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地铁工程由很多分项组成，既包括最基础的土建施工、线路建设、给排水设计、供电保障，也包括无线通信网络的规划与建设。由于地铁具有修建在地面以下这一特殊性，无线网络信号经常面临传输不够顺畅、遭遇障碍物降低传输功率等问题，这些问题如果处理不当，就会影响地铁车辆行驶的安全性、地铁线路的运营效率，因此研究地铁工程中无线网络的设计、建设与维护，提升无线网络传输的带宽、速率和容量具有重要的意义。文章以石家庄市轨道交通1号线二期工程建设为例，分析了地铁专用无线通信网络覆盖及场强计算方法，并有针对性地提出了改进策略，旨在为相关工作的从业者提供借鉴和参考。

1 工程概况

石家庄市轨道交通1号线二期工程连接正定高新区，沿新城大道和秦岭大街敷设，线路全长约13km，其中，换乘站2座，设停车场1座，位于东洋站西侧，设车辆段和车辆综合基地1座，位于西庄站东侧。该工程线路专用无线通信网络需要完成连接供电系统、综合监控系统、信号系统、控制中心、监控中心等分系统和部门的重要任务，保证各个系统之间信号的可靠传递，使其共同为地铁线路的安全可靠运营提供保障。

2 地铁专用无线通信网络的构成

在该工程项目中，地铁专用无线通信网络主要由固定基站、列车车载台、移动人员便携台、调度台、信号发射设备、连接电缆等组成。各个设备具有不同的功能，固定基站相互连接并且和控制中心连接（通过光纤），发挥着信号中转传送的作用；移动人员便携台由地铁车站相关管理人员随身携带，用于接收无线控制信号；调度台主要用来发布调度信息，通告列车运行情况，还可以协调各个接收端之间的频段占用情况，确保不发生频段冲突；信号发射设备固定在地铁车站内部，通过大功率设备向外发射无线信号，传送地铁车辆运行相关信息；无线通信系统为轨道交通内部固定工作人员与流动工作人员以及流动工作人员之间提供可靠的话音和数据通信服务，设置行车调度、工程维护、防灾、车辆段设施以及综合基地管理、停车场管理等用户群。系统既要满足正线列车运行指挥以及沿线工作人员进行日常运营、设备维护、事故维修的通信要求，还需要在灾害或事故情况下，满足抢险救灾对通信的需求。总之，地铁专用无线通信网络各个设备之间相互连接和配合，共同构成了一个发送和接收信息、连接不同设备确保互联互通、保障地铁线路顺利运行的有机环境。无线通信施工流程图如图1所示。

图1 无线通信施工流程图

3 地铁专用无线通信网络场强覆盖计算

3.1 地铁专用无线通信网络覆盖指标

石家庄市轨道交通1号线二期工程建设标准中，对该工程地铁专用无线通信网络覆盖范围等相关指标参数提出了具体要求，如表1所示。

表1 该工程地铁专用无线通信网络覆盖指标

3.2 车站场强覆盖方案

为了确保地铁车站无线通信网络信号的覆盖范围尽可能大，减少覆盖区域死角面积，石家庄市轨道交通1号线二期工程建设施工方案中对车站无线网络场强覆盖方式进行了规定。按照规定，站台层的通信网络采用同轴电缆进行连接，确保站台层可靠通信；站厅层、设备机房、出入及换乘通道采用隐蔽天线进行无线信号的传输，确保这些区域实现通信网络全面覆盖。

3.3 车辆段场强覆盖方案

车辆段一般采取隐蔽天线发射和接受的方式实现无线网络信号的传输，同时车辆上安装有调制解调器，确保接收信号的安全与准确。

3.4 场强覆盖计算

在电磁学中，一般采用Okumura-Hata模型对某区域无线信号场强覆盖进行计算，具体计算公式如下：

式中：Lp为无线信号空间传输损耗均值，dB；f为信号工作频率，MHz；hb为基站天线有效高度，m；hm为移动天线有效高度，m；d为移动天线与基站之间的距离，km；α为移动天线高度补偿因数。

在石家庄市轨道交通1号线二期工程建设施工方案中规定了以上参数的取值，如表2所示。

表2 该工程地铁专用无线通信网络覆盖参数

利用该工程中的相关参数，可以计算得到基站天线有效高度与无线信号空间传输损耗均值之间的关系，如图2所示。

图2 无线信号空间传输损耗变化

由图2可知，当基站天线有效高度以5m的标准进行增加时，无线信号空间传输损耗均值逐渐减小。因此，在实际建设过程中，可以根据需要选择合适的基站天线高度，确保无线信号空间衰减取得理想的效果。

在计算得到无线信号空间衰减的基础上，可以估计出基站天线高度与无线信号传输距离之间的关系，如表3所示。

表3 该工程无线信号传输距离变化

由表3可知，无线信号传输距离与基站天线高度的变化关系是非线性的，因此无线通信网络覆盖场强属于非线性变化量，需要在实际工程建设中根据需要进行灵活选择。

4 结束语

地铁工程建设过程中，为了确保指挥控制信号的准确实时传输，需要建立专用的无线通信网络，对地铁车站及相关区域实现无线网络的全覆盖。文章结合石家庄某地铁工程项目建设实际情况，分析了地铁专用无线通信网络的构成及场强覆盖计算方法，得出了经验数据，希望对进一步提升该工程及类似工程项目无线网络建设水平提供理论指导和借鉴。