城市軌道交通無(wú)線電通信安全探索

于佳 大連市建設(shè)學(xué)校

關(guān)鍵字：城市軌道交通 通信安全 無(wú)線電

一、概述

隨著我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展和完善，城市軌道交通的規(guī)模和里程數(shù)量也在不斷進(jìn)行著快速增長(zhǎng)。國(guó)務(wù)院關(guān)于《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年城市軌道交通運(yùn)營(yíng)里程比2015年增長(zhǎng)近一倍，從3300公里增長(zhǎng)到6000公里。隨著城市軌道交通規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，其安全問(wèn)題也越來(lái)越得到重視。在軌道交通中無(wú)線電通信安全是一項(xiàng)很重要的安全項(xiàng)目。軌道交通中車輛與站臺(tái)、調(diào)度中心之間只能依靠無(wú)線電通信的方式進(jìn)行聯(lián)系和數(shù)據(jù)交換。如果無(wú)線電通信出現(xiàn)問(wèn)題，那么車輛將會(huì)與站臺(tái)和調(diào)度中心失去聯(lián)系從而造成嚴(yán)重后果。本文將介紹城市軌道交通中常見(jiàn)的無(wú)線電通信系統(tǒng)，并對(duì)其無(wú)線電通信安全方案進(jìn)行研究。

二、軌道交通中的無(wú)線電通信系統(tǒng)

城市軌道交通中的通信系統(tǒng)通常有：電話系統(tǒng)、專用無(wú)線電通信系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、軌道交通專用通信系統(tǒng)、軌道交通民用通信系統(tǒng)、軌道交通公安通信系統(tǒng)、軌道交通呼叫中心系統(tǒng)等。這些通信系統(tǒng)完成了調(diào)度中心與站臺(tái)、站臺(tái)之間、車輛與站臺(tái)、車輛與調(diào)度中心等地的聯(lián)系和數(shù)據(jù)交換。這些系統(tǒng)分為有線連接方式和無(wú)線電通信連接方式。車輛與外界的聯(lián)系，只能依靠無(wú)線電通信的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。站臺(tái)與站臺(tái)之間、站臺(tái)與調(diào)度中心、調(diào)度中心與外界部門的聯(lián)系，即可用有線方式進(jìn)行連接，也可使用無(wú)線電通信的方式進(jìn)行連接。以無(wú)線電通信的使用者的位置特點(diǎn)來(lái)分類，可分為固定用戶和移動(dòng)用戶。固定用戶一般是調(diào)度中心、站臺(tái)等固定的通信設(shè)施。移動(dòng)用戶是車輛上的設(shè)施、工作人員隨身攜帶的通信設(shè)備等。

1. 專用無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)

專用無(wú)線電調(diào)度系統(tǒng)一般可以使用無(wú)線集群通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)是調(diào)度中心的調(diào)度員與軌道交通車輛中駕駛員進(jìn)行通信的主要的可靠通信方式，同時(shí)也是與站臺(tái)工作人員、車輛工作人員、安保人員、維修作業(yè)人員、搶險(xiǎn)人員等所有可移動(dòng)的人員之間實(shí)現(xiàn)通信的重要方式。該系統(tǒng)在保證行車安全及處理緊急突發(fā)事故方面有著不可替代的作用。

該系統(tǒng)一般分為語(yǔ)音對(duì)講通話系統(tǒng)和數(shù)字信息通信系統(tǒng)。語(yǔ)音對(duì)講通話可及時(shí)傳達(dá)語(yǔ)音信息，將語(yǔ)音命令或工作信息及時(shí)轉(zhuǎn)達(dá)給工作中的指定個(gè)人或全體人員。數(shù)字信息通信系統(tǒng)通常傳遞車輛的狀態(tài)信息，如車速、負(fù)載、位置、安全、告警等信息，是數(shù)字化智能化調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分。

2. 公眾通信系統(tǒng)

在城市軌道交通中，需要滿足乘客的日常公眾通信需求，如撥打移動(dòng)電話、移動(dòng)上網(wǎng)、WIFI網(wǎng)絡(luò)等。城市地面上軌道交通如輕型軌道列車，接收移動(dòng)公眾通信基站的信號(hào)較為方便。三大運(yùn)營(yíng)商及鐵塔通信公司對(duì)城市內(nèi)移動(dòng)手機(jī)信號(hào)已經(jīng)基本全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)站臺(tái)內(nèi)和車輛內(nèi)的移動(dòng)手機(jī)信號(hào)、移動(dòng)上網(wǎng)和WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋。城市地鐵對(duì)于實(shí)現(xiàn)公眾通信的需求相對(duì)復(fù)雜。地鐵建在地面以下，完全隔絕了地面上的無(wú)線電信號(hào)。因此要實(shí)現(xiàn)地鐵的公眾通信，是通過(guò)地鐵車站內(nèi)的移動(dòng)手機(jī)信號(hào)的室內(nèi)分布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)同時(shí)對(duì)地鐵軌道沿線隧道內(nèi)進(jìn)行信號(hào)鋪設(shè)覆蓋，滿足手機(jī)信號(hào)的全程覆蓋。車站與列車內(nèi)WIFI信號(hào)的覆蓋與地面上輕型軌道列車相同。

3. 軌道交通公安通信系統(tǒng)

