2021-4-10 | 通信技術
近年來,我國城市化進程日趨顯著,地鐵項目已成為城市快速發展的重要標志之一。地鐵無線通信技術是地鐵運營的重要保障,其直接影響到了地鐵的運轉效率及行車安全。因此,地鐵無線通信技術應以信號高質量和全線場覆蓋為標準,及時準確的反應出列車行駛的路段及安全性。本文從地鐵無線通信系統的功能與組成出發,詳細的分析了地鐵無線信號覆蓋的主要方式,以及地鐵無線通信技術應用所要注意的問題。
1、地鐵無線通信系統的功能與組成
地鐵無線通信系統主要是以調度員為中心,及時準確的對行駛車輛、運營和維護人員進行通信調度,以此來保障地鐵系統的正常運轉。同時,停車場和車輛段的管理人員也要以無線通信系統為基礎,管理區內的車輛及人員。在無線通信系統中控制中心是指令下達的主要部門,其可以監測和管理全線基站的運行及故障。地鐵無線系統的組成主要以無線集群、傳輸系統、中繼器加漏匯同軸電纜系統構成,設備包括:無線移動交換機、中心基站設備、合路器、中繼器、車載臺、車站固定臺、手持設備等;無線設備與各系統之間的接口也要配備完善,其中包括ATS接口、CLK接口、PABX接口等。
2、地鐵無線通信技術的覆蓋方式地鐵無線信號的覆蓋應包括:站臺、站廳、行駛路段,其中站臺和站廳的無線信號會有一定的損耗,主要原因是路徑損耗和分徑損耗造成的,也包括建筑主體結構的吸收和阻擋,這直接的影響到了信號的傳遞效率。無線通信系統設計時要考慮到站臺和站廳的布局,以滿足應用為基礎,設計定向天線和天線陣列。
行駛路段的無線信號是無線系統傳輸的關鍵,因隧道內部信號的傳遞質量受條件的制約,所以傳輸波模應以TE01、TE11為主。
波導的傳輸質量受距離、隧道口的截面積、傳輸頻率的影響,所以隧道區間應采用天線覆蓋或漏纜覆蓋方式。2.1天線方式。在地鐵無線系統設計時,應考慮到隧道區間天線的設置,因天線反射板、體積、供電等原因,安裝時很容易受到環境的限制,所以只能放在隧道洞口,但從
傳播的方向及效果來看,信號的傳播往往被車頭或車尾所阻擋,從以往的地鐵無線系統工程來看,車頭和車尾所消耗的信號大于7—8個dB,如果列車行駛在隧道中間,并且有車輛阻擋信號,那信號場強的衰減將非常大。同時,隧道內信號的強弱還受其路徑損耗的影響,加之傳播和阻擋,接收到的信號質量將非常弱,因此天線傳輸方式只能適用于短隧道區間。
2.2漏纜方式。漏纜方式主要是在隧道內部敷設泄漏的同軸電纜來達到輻射信號的目地,在敷設過程中因同軸電纜的截面較小,不會限制其它系統的安裝和地鐵的運行。漏纜輻射的信號質量較好,其輻射的面積也較為均勻,同時減小了車體對信號的阻擋因素,保證了傳輸信號的質量,這主要是因為泄漏的同軸電纜與車頂的接收天線距離較近,同時車體側面也沒有其他阻擋物,保證了信號的質量。在漏纜安裝過程中有必要考慮到列車的行駛速度,雖然也會產生多普勒效應,但影響較小,如果選擇漏纜基本能保證較高的通信概率。
3、地鐵無線通信技術應用所要注意的問題
3.1漏泄同軸電纜的問題。電波在自由空間與在隧道中的傳播效果不同,首先是隧道的直線距離較短,彎曲路較多,直接的傳播距離受到了影響;其次,隧道內吸收信號和阻擋信號的效應較大,阻礙了信號的傳播質量。所以為了解決電波在隧道內的傳播,除了在短隧道內用天線直射波外,還應以漏泄電纜為輔助,加強漏泄電纜與天線的同時使用,以此來提高車臺和基站之間的無線信號傳輸。
3.2光纖射頻中繼器的問題。依據地鐵無線通信系統的通信量,如果在每個地鐵站都設一個無線基站,其成本將增加很多,同時也沒有必要。因此,如果加大一個基站的信號覆蓋范圍就成了基站設置的關鍵問題,在其保證管理若干車站的同時,還要考慮到整體的網絡構架。就此筆者認為應以光纖射頻中繼器為首選,不論基站安裝在那個車站,管轄站必須設置光纖射頻中繼器,除了起到本站的信號覆蓋外,還要通過光纖射頻中繼器將信號進行高質量的傳遞,并且光纖射頻中繼器還要將信號進行反饋,保證站與站之間的信號連接。光纖射頻中繼器由光纖、光端機和射頻再生中繼器組成。
3.3通話組的自動轉換問題。從地鐵運行和管理的角度出發,行車的調度通話、維修通話、公安通話、車輛調度通話、站臺通話都應進行相應的設置。在專用信道中一般以這五種用途為主,每個用途都單獨占用一個信道,共設五個信道,移動臺(包括列車臺和便攜臺,以下同)根據用途固定在1個信道上,如果需要轉換用途,也就要轉換信道,一般采用人工轉換。而在集群方案中,所有信道都是共用的,通話組的轉換通過網管工作站改變設置即可,因此可實現移動臺通話自動轉換。一般來講,便攜臺根據分配比較固定在某一通話組。而列車臺當它位于車輛段范圍時應為車輛段管轄,即應屬于車輛段通話組,當它位于正線線路范圍時應為行車調度管轄,即應屬于行車調度通話組,因此列車臺隨著列車的行駛通話組需轉換。為了實現列車臺通話組的自動轉換,需由信號系統ATS(列車運行自動監控系統)向集群系統提供轉換信息,因此ATS與交換控制設備之間需設置接口。
3.4車次號的自動轉換問題。為了實現調度員和其他用戶習慣于按車次號選擇呼叫列車,ATS還需向集群系統提供車次號與機車號相對照的信息,集群系統根據預先存儲的機車號與列車臺標識(ID)號的對照表,求得車次號與標識號的對照表,從而實現車次號與標識號的自動轉換,方便用戶呼叫。