徐州站無線干擾案列分析與處理

梅　靖　上海鐵路局上海通信段

鐵路列車無線調度通信系統（簡稱無線列調）是重要的鐵路行車通信設備，號稱列車行車“三大件”之一，是鐵路行車指揮系統重要組成部分。在保證列車正點運行、降低機車能耗、提高通過能力、通告險情、防止事故、救援搶險等各方面都具有重要的作用。無線列調系統擔負著列車與地面的無線通信作用，其使用成員包括行車調度員、車站值班員、助理值班員、機車司機、運轉車長等。其通信質量的好壞直接關系到鐵路的運輸效率和行車安全。

目前上海鐵路局管內普速鐵路普遍采用450MHz頻段同頻單工無線通信方式，上海鐵路局徐州站地處于鐵路京滬線、隴海線交匯的交通樞紐車站，客運流量大，鐵路運輸繁重，在鐵路運輸中發揮著重要作用。車站無線列調通信質量的好壞直接影響本站的運輸秩序，影響行車安全。近期，徐州站出現外界干擾、直放站設備故障等問題，影響徐州站無線列調正常通信，直接影響鐵路行車安全。因干擾發生時間不固定，排查處理時存在一定困難。為此，通過對徐州站干擾查找和直放站設備、車站無線電臺設備進行排查方法進行總結，為類似問題處置提供參考。

1　普速鐵路中存在常見的干擾種類

1.1　同頻干擾

同頻干擾指的是因無線電磁波所傳輸環境較為復雜，有用信號同其他不同信號的載頻可能相同，由此引發該同頻信號對接收機運行產生影響。

1.2　鄰頻干擾

鄰頻干擾指的是干擾信號載頻類似于有用信號，造成其功率落入接收機接收有用信號的頻譜頻帶內，對接收機產生影響。

鐵路上鄰頻干擾與同頻干擾問題主要出現樞紐地區和機務段所在地區、大型客運站、編組站等。這類區域由于用戶較多，使用頻繁，所以會產生同頻干擾比較嚴重；而在同一區域內，存在多部門使用相鄰頻段的電臺較多，距離又比較近，而且頻率非常接近，便會產生鄰頻干擾。

2　徐州站無線干擾分析

2.1　問題描述

徐州站無線列調車站電臺，在晚間20：00～22：00時間段內，車站與列車車機聯控存在外界干擾，車站電臺接收到干擾源為457.710MHz的單一噪聲源，耳機中發出“吱……”的長時間噪聲。影響車站與列車司機之間的正常通話。

2.2　干擾查找

在發生干擾時間段內，組織現場車間安排技術人員利用手持頻譜儀（R&SFSH）和八木天線，分別在徐州站東、南、西、北方向各300m處和徐州站廣場進行電磁環境測試，測得干擾源457.710MHz信號最強處為35dBu，地點在徐州站北方向300m處，如圖1中地點4。

圖1　徐州站附近地圖

沿著強信號方向，通過繼續往北面方向進行測試，發現圖1中A點附近存在較強干擾信號，頻率為457.710MHz，信號強度為40dBu。

通過現場檢查發現：A點處為徐州CIR檢修工區，工區5樓樓頂設有一臺無線中繼設備，是為了增強徐州站往徐州北站和徐州西站區間的無線場強覆蓋，解決市區彎道復雜地形的無線通信困難的問題，如圖2所示。通過對中繼設備的檢查測試，發現中繼器在457.6875MHz至457.7125MHz范圍的信號都通過中繼器放大后轉發。

圖2　徐州站附近二次查找地圖

經過深入分析，車站無線電臺的收發頻率為457.7MHz，干擾信號頻率為457.710MHz，如圖3所示，其中f1為車站無線電臺工作頻率，f2為干擾信號頻率，因干擾信號頻率非常接近車站電臺的工作頻率，干擾信號通過無線中繼器放大后，使干擾信號增大，經車站電臺接收后，導致干擾信號部分信號進入車站電臺工作頻率的帶寬內，造成對車站電臺的干擾。通過關閉無線中繼器，再進行電磁環境測試，發現457.710MHz干擾信號消失。

圖3　干擾信號

2.3　結論

由于無線中繼器設備故障，造成底噪信號通過無線中繼器放大后轉發出去，因中繼器內部發射機問題，導致無線中繼器產生一個457.710MHz的干擾信號，且此干擾信號頻率非常接近車站無線電臺工作頻率457.7MHz，導致干擾信號部分信號進入車站電臺工作頻率帶寬內，影響車站電臺的正常使用。

2.4　解決處理

因無線中繼器為早期產品，目前市場上已停產，無法進行維修。若停用此中繼器將會影響徐州站與徐州西、徐州北方向的場強覆蓋。為了解決干擾問題以及后續設備維護問題，最終將無線中繼器更換為無線光纖直放站加以解決。在車站無線電臺側增加一臺光纖直放站近端機，在原無線中繼器處安裝一臺光纖直放站遠端機，近端機和遠端機用光纖進行連接。光纖直放站設備硬件連接如圖4所示。

圖4　光纖直放站設備硬件連接示意圖

3　光纖直放站系統說明

3.1　系統工作原理和連接拓撲

無線光纖直放站由耦合器、近端機、光傳輸部分、遠端機、遠端天線或漏纜等部分構成，具體參見圖5。

圖5　光纖直放站示意圖

如圖5所示，近端機與遠端機之間是通過對光纖來實現整個通信過程的。

（1）正向（下行）信號傳輸過程為：通過耦合器（40dB/35dB/30dB）把車站臺的信號耦合出很小一部分傳到近端機射頻口，然后通過環形器或雙工器濾波把信號送到光端機（1550），通過光端機（1550）把正向射頻信號轉換為光信號由光纖傳送到遠端機；而遠端機的光端機（1310）把光信號轉換為射頻信號輸出，經由功放進行功率放大，通過環形器或雙工器濾波再經天線或漏纜把正向信號覆蓋到弱場區。

（2）反向（上行）信號傳輸過程為：機車或移動臺的信號通過遠端天線接收輸入到遠端機，經環形器或雙工器濾波把反向信號通過低噪聲放大器放大到-30dBm～0dBm，然后再把放大后的反向信號經過門限開關送到遠端機的光端機（1310），通過光端機（1310）把反向射頻信號轉換為光信號由光纖傳送到近端機；而近端機的光端機（1550）把光信號轉換為射頻信號輸出,通過環形器或雙工器濾波經耦合器傳到車站臺。

3.2　系統優點

光纖直放站系統從車站電臺耦合微小射頻信號，通過近端機進行電光轉換，利用光纖傳輸至遠端機，再通過遠端機進行光電轉換，通過射頻功放放大后將信號轉發出去，反之亦然。由于利用光纖進行信號傳輸，不受外界影響，覆蓋更為靈活，可根據區間長短靈活設置。光纖直放站具有抗干擾強，信號傳輸穩定、設備維護簡單等優點，非常適合鐵路線型覆蓋要求，是解決鐵路沿線復雜山區、隧道、路塹、城市樞紐等地區場強補強的有效方法。

4　結束語

上海局既有普速鐵路列車無線調度通信系統還是使用450MHz頻段的模擬通信方式，在一些城市樞紐車站、大型站場、機車維修點，由于鐵路部門使用用戶多，類似同頻干擾十分常見，加之路外非法使用無線電臺情況，鐵路無線干擾問題形勢非常嚴峻。徐州站的無線干擾，是因無線中繼器設備原因造成的干擾，與常見的外界同頻、臨頻干擾不同，屬于特殊案例，可為今后排查干擾提供新的思路。