試析地鐵通信中的無線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

楊 方

（中交二公局電務(wù)工程有限公司，陜西 西安 710109）

0 引言

在城市交通壓力快速提升的背景下，地鐵的加入能夠大幅度緩解交通壓力，為城市居民的出行提供便利。地鐵運(yùn)行區(qū)間位于地下，運(yùn)行調(diào)度都依靠于通信系統(tǒng)來支配，其運(yùn)行穩(wěn)定性也直接影響到系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。在通信系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)中，常用的技術(shù)內(nèi)容為無線系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，通過分析該技術(shù)在實(shí)際運(yùn)行中需要注意的相關(guān)性問題，不僅可以降低系統(tǒng)運(yùn)行時面臨的風(fēng)險，而且對于優(yōu)化系統(tǒng)服務(wù)性能也有著積極地作用。

1 地鐵通信無線系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容概述

1.1 系統(tǒng)主要構(gòu)成

結(jié)合以往的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以得知，現(xiàn)階段我國地鐵通信系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，使用到的無線系統(tǒng)主要為TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)，具備兼容性強(qiáng)、輻射范圍廣等應(yīng)用優(yōu)勢。從實(shí)際組成情況來看，其主要是由移動臺與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成，前者在實(shí)際應(yīng)用中，主要可以分為車載移動臺、固定移動臺與便攜移動臺三類，分別負(fù)責(zé)不同的工作內(nèi)容。后者在實(shí)際應(yīng)用中，又可以細(xì)分為基站與調(diào)度平臺兩部分內(nèi)容。兩類結(jié)構(gòu)相互關(guān)聯(lián)在一起，能夠輔助TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)快速完成數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ?，從而起到提升系統(tǒng)運(yùn)行效果的作用。

1.2 系統(tǒng)覆蓋范圍

地鐵是現(xiàn)代人們城市出行的重要交通工具，為了盡可能的方便人們的生活，必須對地鐵系統(tǒng)進(jìn)行良好的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，以滿足人們出行過程中的通信需求。便捷完善的通信網(wǎng)絡(luò)一方面可以使乘客在乘坐地鐵時仍能進(jìn)行通信交流以及利用電子設(shè)備進(jìn)行休閑娛樂等，另一方面來講，由于現(xiàn)在任何設(shè)備都依賴信息數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，只有建立合理鋪設(shè)無線通信網(wǎng)絡(luò)才可以維持地鐵系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)。合理鋪設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)首要的要求便是對網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的合理規(guī)劃。在地鐵系統(tǒng)中，應(yīng)該盡可能的使每一個位置都能被網(wǎng)絡(luò)覆蓋，使處于各個位置的人都能進(jìn)行正常通信，實(shí)現(xiàn)盡可能無死角的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。一般來說，無線覆蓋范圍一般包括地鐵站臺、地鐵站大廳和列車隧道等[1]。

1.3 系統(tǒng)覆蓋方法

1.3.1 站臺站廳

結(jié)合站臺站廳的基本情況，在實(shí)際應(yīng)用中，無線網(wǎng)絡(luò)會把電纜布設(shè)在隧道當(dāng)中，而列車高速行駛時也會對該位置的相關(guān)信號形成干擾，從而降低了系統(tǒng)傳輸信號的穩(wěn)定性。對此在對無線系統(tǒng)覆蓋情況進(jìn)行優(yōu)化處理時，經(jīng)常使用的方法便是借助天饋系統(tǒng)來完成站臺站廳內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)布局，而且該系統(tǒng)的融入也可以提升無線系統(tǒng)自身的抗干擾能力，確保信號能夠順利完成傳輸。另外，對于地鐵換乘車站的出入口位置，可以增加射頻電纜和吸頂天線結(jié)構(gòu)來優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行性能，同時利用交叉布置的方式，對于結(jié)構(gòu)相互之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)整，以此來滿足信號高效、穩(wěn)定的傳輸要求[2]。

1.3.2 車輛段

之前的章節(jié)中已經(jīng)提到，地鐵的工作環(huán)境主要位于地下，運(yùn)行信息的傳遞、調(diào)度都依靠無線系統(tǒng)來完成。而且地鐵經(jīng)過線路的復(fù)雜程度相對較高，其地形也存在著較大的差異性，對此，在進(jìn)行車輛段無線系統(tǒng)設(shè)計時，也需要結(jié)合車輛段所處位置、信號干擾源數(shù)量、干擾強(qiáng)度等內(nèi)容來展開科學(xué)性設(shè)計[3]。例如，在對地理位置空曠、周圍建筑結(jié)構(gòu)較少的區(qū)域進(jìn)行建設(shè)時，該區(qū)域的信號影響性對較低，但是基站數(shù)量較少，也容易干擾到正常信號的傳遞，對此可以在車輛段上方進(jìn)行天線布設(shè)，完成區(qū)域的信號覆蓋，以此來確保該區(qū)域信號的順利傳遞。

