地铁通信系统电磁干扰及处理

于韶洁

【摘 要】在地铁运行过程中，通信系统是其非常重要的运行要素，想要确保地铁通信系统的正常工作，就必须保证其电磁兼容性，避免电磁干扰对通信系统的消极影响。本文便从电磁干扰的种类与途径入手，分析对通信系统产生干扰的原因，再通过产品选择、正确接地、干扰屏蔽以及线缆放布等四种方式，研究对地铁通信系统中电磁干扰的处理方法。

【关键词】地铁 通信系统 电磁干扰 处理

在我国地铁工程建设过程中，电磁工程是其中非常重要的组成部分，电磁兼容一直以来都是地铁建设中备受关注的主要问题，随着地铁工程的发展与地铁线路的延长，换乘站越来越多，地铁控制中心中的设备也逐渐增加，而在长期以来的使用过程中，设备不可避免的会出现老化与维修问题，对电磁干扰的抵抗能力会相应降低，所以，地铁通信系统的电磁干扰问题及其处理方法，依然是当前相关领域面临的主要问题。

1电磁干扰的种类与途径

地铁中能够对通信系统产生干扰的因素有很多，不仅包含地铁中的一些电器设备，还包含自然环境中的一些干扰因素，如雷电。这些因素都会以不同的途径与频段，对地铁通信系统产生不同程度的干扰，从而导致通信系统无法正常工作。

1.1电磁干扰种类

从频率范围的角度出发，对地铁通信系统产生干扰的干扰源，主要有以下几种：第一，工频干扰，主要指的是地铁中的输电与配电系统，频率约为50赫兹；第二，射频与视频干扰，主要包含地铁中输电线路的放电、电力系统与电压设备的放电、电动机与内燃机的运转、照明设备放电等，频率在300千赫到300兆赫之间，波长从1米到1千米不等；第三，微波干扰，主要包含地铁中对讲系统与无线系统，频率在300兆赫到300吉赫之间，波长从1毫米到1米不等；第四，雷电，频率在0赫兹到1吉赫之间[1]。

一般情况下，地铁中通信设备的惯性时间常数都相对较大，所以，在日常工作过程中很容易会受到电磁干扰，如PLC控制器、信号终端、传输线路、显示设备等，都可能发生电磁干扰现象。

1.2电磁干扰途径

从传播途径的角度出发，电磁干扰可以分为以下两种干扰：

（1）传导干扰。这种干扰方法主要指的是以导电介质为基础，将信号耦合在两个电网络之间进行转移。电磁干扰信号在传输过程中，需要拥有相对完整的电路连接干扰源于敏感器，只有这样，干扰源才能够将干扰信号传输到敏感器中，从而产生干扰。整个传输电路需要由导线、阻抗、导电装置以及互感元件等部分组成，举例来说，在开关电源中，功率器件的开关动作如果频率过高，就可能会造成开关电源中发生电磁干扰现象，而且这种干扰可以在整个供电线路中传播，从而影响整个系统的正常运行[2]。

（2）辐射干扰。这种干扰指的是干扰源利用空间的方式，将信号耦合在两个电网络之间转移，干扰源的导线可以转化成辐射天线，如当高频电流流经干扰源的外壳时，外壳便成为了辐射天线，将电磁干扰向周围辐射。在无线通信系统中，设备以空间为基础向周围传播辐射能量，在强度与谐波达到一定程度的时候，就可能干扰一部分电子设备，举例来说，在地铁控制室中，如果在使用无线对讲机的情况下向控制工作台靠近，显示屏幕上就会出现“雪花”，这便是无线信号所产生的辐射干扰[3]。

2对电磁干扰进行处理的方法

从上述分析我们不难看出，想要对地铁通信设备产生干扰，干扰源、敏感器以及耦合方式三个要素缺一不可，如果对其中的某个因素进行抑制或者消除，就能够将电磁干扰有效降低，甚至消除，因此本文提出以下四个对电磁干扰进行处理的方法：

2.1合理选择电磁产品

在对地铁通信设备进行选择的过程中，要优先考虑产品的抗干扰能力，特别是抗外部干扰能力，如在选择监控系统的过程中，可以选择具有强大隔离性能的产品。另外，在选择产品时，还需要对产品的抗干扰指标充分了解，包括共模拟与差模拟制比，产品还需要具备良好的耐压性能，可以在电厂强度与磁场强度都相对较大的环境中正常运行。

2.2系统接地方式正确

由于系统的实际情况不同，在接地方式的选择上也需要有针对性，只有这样，才能够尽可能的降低因接地问题对系统造成的干扰，与此同时，接地点的数量与位置也需要进行有针对性的考虑。一般情况下，小信号与敏感信号在接地过程中应该尽可能和大信号与不敏感信号分开，以避免后者对前者的干扰，另外，系统设备中的一些金属构件，在安装过程中，一定要接地，避免其产生辐射干扰。

2.3利用屏蔽防止辐射

屏蔽这种方法主要适用于辐射干扰，能够在干扰信号到达敏感器对其进行衰减，对空间中的电磁干扰有非常明显的抑制作用，也能够约束屏蔽网中的干扰信号，主要可以分为电场、磁场、电磁等三种屏蔽方式[4]。其中，电场屏蔽在材料的选择上要具有较高的导电能力，并将其良好接地，同时，接地的地点与形状都要具有合理性，将屏蔽体直接接地是比较好的方法。而磁场屏蔽一般适用于低频磁场与直流磁场，屏蔽效果相对较差。

2.4注意线缆合理布放

对电缆以及布线方式进行合理选择，也是一种非常有效的抗电磁干扰措施。对于电子设备来说，对其造成干扰的主要原因是线间耦合，从干扰频率的角度来看，可以分为高频与低频两种。想要对这种电磁干扰进行移植，就需要在其走线的过程中，将耦合量尽可能减小。可以运用金属保护、分插槽孔、分设竖井等方式，降低强电系统对弱电系统的干扰。

3结语

综上所述，地铁作为一种方便现代化交通工具，而通信系统是其运行过程中不容忽视的组成部分，关系到地铁的安全运行，因此，需要运用合理选择电磁产品、系统接地方式正确、利用屏蔽防止辐射、注意线缆合理布放等有针对性的方法对通信系统中的电磁干扰进行抑制，从而确保地铁运行安全。

参考文献：

[1]平柳琼.上海地铁无线CBTC车地通信抗干扰技术分析研究和对策[J].中国新通信，2014，07：100—102.

[2]张焕增，柴晓冬，马子彦 等.基于LabVIEW轨道交通车地通信系统FSK信号检测装置[J].上海工程技术大学学报，2010，02：101—104.

[3]杜时勇.基于通信的列车控制系统车地通信抗干扰措施[J].铁路通信信号工程技术，2015，02：54—58.

[4]李晓柏，杨瑞娟，程伟 等.基于频率调制的多载波Chirp信号雷达通信一体化研究[J].电子与信息学报，2013，02：406—412.