CBTC信號系統車地無線通信方式分析

尹萬晨

（北京現代通號工程咨詢有限公司，成都 610000）

地鐵信號系統在行車方面以及列車控制方面等等均有重要的影響[1]。CBTC信號系統是車地無線通信方式的重要常用方式之一，其在應用中具有重要的優勢。因此，本研究對CBTC信號系統車地無線通信方式展開的分析可探討。

1 CBTC信號系統理論簡介

CBTC信號系統是一種基于通信技術，以實現車地信息交換為主，且對類車的定位信息進行實時傳遞的系統[2]。CBTC信號系統在實現信息交換的過程中，其設備依托是軌旁通信設備和車載信號設備。在CBTC信號系統信號信息交換的過程中，其主要是實現車站[3]、列車以及控制中心的信息交換。

CBTC信號系統的干擾源主要來自四個方面：第一，便攜式WiFi路由器的使用，進而導致地鐵車廂內存在同頻干擾；第二，移動WiFi等系統的接入，也會對徹底數據的傳輸產生干擾；第三，電磁干擾，主要是車輛的牽引電流也會對CBTC-DCS系統產生影響；最后，地鐵換乘站和聯絡線也會導致同頻干擾問題的產生[4]。CBTC信號系統受到多種因素的影響，不僅會對列車控制產生影響，更會對列車的安全運行產生影響。

2 CBTC信號系統的干擾

2.1 同頻干擾

對于CBTC信號系統來說，其存在同頻干擾的影響。同頻干擾主要是指外界無線電波與地鐵使用的無線電波處于同一頻率，其對于信號的接受會有很大的影響。在列車運行的過程中，CBTC信號系統主要是通過地面的接入點，與車地進行連接的一種通信方式，因而其使用的頻率是相同的。在傳輸數據的過程中，由于同一信道智能傳送一個信號，進而影響了數據的發送效率。在這種情況下同頻干擾就產生了。

2.2 鄰道干擾

鄰道干擾主要是指相鄰信道會有重疊寬帶而產生的一種干擾。一般來說，信道中心頻率的間隔是在5MHz以內，且信道帶寬為22MHz，這就導致信道帶的重疊。信道重疊與信道號有關。重疊的多少又與干擾的輕重有密切的關系。

2.3 多徑干擾

多徑干擾主要是指在傳輸過程中，信號遇到障礙物，產生反射，由于介質性質的不同，其反射的角度也就各不相同，進而導致信號通過多種路徑進行傳輸，在達到接受裝置時，由于信號路徑的改變，就會形成延遲。另外，信號疊加在強弱方面有很大的差異，進而也會導致受到的信號受到嚴重的干擾。

2.4 其他干擾

（1）非2.4G無線系統干擾情況分析。其他通信系統如GSM、CDMA2000、PHS、3G、4G等都有可能對2.4GWLAN系統產生諧波干擾。

（2）電磁干擾情況分。地鐵工作環境復雜，干擾源很多，列車牽引和制動系統和接觸網供電線路等均對CBTC-DCS系統產生電磁干擾。

（3）PIS系統對CBTC-DCS系統的干擾分析。2.4G頻段共分13個頻道，每個頻道帶寬為22MHz，系統針對網絡的快速切換具有很高要求，每個網絡互不重疊的信道，B網使用第1信道、A網使用第11信道。PIS與DCS使用不重疊的頻點，因此PIS對CBTC的干擾能夠降至最低。

2.4GHz頻段（2.4GHz-2.4835GHz）頻率分配

3 降低CBTC信號系統車地無線通信干擾的幾點建議

（1）注重WLAN技術以及LTE技術的的應用。WLAN技術優勢在于具有較高的靈活性、較大的簡易性、較低的成本以及較大的擴展能力等等。在應用過程中，頻點共用是最重要的發展趨勢。然而，目前頻點共用的過程中，頻段中主要有三個頻點，頻率是十分有限的，進而導致同頻干擾十分明顯，進而嚴重影響了網絡的質量。為此，應注重對其進行加密以提高網絡的質量。TD-LTE技術是能夠解決同臺干擾的問題，為此在實際應用過程中，也備受歡迎。TD-LTE技術是對3G技術的改進和增強，目前已經應用在各地鐵線路中。

（2）合理規規劃軌旁無線接入點。一般來說，信號傳輸系統在信號傳輸過程中，其傳輸的速率需要達到一定的傳輸速率的要求。一般來說，無線接口的傳輸速率是54Mb/s。然而，由于信號在傳輸的過程中，會受到諸多因素的影響，從而影響傳輸的質量，因而應預留10dB。為此在進行設置的過程中，應將間距保持在200米左右。

（3）科學設置軌旁數據接入網絡。在信號傳遞的過程中，軌旁數據網具有重要的作用。因此，在設置過程中，應對AP光纖進行科學合理的部署。同時，對于軌旁無線AP設備、控制中心設備等等可安裝通行網絡，以減少信號的干擾。

（4）其他措施。由于CBTC信號系統還會受到同頻干擾或鄰道干擾，應采用不同的措施對其進行減少。例如，同站臺換乘車站，車地無線通信比較容易產生互相干擾的情況。因此，為減少同站臺的同頻率干擾，不同線路在是使用車地通信方式的過程中，應是各不相同的。如本線采用無線電臺方式，相鄰線采用裂縫波導管或漏纜方式，也可以考慮兩線均采用除無線電臺以外的其它傳輸方式。因漏纜和裂縫波導管在無線場強覆蓋上具有很好的均勻性，且對外泄漏量不大，對鄰線的干擾較小，所以采用以上兩種方式可有效解決同站臺換乘車站的頻率干擾問題。

4 結束語

總之，CBTC信號系統對于地鐵的運行、列車的控制以及運行的安全和效率等等具有重要的影響。未來，CBTC信號系統必然成為重要的發展趨勢。為此，在應用過程中，應注重和WLAN技術的應用，還應注重合理規規劃軌旁無線接入點，更應注重科學設置軌旁數據接入網絡，以促使其發揮重要的作用。與此同時，還應針對不同的干擾，采取針對性的措施。