地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施

敬娜

摘要：经济的发展，综合国力的提升推动了我国交通工程建设的力度，地铁的建设规模日益扩大，其承担了人们出行的部分需求。分解了交通出行压力。地铁建设质量也逐渐被人们所重视，其中，抗干扰作为无线通信领域的重要研究方向，近年来受到了越来越多的关注。据统计，目前国内已有45个城市开通轨道交通运营线路，运营里程达7900多公里，城市轨道交通出行已经成为一种必然趋势。国内城市轨道交通建设自2010年便进入建设高峰期，若信号系统的使用寿命按照15～20年考虑，未来几年内国内城市轨道交通将进入既有线路信号系统改造高峰期。本文主要对地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施做论述，详情如下。

关键词：地铁信号系统;无线通讯传输;抗干扰措施

引言

在通信技术全面发展的时代背景下，无线通信技术也实现了全面普及，为了使信息传递能更加安全稳定，要结合通信抗干扰技术方案强化其抗干扰能力，从而保证信息传递的规范效果。

1地铁无线通信传输干扰源

地铁运营期间会使用通信系统完成车辆信号传递工作，而地铁车辆信号传输是否及时将会直接影响到地铁运行的可靠性、安全性。地铁一般会在信号传输方面选择无线网络结构，使用无线网络结构完成地铁车辆信号传输工作，在完成信号传输任务同时，可以通过光缆节省工程总成本。运营一段时间后发现选择无线网络结构传输信号存在一定的威胁，技术人员应该增加对无线网络结构的了解程度，还需要掌握信号抗干扰技术要点。在工作中通过信号抗干扰技术的合理应用，从而使整体运行结构与无线网络环境分别具备完整性与稳定性。为完成车辆信号传输工作，在地铁区域设置无线网络，借助其具备的开放性，实现信号传输任务。但是在传输中应该围绕网络开放性特征，需要给出完善的管控方案，在無线网络传输中通过针对性举措，构建完整的运行环境，良好的解决信号传输信号阶段出现的传输速率慢与丢包等问题。

2地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施

2.1信号系统改造

地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施之一是信号系统改造。（1）实现全线贯通运营。形成显示界面统一、驾驶模式相同、操作管理流程一致的信号系统，实现行车指挥自动化。（2）满足客运行车需求。通过改造提高信号系统整体的安全、功能和运营水平，满足当前客流和行车组织需求。（3）符合技术发展趋势。信号系统应符合当前技术发展趋势，在保证性能稳定可靠的前提下，尽可能地采用先进的技术。（4）满足安全需求。改造工程应满足与既有线路不停运无缝衔接的要求，应在不降低运输能力和安全等级的条件下进行。（5）提升系统运行能力。满足行车间隔109s（33对/h）运营能力要求，区间行车设计间隔满足90s要求。

2.2基于Modbus  TCP协议的地铁虚拟操纵台系统设计

地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施之二是基于Modbus  TCP协议的地铁虚拟操纵台系统设计。网络和信息技术的发展大大提高了地铁系统的智能化程度，目前地铁司机操纵台结构复杂，存在指示灯和机械按钮较为繁多且分散，司机显示单元（DDU）提供的信息不够形象直观，传统机械式仪表误差较大等问题，增加了司机高效、准确、全方位地完成驾驶作业的劳动强度，不利于列车安全运行。Modbus  TCP是基于TCP/IP协议的工控应用协议，通讯采用主/从方式，该协议通过以太网实现控制器和设备之间的通信，易于集成不同设备，具有良好的网络传输能力。有效提升地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰性。

2.3抗跟踪干扰技术的应用

地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施之三是抗跟踪干扰技术的应用。传统对抗跟踪干扰体系中主要应用的是慢跳频技术或者是中速跳频技术，对于躲避固定干扰有较好的作用，但是，在技术不断发展以及检测能力水平全面进步的时代背景下，DSP芯片的对应FFT速度能实现1ms以下，传统的技术方案在跟踪干扰攻击方面优势不再明显。基于此，无线通信干扰技术被广泛应用在抗跟踪干扰过程中，主要是应用快速跳频技术，能提升每个基础频点停留时间。例如，干扰机若是距离超出10km，对其跳频速率进行调控即可，满足15KHz即可，就能满足跟踪干扰和转发干扰消除的需求，打造更加合理的信息交互空间。

2.4自适应通信技术对抗

地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施之四是自适应通信技术对抗。自适应通信技术主要包含自适应频率控制和自适应功率控制两个方面。自适应频率控制就是短波通信系统利用实时信道探测、评估等技术，依据所接收到的频率质量及噪声或干扰的大小，选择出最佳的工作频率作为通信频率，并结合所选频率来实现对通信系统的有效控制，进而达到自动快速通信建链的效果，实现选用频率最佳化。自适应功率控制技术主要是根据干扰信号电平大小来实现对通信系统输出功率的有效调节。如果干扰信号比较强时，可以借助自适应技术来提高通信发射机的输出功率;如果干扰信号比较弱时，则可以适当降低通信发射机输出功率，以确保通信系统始终维持一定的信干比，进而达到抑制干扰信号的效果。

2.5网络编码抗干扰管理技术

地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施之五是网络编码抗干扰管理技术。5G无线网络在使用超密集组网后，对干扰管理的时效性、干扰清除的彻底性等提出了更高要求。构建一种智能干扰管理体系，目的在于实时监测5G无线网络的通信状况，确保出现干扰因素后能够做到第一时间识别、处理，让整个通信网络始终保持高效、稳定、安全运行。其抗干扰原理是：在信息发送端与接收端之间的无线网络中，设置若干个发送/接收节点。这些中间节点包含了抗干扰编码，可以对每一条经过中间节点的信息进行识别、筛查，从而准确发现因为在传输过程中受到噪声干扰而产生的错码，并对其进行纠正。这样一来，在无线网络中传输的信号，每经过一个中间节点，就进行一次错码纠正，从而确保接收端的信号不受干扰影响，保证了信号质量。在网络编码中，根据编码方法的不同，又可以分为奇偶校验法、循环冗余校验法等若干种形式。

结语

总而言之，在地铁信号系统无线通信抗干扰技术的研究中，要对技术内容和技术应用流程予以关注，明确其基本原理的基础上，结合技术特点，在不同环境中选取适当的技术应用方案，从而提升干扰因素的处理控制效果，为无线通信抗干扰体系的全面发展奠定基础。

参考文献

[1]闵全，张格鹏，鲁晓飞.无线通信在复杂电磁环境下的抗干扰技术研究[J].数字技术与应用，2021，39（4）：55-57.

[2]王丽英.关于超短波无线电通信抗干扰技术发展趋势研究[J].通讯世界，2020，27（1）：66-67.

[3]毕文峰，马骁.信号系统在地铁快线成都18号线中的应用[J].中国新技术新产品，2020，410（04）：22-24.

[4]柴葳崴.铁路信号系统中无线通信技术的应用探究[J].农家参谋，2020，642（01）：175.