基于地鐵通信系統電磁干擾的問題研究

鄭超+張釗瑋

【摘要】 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。文章從電磁干擾入手，分析對通信系統產生干擾的原因，再通過干擾屏蔽以及線纜放布等方式，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

一、地鐵通信電磁干擾途徑

從傳播途徑的角度出發，電磁干擾可以分為以下兩種：

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。

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。

二、抑制地鐵車輛電磁干擾的策略

2.1對地鐵系統外部電磁干擾進行屏蔽

由于地鐵車輛受到的電磁干擾很大一部分是地鐵系統內無線發射站以及自然環境的干擾，因此為了抑制地鐵車輛受到的電磁干擾，應當利用屏蔽手段對地鐵系統外部電磁干擾進行合理屏蔽。屏蔽手段不僅可以有效地防止保護電路受到外部電磁干擾，同時也可以防止屏蔽網內的電磁干擾向外發送輻射。在地鐵系統中，具體屏蔽部位一般會定位在地鐵車輛的接收器裝置以及車站總控制室，在布置屏蔽系統時必須按照具體操作規范設置接地系統。通常來講，地鐵車輛對外部電磁干擾的屏蔽可以分為電場屏蔽、電磁屏蔽以及磁場屏蔽集中，其中選擇電場屏蔽時應當在確保高導電性材料良好接地的基礎上，合理選擇高導電材料的接地地點。地鐵系統內的磁場屏蔽主要指的是對低頻磁場以及直流磁場的屏蔽，盡管磁場屏蔽的實際效果與電場屏蔽相比較弱，但卻是現階段我國地鐵系統采用較多的屏蔽方式。在設置磁場屏蔽時應當選擇鐵磁性材料，并確保這種材料原理自身含磁性的電子元件，在對磁屏蔽體進行開孔時尤其應當注意開孔方向，通過是磁通流向與開孔長邊保持平行，縮短磁路總長度。

2.2確保地鐵車輛電子設備的電磁兼容性

為了抑制地鐵車輛受到的電磁干擾，不僅應當對地鐵系統的外部電磁干擾進行屏蔽，還應當確保地鐵車輛內部電子設備的電磁兼容性，并將電磁兼容性作為重要指標，對地鐵車輛電子設備質量進行嚴格把關。地鐵車輛內部顯示器、通信設備以及控制器等設備都會產生一定的電磁干擾，因此在購置此類電子設備時，必須確保電子設備符合地鐵系統的電磁兼容性標準，優先選擇具備較強抗干擾能力的電子設備，并利用隔離、浮地技術等方式，削弱電子設備產生的電磁干擾。在購置地鐵車輛電子設備以及電氣設備時，應當加強與生產廠商的聯系與溝通，深入了解電子設備具體抗干擾指標，對其差模擬制比、耐壓能力等情況進行了解，合理規劃電子產品工作的磁場強度環境。

2.3改良現有接地系統

在設計接地系統的過程中，理想化的節點系統不僅應當是系統電路零電位的參考點，同時在電流經過時不應當產生電壓降現象，應當是一種零電位且零阻抗的物理實體。為了盡可能降低地鐵車輛的接地干擾，應當對接地系統中接地點的數量與位置進行合理規劃，結合實際需求確定接地點以及回路干擾的位置。設計合理化的接地系統是兼具可靠性與有效性的電磁兼容設計技術，結合地鐵實際運營情況設計接地系統不但能夠有效地減少電磁干擾的發展，同時可以提高地鐵車輛接收器裝置的抗擾度。我國現階段地鐵系統中的機電設備通常屬于低頻電路，適合單點接地的接地系統，單點接地主要指的是選取整個地鐵電路系統中的某一結構點作為地鐵接地系統基準點，并將各個單元的信號集中連接到這一接地系統基準點。由于合理的單點接地系統可以有效地抑制地鐵車輛的電磁干擾，為了防止電流在地鐵信號系統的信號地線各點中產生點位查，應當對安全地線、信號地線以及電源進行隔離處理，并在電源部分合理化進行單點連接。

三、有效實施地鐵通信系統預防性維修養護的對策

1、強化員工對養護維修方案的認知度，為地鐵通信系統提供安全運行環境。首要任務是強化相關人員對預防性維修養護理論的認知程度，定期舉行各種形式的培訓活動，讓員工能夠更深入的了解崗位職責，幫助操作維修人員樹立預防性養護維修意識，進而促進預防性養護維修理論的應用。為了促進相關人員預防性養護維修意識，地鐵運管部門還應強化崗位職責的績效評價工作，以績效評價為基礎強化崗位工作人員日常工作中預防性養護維修工作的開展，提高地鐵通信系統的運行安全性與穩定性。

2、創建有效合理的維修養護機制，確保地鐵通信系統運行可靠性。當前地鐵運行維修部門要結合通信系統實際的設計方案及使用情況確定養護維修管理工作的重點，同時根據地鐵通信系統中的易損零部件情況確定預防性養護維修工作周期。在地鐵通信系統實際情況掌握的基礎上，建立健全的預防性養護維修管理體系，以此確保預防性養護維修體系能夠真正指導養護維修工作，確保通信系統在預防性養護維修管理下穩定安全的運行。針對城市地鐵系統中各線路建設時間不同、應用技術不同的特點，還應根據線路通信系統的不同進行分項內容確定，以地鐵通信系統實際情況為基礎，建立預防性養護維修管理體系，保障通信系統的暢通。

3、確保地鐵通信系統各項工作的合理性，如果要在通信系統正常運行情況下對其實施全方位的維修養護，此時應先對系統實際的運行狀態準確掌握，所以需要對通信系統各方面狀態進行合理的調研及整理。然后結合信息整理及調研結果規劃系統的養護維系周期。通過對地鐵通信系統信息的掌握，了解和確定預防性養護維修的重點。并通過通信系統運行信息情況的了解，及時發現通信系統異常，避免故障進一步擴大造成的安全事故的發生。

4、嚴格按照交接班機制開展工作，強化對此工作的管理力度。在對系統進行日常維修養護工作時要重視工作周期的確定及執行工作，要求工作人員嚴格按照交接班機制開展工作，加大對交接班的管理，通過對地鐵運行中維護人員具體的工作情況創建相應的交接班管理制度。針對通信系統的實際情況編制交接班記錄，在記錄中應詳細規定通信系統的運行工況、異常數據情況以及處理措施及責任人等內容。以科學的交接班管理預防接班人員對通信系統實際運行情況了解不足引發的通信系統故障，預防故障隱患的進一步擴大。

總結：由于地鐵本身具有較強的社會效應，其安全性與我國居民的人身財產安全存在著直接關系，因此為了提升地鐵車輛運行的可靠性，應當從確保地鐵車輛電子設備的電磁兼容性入手，合理化設計屏蔽系統對外部信號干擾進行削弱，并根據地鐵實際運行情況設計接地系統，進而推進我國地下鐵路的發展進程。

參 考 文 獻

[1]陳杰.地鐵無線通信系統電磁干擾分析及解決方案研究[D].蘇州大學，2014.

[2]崔建樂.地鐵通信系統電磁干擾分析[J]. 智能建筑與城市信息，2010（07）：88-89.