地铁信号系统无线通信传输中的抗干扰技术探析

盖毅

摘要：现如今，城市中的交通拥堵问题越来越严重，伴随城市化的日趋发展，使得城市的交通轨道也得到快速发展，其中就包括城市的地铁交通。但是，在地铁交通中，还是存在一些安全隐患问题需要我们解决。如无线通信信号还不是非常稳定，这直接影响了地铁的安全性，因为地铁运行在地下，通信信号很容易受到干扰。本片文章就地铁信号系统无线通信传输中的抗干扰技术进行分析，提出一些解决措施，希望可以加强地铁的信号安全。

关键词：地铁信号;无线通信传输;抗干扰

目前来说，无线通信是非常便捷的，因为它不需要传统的线路来维持，成本很低，并且可扩展性强。但是，在地铁上的无线通信设备会随着地铁的运行而发生变化，很容易受到周边环境的影响，又加上地铁本身的结构是密集的钢结构，有些车厢还会有设备的阻挡，因此无线通信信号经常会收干扰。所以，我们需要对于无线通信的抗干扰技术进行探析，加强信号的传输能力，加强设备的抗干扰，减除环境的影响，最终使得信号可以快速有效地传输。

一、地铁信号系统和干扰源的概述

（1）地铁信号系统

电子通信技术的发展使得地铁中的无线通信技术也随之变化，CBTC信号系统，是基于通信的列车自动控制系统，逐渐得到了广泛地应用。在以通信技术为基础上，我们加大了对于列车运行的控制系统的研究。地铁上使用的都是传统的移动闭塞技术，它是借助轨道旁放置的设备和车载设备来实现不间断地双向通信。列车不间断地传输自身的位置、运行方向等数据，控制中心通过所接收到的数据进行推算，计算出目前列車实时的速度和列车的最大制动距离。这种技术不但可以保证列车前后的安全距离，而且两个相邻的分区还可以在一定的间隔下同时运行，这很大程度上提高了地铁的运行效率，因此在高密度人口的城市中尤为广泛地使用。

CBTC系统还具有良好的独立性。在这个系统中，有一个相对独立的子系统，它的作用主要就是控制地面和列车之间的信号传输功能。该系统还可以将车载天线和地面无线进行连接，使得列车上的信号和地面之间的信号形成统一的节奏，这样的抗干扰能力就增强许多。相对于传统的无线通信系统，CBTC系统可以更加有效地抗干扰，保证信号的传输。

（2）通信系统干扰源

在地铁中的信号传输主要还是指列车与地面的信号连接，虽然采取了无线的通信方式，减少了大量的线路成本问题，但是无线的通信方式也更加强调信号的抗干扰问题。在地下的列车，处于运行过程中，信号必然要受到环境等多方面的影响，这是不可避免的。尤其现在是无线网络时代，它最大的特点就是开放性，列车中传送出的信号在在传输过程中，也会受到其他无线信号的干扰，也容易受到恶意的网络攻击。通信信号一旦出现故障，最主要的是控制和调度累的信息如果出现错误，将会造成严重的安全事故。目前，造成网络干扰主要有乘客无线通信系统对列车的干扰、换乘信号的干扰、乘客所携带和使用的电子产品造成的干扰以及途径区域所受到的其他同频信号的干扰。

二、地铁信号系统抗干扰措施

（1）站台换乘信号干扰的防范

在某些时刻站台换乘信号会和地铁通信信号频率相似，当列车经过站台的附近时就会受到严重的干扰，我们需要从两个方面抗干扰。一方面，可以将地铁的通信信号独立出来，区分站台换乘的信号频率，避免在经过时受到干扰;另一方面，还可以变化不同的列车与地面之间的传输方式。我们可以选择和站台换乘不同方向的天线，减少信号在传输过程中相遇的几率，另外还能调整天线的方向角提高信号的抗干扰性能。

（2）多径隧道效应的干扰防护措施

多径隧道效应是造成地铁无线通信信号减弱的主要原因之一。它不但会影响到通信信号的有效性，也使得整个系统在运行时的稳定性降低，最终在信号传输过程中数据丢失造成更严重的问题。因此，我们需要提高多径隧道效应的抗干扰，最好的方式就是利用多种电子波交互的方式进行数据的传输。这样既可以提高传输效率，也能加强传输的稳定。

（3）空间、频率分集

空间分集是指在列车的不同位置利用多种数据接收的设备进行无线信号的接收，使得信号可以变强，更加准确地被了解，特别是在建筑物密集以及隧道之下的地铁区域，能够更好地保障信号的接收。而频率分集是指利用不同的频率段来发送或接收数据，多个频率可能确保信号不失真，优化无线传输系统的数据准确度。

（4）其他抗干扰措施

地铁本身的一些设备也会对于无线信号的传输有所干扰，比如地铁的电气设备，这类属于电磁干扰的范畴。要想解决这种干扰，首先就要进行有效地隔离大功率的电气设备，有针对性地预防这些设备在工作中产生的电磁信号对无线信号的干扰。其次，必要的定时设备维护也是有效果的，防止电气设备因为故障而产生较强的电磁信号也是抗干扰的一种措施。最后，供电的网络如果不稳定运行也会造成信号的发射故障，不受控的信号发射也会影响地铁通信信号，因此维护供电网络的稳定也很有必要。

三、结语

地铁信号系统无线通信传输的内容主要就是地铁目前的运行情况与所在的位置，信息的传输是否有效直接影响到地铁车辆的安全运行。因此，必须保证无线通信传输的信息的完整性和有效性，还要确保传输实时性和快速性。这就对无线通信技术的抗干扰能力提出了很高的要求，我们结合不同的干扰源类型进行逐个分析，通过不同层面提高设备的抗干扰能力，提高网络抗干扰性能，维护地铁的安全运行。

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