地鐵通信系統電磁干擾及處理

于韶潔

【摘 要】在地鐵運行過程中，通信系統是其非常重要的運行要素，想要確保地鐵通信系統的正常工作，就必須保證其電磁兼容性，避免電磁干擾對通信系統的消極影響。本文便從電磁干擾的種類與途徑入手，分析對通信系統產生干擾的原因，再通過產品選擇、正確接地、干擾屏蔽以及線纜放布等四種方式，研究對地鐵通信系統中電磁干擾的處理方法。

【關鍵詞】地鐵 通信系統 電磁干擾 處理

在我國地鐵工程建設過程中，電磁工程是其中非常重要的組成部分，電磁兼容一直以來都是地鐵建設中備受關注的主要問題，隨著地鐵工程的發展與地鐵線路的延長，換乘站越來越多，地鐵控制中心中的設備也逐漸增加，而在長期以來的使用過程中，設備不可避免的會出現老化與維修問題，對電磁干擾的抵抗能力會相應降低，所以，地鐵通信系統的電磁干擾問題及其處理方法，依然是當前相關領域面臨的主要問題。

1電磁干擾的種類與途徑

地鐵中能夠對通信系統產生干擾的因素有很多，不僅包含地鐵中的一些電器設備，還包含自然環境中的一些干擾因素，如雷電。這些因素都會以不同的途徑與頻段，對地鐵通信系統產生不同程度的干擾，從而導致通信系統無法正常工作。

1.1電磁干擾種類

從頻率范圍的角度出發，對地鐵通信系統產生干擾的干擾源，主要有以下幾種：第一，工頻干擾，主要指的是地鐵中的輸電與配電系統，頻率約為50赫茲；第二，射頻與視頻干擾，主要包含地鐵中輸電線路的放電、電力系統與電壓設備的放電、電動機與內燃機的運轉、照明設備放電等，頻率在300千赫到300兆赫之間，波長從1米到1千米不等；第三，微波干擾，主要包含地鐵中對講系統與無線系統，頻率在300兆赫到300吉赫之間，波長從1毫米到1米不等；第四，雷電，頻率在0赫茲到1吉赫之間[1]。

一般情況下，地鐵中通信設備的慣性時間常數都相對較大，所以，在日常工作過程中很容易會受到電磁干擾，如PLC控制器、信號終端、傳輸線路、顯示設備等，都可能發生電磁干擾現象。

1.2電磁干擾途徑

從傳播途徑的角度出發，電磁干擾可以分為以下兩種干擾：

（1）傳導干擾。這種干擾方法主要指的是以導電介質為基礎，將信號耦合在兩個電網絡之間進行轉移。電磁干擾信號在傳輸過程中，需要擁有相對完整的電路連接干擾源于敏感器，只有這樣，干擾源才能夠將干擾信號傳輸到敏感器中，從而產生干擾。整個傳輸電路需要由導線、阻抗、導電裝置以及互感元件等部分組成，舉例來說，在開關電源中，功率器件的開關動作如果頻率過高，就可能會造成開關電源中發生電磁干擾現象，而且這種干擾可以在整個供電線路中傳播，從而影響整個系統的正常運行[2]。

（2）輻射干擾。這種干擾指的是干擾源利用空間的方式，將信號耦合在兩個電網絡之間轉移，干擾源的導線可以轉化成輻射天線，如當高頻電流流經干擾源的外殼時，外殼便成為了輻射天線，將電磁干擾向周圍輻射。在無線通信系統中，設備以空間為基礎向周圍傳播輻射能量，在強度與諧波達到一定程度的時候，就可能干擾一部分電子設備，舉例來說，在地鐵控制室中，如果在使用無線對講機的情況下向控制工作臺靠近，顯示屏幕上就會出現“雪花”，這便是無線信號所產生的輻射干擾[3]。

2對電磁干擾進行處理的方法

從上述分析我們不難看出，想要對地鐵通信設備產生干擾，干擾源、敏感器以及耦合方式三個要素缺一不可，如果對其中的某個因素進行抑制或者消除，就能夠將電磁干擾有效降低，甚至消除，因此本文提出以下四個對電磁干擾進行處理的方法：

2.1合理選擇電磁產品

在對地鐵通信設備進行選擇的過程中，要優先考慮產品的抗干擾能力，特別是抗外部干擾能力，如在選擇監控系統的過程中，可以選擇具有強大隔離性能的產品。另外，在選擇產品時，還需要對產品的抗干擾指標充分了解，包括共模擬與差模擬制比，產品還需要具備良好的耐壓性能，可以在電廠強度與磁場強度都相對較大的環境中正常運行。

2.2系統接地方式正確

由于系統的實際情況不同，在接地方式的選擇上也需要有針對性，只有這樣，才能夠盡可能的降低因接地問題對系統造成的干擾，與此同時，接地點的數量與位置也需要進行有針對性的考慮。一般情況下，小信號與敏感信號在接地過程中應該盡可能和大信號與不敏感信號分開，以避免后者對前者的干擾，另外，系統設備中的一些金屬構件，在安裝過程中，一定要接地，避免其產生輻射干擾。

2.3利用屏蔽防止輻射

屏蔽這種方法主要適用于輻射干擾，能夠在干擾信號到達敏感器對其進行衰減，對空間中的電磁干擾有非常明顯的抑制作用，也能夠約束屏蔽網中的干擾信號，主要可以分為電場、磁場、電磁等三種屏蔽方式[4]。其中，電場屏蔽在材料的選擇上要具有較高的導電能力，并將其良好接地，同時，接地的地點與形狀都要具有合理性，將屏蔽體直接接地是比較好的方法。而磁場屏蔽一般適用于低頻磁場與直流磁場，屏蔽效果相對較差。

2.4注意線纜合理布放

對電纜以及布線方式進行合理選擇，也是一種非常有效的抗電磁干擾措施。對于電子設備來說，對其造成干擾的主要原因是線間耦合，從干擾頻率的角度來看，可以分為高頻與低頻兩種。想要對這種電磁干擾進行移植，就需要在其走線的過程中，將耦合量盡可能減小。可以運用金屬保護、分插槽孔、分設豎井等方式，降低強電系統對弱電系統的干擾。

3結語

綜上所述，地鐵作為一種方便現代化交通工具，而通信系統是其運行過程中不容忽視的組成部分，關系到地鐵的安全運行，因此，需要運用合理選擇電磁產品、系統接地方式正確、利用屏蔽防止輻射、注意線纜合理布放等有針對性的方法對通信系統中的電磁干擾進行抑制，從而確保地鐵運行安全。

參考文獻：

[1]平柳瓊.上海地鐵無線CBTC車地通信抗干擾技術分析研究和對策[J].中國新通信，2014，07：100—102.

[2]張煥增，柴曉冬，馬子彥 等.基于LabVIEW軌道交通車地通信系統FSK信號檢測裝置[J].上海工程技術大學學報，2010，02：101—104.

[3]杜時勇.基于通信的列車控制系統車地通信抗干擾措施[J].鐵路通信信號工程技術，2015，02：54—58.

[4]李曉柏，楊瑞娟，程偉 等.基于頻率調制的多載波Chirp信號雷達通信一體化研究[J].電子與信息學報，2013，02：406—412.