方法

報警閾值：當連續(xù)三個場強值低于80，則發(fā)出報警聲，對于場強值紅色字體顯示；

當連續(xù)出現(xiàn)4個以上低于80的場強值，需連續(xù)按壓“繼續(xù)“按鈕讀取數(shù)據(jù)；

讀取速度：讀取場強值的時間間隔，默認為100ms；

讀取場強值過程中，若要暫停讀取，可按壓“暫?！卑粹o；

場強顯示圖不能自動前移，需手動拖動滾動條查閱，便于詳細觀看數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)讀取完畢后，自動停止；

數(shù)據(jù)讀取完畢后，點擊軟件右邊AP名列表框對應AP名稱，場強圖可顯示該AP的場強值；

若需同時查看上行數(shù)據(jù)，需在軟件界面勾選“上行數(shù)據(jù)”選擇框后再打開數(shù)據(jù)，上行數(shù)據(jù)超閾值無報警聲，數(shù)據(jù)全部為黃色點顯示；

如果數(shù)據(jù)量大于3200個，數(shù)據(jù)每讀一頁會自動暫停，并保存該頁數(shù)據(jù)圖片，需點擊“繼續(xù)”按鈕繼續(xù)查看數(shù)據(jù)。

4 給我國城市軌道運營車地無線保養(yǎng)維護的啟示

城市軌道交通日趨成為城市公共交通的骨干，在城市公共交通運輸中發(fā)揮主導作用，速度快、高效率、安全性高等都是城市軌交通運營的特點。

在運地鐵線路大多為基于WLAN通信的列車控制系統(tǒng)，無線通信是實現(xiàn)CBTC列車控制與運行的關鍵子系統(tǒng)之一，它為軌旁設備與車載設備信息交互提供通道，因此無線設備及其通信質量在日常維護保養(yǎng)中極為重要，不可忽視，而車地無線場強是通信質量的重要參數(shù)；通過對數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)以及車地無線通信進行簡單闡述，同時對自主編譯的場強數(shù)據(jù)分析專用軟件開發(fā)、使用進行介紹，旨在對城市軌交交通運營維護提供一些借鑒。

(1)重視車地無線設備的維護、保養(yǎng)。CBTC系統(tǒng)中的車地通信系統(tǒng)將車載和地面控制設備聯(lián)系在一起，保障列車高效、安全運行，為此加強車地無線設備的維修，保障電客車正常載客運營尤為重要。

(2)重視車地無線通信質量檢測。車地無線場強是通信質量的重要參數(shù)，定期組織場強數(shù)據(jù)錄取、分析，可最大程度排除故障隱患，降低系統(tǒng)故障率，提高數(shù)據(jù)分析效率，快速定位故障點，提升運營效率及服務質量將成為城市軌道交通運營維修中不可忽視的一環(huán)。