1.3.3 行駛段

根據(jù)以往的管理經(jīng)驗(yàn)可以得知，在行車段運(yùn)行過程中，可以將其劃分為多個區(qū)域進(jìn)行分類管理，如地面管理區(qū)域、高架管理區(qū)域、隧道管理區(qū)域等。不同區(qū)域的信號盲點(diǎn)位置也存在著不同，為消除信號盲點(diǎn)帶來的負(fù)面影響，可以在無線系統(tǒng)鋪設(shè)過程中，使用漏泄同軸電纜進(jìn)行區(qū)域信號網(wǎng)的覆蓋。該電纜的應(yīng)用，能夠提高網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的均勻度，減少其他干擾信號對于原信號強(qiáng)度的負(fù)面影響。并且在區(qū)域不同位置的信號傳遞強(qiáng)度，也可以保持較為穩(wěn)定的狀態(tài)，以此來起到提升信號傳遞效率的作用。

1.3.4 控制中心

在地鐵無線系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，控制中心屬于核心部位，負(fù)責(zé)統(tǒng)籌管理各區(qū)域信號的傳輸情況。在對其進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，可以分為以下兩種情況，第一種情況是控制中心整體規(guī)模較小，那么在對其進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，常用到的方法便是借助室外天線的信號傳輸優(yōu)勢，搭配區(qū)域內(nèi)基站，以此來實(shí)現(xiàn)信號全覆蓋的目標(biāo)。第二種情況是控制中心整體規(guī)模較大，那么在對其進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋時，常用到的方法便是在室外設(shè)置信號鐵塔，搭配著室外天線，以此來實(shí)現(xiàn)信號全覆蓋的目標(biāo)，提高信號傳遞過程的可靠性[4]。

2 地鐵通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)分析

2.1 基本內(nèi)容分析

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷優(yōu)化的背景下，地鐵通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)的成熟度也在不斷提升，這也為信號傳輸穩(wěn)定性的進(jìn)一步增強(qiáng)，提供了可靠的運(yùn)行環(huán)境。并且在信號傳輸?shù)倪^程中，還需要依據(jù)國家制定的相關(guān)性規(guī)范來完成設(shè)計，從而提升信號傳輸過程的可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，可以借助網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，對于區(qū)域覆蓋信號內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，對于一些潛在的運(yùn)行問題，也可以及時進(jìn)行解決，并對結(jié)構(gòu)運(yùn)行情況進(jìn)行優(yōu)化，以此來穩(wěn)定整個信號傳輸過程的安全性和時效性。

2.2 優(yōu)化算法分析

2.2.1 發(fā)射功率

在對其進(jìn)行優(yōu)化處理時，主要的內(nèi)容便是利用技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，對于目前系統(tǒng)發(fā)射功率的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，而且利用優(yōu)化算法，確定功率預(yù)警數(shù)值。如果在信號傳遞過程中，有信號電平信息觸碰到了預(yù)警紅線，那么此時系統(tǒng)會啟動預(yù)警裝置，提醒網(wǎng)管及時調(diào)整信號發(fā)射功率，使其可以重新回到穩(wěn)定傳輸?shù)臓顟B(tài)，降低了突發(fā)問題所帶來的負(fù)面問題。另外，發(fā)射功率監(jiān)管也需要處于動態(tài)變化的階段，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用情況作出及時性調(diào)整，這也提高了參數(shù)內(nèi)容的指導(dǎo)性和時效性，降低了相關(guān)問題的發(fā)生幾率。

2.2.2 內(nèi)耦合器參數(shù)

在對內(nèi)耦合器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理時，可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)，對于基站內(nèi)耦合器運(yùn)行最佳參數(shù)進(jìn)行確定，根據(jù)分析結(jié)果來調(diào)整現(xiàn)階段的運(yùn)行參數(shù)，使整個系統(tǒng)可以處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。而且還可以利用技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，對于目前系統(tǒng)內(nèi)耦合器參數(shù)變化情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，借助優(yōu)化算法，對于信號參數(shù)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整?？梢越柚詣踊夹g(shù)，結(jié)合信號傳遞情況，對于耦合器的耦合方向進(jìn)行調(diào)整，具體方向需要和信號傳輸方向保持一致，使其可以滿足基礎(chǔ)的運(yùn)行要求，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2.3 技術(shù)參數(shù)

除了上述需要優(yōu)化處理的內(nèi)容外，在對其進(jìn)行優(yōu)化計算時，技術(shù)參數(shù)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化也屬于重要的應(yīng)用內(nèi)容之一。根據(jù)以往應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以得知，在地鐵信號實(shí)現(xiàn)全覆蓋之后，設(shè)置的基站所產(chǎn)生的諧波也會對信號傳遞產(chǎn)生干擾。對此需要結(jié)合實(shí)際情況，對于技術(shù)參數(shù)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，同時結(jié)合檢測結(jié)果進(jìn)行功率運(yùn)算，并以此控制發(fā)射功率，進(jìn)而起到提升系統(tǒng)運(yùn)行效率的作用。另外，還可以借助數(shù)據(jù)庫技術(shù)，對于技術(shù)參數(shù)信息進(jìn)行記錄，定期對參數(shù)內(nèi)容進(jìn)行一次更新，確保技術(shù)參數(shù)的時效性。

3 結(jié)束語

綜上所述，地鐵作為城市居民出行常用的交通工具，具備了載客總量大、運(yùn)行速度快、安全性強(qiáng)等優(yōu)勢，在地鐵線路交叉頻次不斷增加的背景下，如何優(yōu)化通信系統(tǒng)性能，也屬于重要的應(yīng)用內(nèi)容之一。通過加強(qiáng)無線系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，對于提升通信系統(tǒng)信號傳輸質(zhì)量有著積極地作用。