杨兴

摘 要：基于无线通信的列车运行控制系统（CBTC）是地铁安全运行的保障，在运行过程中，如果无线通信系统受到干扰，就会影响地铁的运行安全。因此，必须要加大对地铁无线通信系统信号干扰因素的分析，以便在出现问题时能够及时采取改善方法或相应预防措施，保证地铁的安全运行。主要分析了干扰地铁无线通信系统的相关因素，并提出了具体的控制措施。

关键词：地铁通信；无线；信号干扰；控制措施

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）02-0136-02

随着城市交通拥挤状况的日益加剧和科学技术的不断革新，地铁开始在人们的生活和城市交通中扮演着重要角色。而无线通信系统对地铁的安全运行起着决定性的影响，特别是基于无线通信的列车控制系统（CBTC），直接控制列车的运行和安全。CBTC系统通过部署在列车上和轨道旁的无线设备，实现了车、地间不中断的双向通信，控制中心可以根据列车实时的速度、位置动态计算和调整列车的最大制动距离，2辆相邻列车能以很小的间隔同时前进，从而提高运营效率。但是在地铁运行过程中，车地无线通信信号会受到电流、磁场或辐射等的影响，致使信号系统出现故障，这样一来就会影响地铁的运行。比如2012年深圳地铁因信号系统受干扰发生的暂停故障，就是因为车地无线信号受干扰而引发的。现就地铁车地无线通信的干扰因素和应对措施进行探析。

1 CTBC无线通信系统信号的干扰因素

目前，地铁CBTC系统的无线通信多采用公共的2.4 GHz频段，而2.4 GHz频段也是无线局域网、无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信系统等各类无线电台站的共用频段。因此，对地铁CBTC无线通信系统造成干扰的主要是外部信号，当然，也会存在内部干扰。

1.1 无线局域网（WLAN）干扰

通过对干扰地铁无线通信系统因素的研究，发现干扰源可以分为WLAN干扰和非WLAN干扰。区分前者与后者的方法是看干扰源发送的信号是否符合802.11标准：符合的就是WLAN干扰，不符合的就属于非WLAN干扰。WLAN主要存在于ISM频段，主要是一些WLAN设备发出的。另外，有一些非WLAN设备也存在于该频段，包括人们日常生活中用到的蓝牙设备、无绳电话和一些无线游戏控制系统等，这些都会对地铁中正在运行的WLAN系统造成干扰。当然，有些设备对信号系统的干扰可以忽略不计，比如蓝牙设备，其发射频率较低，只要其与WLAN系统距离超过3 m，干扰就基本可以忽略。

综合来看，对地铁无线通信系统信号造成干扰的主要是WLAN网络自身造成的同频干扰。乘客在乘坐地铁时喜欢用便携式的3G无线路由器，这种路由器主要为手机和平板电脑提供移动信号，但是这种无线数据传输频段和地铁信号系统所使用的传输频段均采用的是面向公众的免费频段。随着人们需要使用的无线通信设备的增多，地铁上携带便携式无线路由器的乘客也会增多，当这一数量超过地铁信号的抗干扰界限时，就会影响无线通信系统的信号。这样一来，在地铁运行的过程中，当进行无线数据交换时，无线通信系统就会受到同频段信号的干扰，造成数据传输不畅，继而造成信号系统故障。

1.2 天线的分布对无线通信系统信号的干扰

地铁隧道对于电波来说，相当于一个理想的波导，或者说具有波导效应。由于天线基本安装在隧道壁上，直射波传播困难，且隧道内有吸收衰减和多径效应，所以会导致极化紊乱、传播衰减大。列车行驶在隧道中，车体将阻挡电波传播。车体阻挡时，场强覆盖将随着距离的增加而快速降低，衰耗值呈曲线上升。天线的作用就是用来收发信号的，天线布局不合理会影响信号的强弱。由于隧道内电波传播的特殊性，可能会因为天线的分布不合理、频点设置不科学，造成系统的同频干扰、互调干扰等，从而影响车地信号的传输。

2 提高地铁无线通信系统信号抗干扰能力的措施

2.1 优化地铁的无线通信设备，采用调频技术

为了提高无线通信系统信号的抗干扰能力，可以选择具有较强方向性和旁瓣较少的定向天线，这样就可以降低干扰，提高无线通信系统的信号接收能力，也可以增加无线通信系统的功率，提高信号的覆盖场强。此外，还可以使用跳频技术。当然，市面上应用的跳频技术是802.11n技术，它采用的是双频AP。在正常情况下，其采用信道进行通信，同时还能够对空中接口出现的噪声和地铁通信网络外的WLAN信号实施监控。当发现干扰源时，它便可以利用跳频技术对其进行调整，将其调整到空闲的信道进行通信，这样就可以降低信号干扰因素的影响。调频技术虽然能够降低同频干扰对无线通信信号的影响，但是其本身的特点决定了它无法从根本上避免同频干扰问题。