軌道交通的公安通信系統(tǒng)是根據(jù)公安及消防部門要求設(shè)置的，是公安通信網(wǎng)在軌道交通的延伸，是公安及消防部門在軌道交通領(lǐng)域進(jìn)行治安防范、防災(zāi)救災(zāi)的必備工具。滿足公安無(wú)線通信系統(tǒng)、公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)和消防報(bào)警等通信需求。

三、無(wú)線電通信安全

對(duì)軌道交通無(wú)線電通信系統(tǒng)影響最大的隱患是無(wú)線電干擾。無(wú)線電干擾是指在無(wú)線電通信過(guò)程中某些外來(lái)的無(wú)用的電磁波能量通過(guò)直接耦合或間接耦合方式進(jìn)入到無(wú)線電接收系統(tǒng)或信道，從而對(duì)有用的接收信號(hào)造成影響，使信號(hào)的質(zhì)量變差、有用通信信息出現(xiàn)誤差、丟失、通信被阻斷的現(xiàn)象。無(wú)線電干擾一般分為同頻率干擾、鄰頻道干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾等。

1. 無(wú)線電臺(tái)站頻率使用規(guī)劃

由于軌道交通中涉及無(wú)線電通信的設(shè)備較多，用途也不相同，因此需要多個(gè)不同的無(wú)線電頻率。這需要向省級(jí)無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行申請(qǐng)和審批。在建設(shè)中，避免頻率使用沖突，合理的規(guī)劃使用。由于頻率資源有限，可以根據(jù)實(shí)際地理環(huán)境和電磁環(huán)境進(jìn)行頻率復(fù)用，節(jié)省無(wú)線電頻率資源。軌道交通專用無(wú)線電通信系統(tǒng)中常常使用的無(wú)線電頻段為150MHz對(duì)講頻段、400MHz對(duì)講頻段、800MHz集群對(duì)講頻段、1785MHz—1805MHz無(wú)線接入系統(tǒng)頻段等。公眾通信中則使用三大運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線電頻率。在頻率規(guī)劃和分配時(shí)也要注意到避免出現(xiàn)互調(diào)干擾現(xiàn)象。互調(diào)干擾是由傳輸信道中非線性電路產(chǎn)生的，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)不同頻率的信號(hào)輸入到非線性電路時(shí)，由于非線性器件的作用，會(huì)產(chǎn)生很多諧波和組合頻率分量，其中與所需要的信號(hào)頻率相接近的組合頻率分量會(huì)順利通過(guò)接收機(jī)而形成干擾，這種干擾稱為互調(diào)干擾?；フ{(diào)干擾可以在頻率分配時(shí)盡量避免。

2. 做好無(wú)線電通信系統(tǒng)的電磁兼容

電磁兼容性（EMC）是指各類電力和電子系統(tǒng)和設(shè)施在周圍電磁環(huán)境中能夠正常運(yùn)行，同時(shí)不對(duì)周圍的其他電子設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)或正常承受范圍的干擾電磁波的性能。因此，電磁兼容性具體來(lái)說(shuō)分為兩點(diǎn)：第一點(diǎn)是指電子設(shè)備自身在正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)周圍電磁環(huán)境產(chǎn)生的干擾電磁波要在一定的限值范圍內(nèi)；第二點(diǎn)是指電子設(shè)備自身對(duì)周圍電磁環(huán)境中存在的干擾電磁波具有抵抗和糾錯(cuò)能力，即電磁敏感性。

軌道交通設(shè)施電力電子設(shè)備較多，尤其是動(dòng)力系統(tǒng)需要電力來(lái)驅(qū)動(dòng)。因此做好電磁兼容性非常重要，在建設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格遵守相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保通信設(shè)備即不影響其它電子設(shè)備，又不被其它電子設(shè)備影響，保障所有電子設(shè)備能夠正常有序運(yùn)行。

3. 定期對(duì)無(wú)線電通信系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和檢修

電子器件長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)逐漸老化從而影響整體通信系統(tǒng)的運(yùn)行，導(dǎo)致無(wú)線電信號(hào)發(fā)射和接收能力下降，甚至產(chǎn)生無(wú)線電雜散干擾信號(hào)。因此需要軌道交通的檢修人員定期對(duì)所有無(wú)線電通信設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和檢修，發(fā)現(xiàn)隱患，解決故障，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

4. 與無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)保持密切聯(lián)系

當(dāng)城市軌道交通無(wú)線電通信系統(tǒng)出現(xiàn)通信故障時(shí)，懷疑或確認(rèn)是無(wú)線電干擾因素后應(yīng)及時(shí)向所在地?zé)o線電管理機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系、獲取幫助。在無(wú)線電管理機(jī)構(gòu)的協(xié)助下迅速排除無(wú)線電干擾，恢復(fù)正常通信。

四、結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)城市軌道交通中各類無(wú)線電通信系統(tǒng)的分析，研究了城市軌道交通中無(wú)線電通信安全問(wèn)題。對(duì)無(wú)線電通信安全影響最大的因素是無(wú)線電干擾。本文通過(guò)分析，提出一些解決建議，希望可以為軌道交通的無(wú)線電通信增加安全保障。隨著城市的不斷發(fā)展，電磁環(huán)境也越加復(fù)雜，通信手段也在不斷更新?lián)Q代。如何進(jìn)一步保障城市軌道交通的無(wú)線電通信安全，仍然需要不斷的探索與努力。