移動4G網絡對成都地鐵信號系統無線干擾研究

袁嘉駿

（成都地鐵運營有限公司，四川 成都 610081）

?

移動4G網絡對成都地鐵信號系統無線干擾研究

袁嘉駿

（成都地鐵運營有限公司，四川 成都 610081）

摘 要：本文針對移動4G網絡進入地鐵環境覆蓋的應用趨勢，測試研究4G無線網絡對成都地鐵既有線地鐵專用信號系統的干擾，制定有效措施，確保移動4G網絡的引入對成都地鐵既有線路的正常運營不造成影響，滿足乘客的多樣化出行需求。

關鍵詞：4G；信號系統；干擾

0. 引言

成都地鐵既有運營線路信號系統是采用基于無線通信的移動閉塞列車控制系統，簡稱CBTC系統。該系統具備大容量車-地雙向數據傳輸能力，實現了連續間隔控制、進路控制、速度防護、自動駕駛等先進列車控制功能。信號系統核心的數據傳輸，是基于802.11g的無線網絡傳輸系統，4G民用無線網絡系統的引入，可能對該系統的正常無線傳輸造成干擾，從而影響列車的正常運營。通過理論和實際測試研究，詳細分析4G網路可能帶來的潛在影響，制定針對行的技術方案和措施，實現兩種無線系統在地鐵空間并行應用，最大程度地滿足乘客需求，是此次研究的主要目的。

1. 4G對C BTC無線網絡的影響分析

1.1 4G頻段分析

2013年，工信部正式批準三大移動運營商TD-LTE4G網絡正式商用，并頒發牌照，具體中國移動頻段劃分為：

中國移動共獲得130MHz，分別為1880MHz～1900MHz、2320MHz～2370MHz、2575MHz～2635MHz。

（1）可能的影響及分析

從上述運營商所獲的4G牌照來看，移動4G網絡的工作頻段距離地鐵信號系統的CBTC網絡相距比較遠，從理論上分析，4G本身不會對CBTC產生影響。在其他城市既有已開通CBTC及4G網絡的線路上，也未發生過4G直接干擾到車地通信的情況。

（2）同頻干擾分析

4G轉WIFI設備的衍生使用方式可能會對CBTC網絡造成影響。4G轉WIFI設備工作時，如果正好工作在CBTC使用的信道，且數據流量比較大的時候，可能會造成對CBTC網絡的干擾。

在成都地鐵也曾經做過類似的測試，結果也表明，當干擾足夠大的時候，會造成CBTC網絡嚴重丟包，從而影響到車地通信的質量。這種干擾類似于3G網絡轉WIFI造成的干擾，但因為4G網絡的帶寬更大，影響可能會大于3G造成的干擾。

2. 4G對CBTC干擾測試

在既有線運營區間（2號線牛王廟-東大路）的運行的列車上布置4G移動互聯網系統網絡模擬干擾源，使用流量發生器上構造好CBTC流量，并收集運行數據，分析干擾環境下CBTC系統運轉情況。

2.1 測試計劃

根據開放式空間干擾的特點和潛在的主要干擾源，把測試主要分為兩個方面進行。

（1）列車行進過程中，采用4G干擾源，記錄CBTC無線網絡通信數據，分析干擾對車地通信造成的影響。

（2）列車行進過程中，采用車載MIFI干擾源，記錄CBTC無線網絡通信數據，分析干擾對車地通信造成的影響。

通過以上兩個方面可以對運營環境下列車針對干擾的真實運行情況，有較為全面的掌握和分析。

2.2 測試方案（表1）

2.3 測試步驟（表2）

2.4 測試結果（表3）

2.5 測試結論

表2

表3

基于以上測試數據，由于移動4G信號與地鐵CBTC無線信號工作在不同頻段，移動4G信號本身不會影響CBTC通信；但移動4G衍生的MIFI和手機熱點使用方式會對單網CBTC無線通信產生一定程度地干擾，因此，在加強對乘客使用MIFI和手機熱點的管理和引導的基礎上，移動4G的應用可在地鐵范圍內逐步推廣。

結語

通過對移動4G信號對地鐵信號CBTC系統干擾的理論分析和有針對性的模擬測試，為移動4G網絡引入地鐵服務乘客提供了有力的依據，可作為后續其他運營商4G網絡引入地鐵的范本，在理論支撐和充分測試基礎上，可逐步在地鐵范圍內推廣。

參考文獻

［1］高世強.地鐵3G通信引入探討［J］.移動通信，2009，33（12）：62-67.

［2］陶孟華.在地鐵中建設3G移動通信系統的研究［J］.鐵道工程學報，2009，16（10）：111-115.

［3］劉鵬宇.基于車地無線通信的地鐵信號系統抗干擾研究［J］.工業控制計算機，2014（11）：60.

中圖分類號：TN929

文獻標識碼：A