2.2 选择合适的滤波器

滤波器是针对无线通信系统信号干扰设计的一款设备，其作用在于消除干扰。通过它的过滤作用可以得到纯净的直流电，它能够对特定频率以外的频率进行过滤，这样就能达到消除特定频率之外频率的目的。随着科学技术的不断进步，各种滤波器开始出现，在地铁无线通信系统中可以考虑采用滤波器。

2.3 合理布局天线位置

合理地布局天线能够改善或增强无线通信系统的信号，降低干扰。为了确保信息传输的可靠性，必须要进行详细的上下行链路计算，重点考虑下行链路、上行链路的电缆损耗、接头损耗和传输损耗等，保证各点的无线信号接收强度满足车地信息传输需求，并应考虑一定的冗余覆盖。同时，在进行链路计算时，不仅要考虑每个（无线）访问接入点（AP）之间移交点的信号（2个AP正中间位置），还应考虑相隔AP之间移交点的信号（下一个AP位置），确保在某个AP出现故障的情况下链路计算仍能满足车地信息传输需求，以确保行车安全。当然，在进行频点设置时，应先避免系统内的同频干扰、互调干扰等。

2.4 加强电磁干扰控制

加强电磁干扰控制的途径有2个：①可以选择性能较好的电机。这是因为电机的频率要低于无线通信系统的频率，这样才不会对无线通信系统造成较大的影响。②要加强电源供电时的干扰控制。具体操作时，可以在电源部分使用滤波器或薄膜合金技术，当然，也可以对信号源进行处理，这样就可以提高相位噪声，降低对频率的干扰。endprint

2.5 实现频段专网专用化

为了进一步保障地铁CBTC无线通信系统的安全，未来可以逐步采用专用无线通信频段，这是其安全运行的有效保障。特别是随着各地经济的发展，城市轨道建设将进入一个崭新的发展时期，地铁建设也必将进入一个发展的新时期。地铁CBTC无线通信系统应该采用专用频段，这样就可以避免其他信号源在该频段对无线通信系统造成干扰，保证地铁车地无线信息的传输安全，从而保证地铁安全运行。

2.6 采用高科技提高无线通信系统数据传输的可靠性

在未来，随着地铁运行效率的不断提高和新技术的应用，地铁的无线通信系统将采用综合调度通信业务，这种业务系统能够保证地铁在高速运行的情况下还可以进行准确的无线数据传输，以满足区间通信数据传输的需要。当然，随着科学技术的进一步革新，将会出现新的无线通信技术，比如可以采用以OFDM为核心的LTE技术。这种传输技术具有很多优点，其数据传输效率较高，能够分组进行传送，这样可以在最大程度上保证信号的安全性，提高信号的可靠性。

3 结束语

综上所述，地铁在城市交通中的作用日益凸显，地铁的安全问题开始引起人们的广泛重视。地铁采用无线通信系统运行的性质决定了必须要提高无线通信系统的安全性，尽量避免运行中可能出现的信号干扰。这就要求相关人员加大对信号干扰源的研究，准确地分析产生干扰的信号源，并采取适当的技术措施进行改善，尽量减少信号干扰，从而为无线通信系统的正常运行创造条件，保证地铁的安全运行，保证人民群众的生命安全和财产安全。

参考文献

[1]关国俊.谈地铁专用无线通信网络的优化[J].铁道通信信号，2012（09）.

[2]李海涛.铁无线通信系统干扰分析及抗扰措施的探讨[J].中国新通信，2013（15）.

[3]石启林.基于公众移动通信网络的无线调度指挥系统可行性研究[J].现代物业（上旬刊），2012（03）.

〔编辑：曹月〕

The Related Factors of Subway Wireless Communication System and the Countermeasures

Yang Xing

Abstract： The train operation control system based on wireless communication（CBTC）is the protection of the safe operation， in the operation process， if the wireless communication system is disturbed， it will affect the safety of subway operation. Therefore， we must intensify the analysis on the signal to interference of radio communication system in Metro factor， in order to be able to take timely improvement method and corresponding prevention measures in case of problems， to ensure the safe operation of the subway. The main analysis of the relevant factors in subway wireless communication system， and puts forward the concrete measures to control the.

Key words： metro communication； wireless； signal interference； control measuresendprint