城市軌道交通無線電通信安全探索

于佳 大連市建設學校

關鍵字：城市軌道交通 通信安全 無線電

一、概述

隨著我國城市基礎設施建設的不斷發展和完善，城市軌道交通的規模和里程數量也在不斷進行著快速增長。國務院關于《“十三五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》中提出到2020年城市軌道交通運營里程比2015年增長近一倍，從3300公里增長到6000公里。隨著城市軌道交通規模的不斷增長，其安全問題也越來越得到重視。在軌道交通中無線電通信安全是一項很重要的安全項目。軌道交通中車輛與站臺、調度中心之間只能依靠無線電通信的方式進行聯系和數據交換。如果無線電通信出現問題，那么車輛將會與站臺和調度中心失去聯系從而造成嚴重后果。本文將介紹城市軌道交通中常見的無線電通信系統，并對其無線電通信安全方案進行研究。

二、軌道交通中的無線電通信系統

城市軌道交通中的通信系統通常有：電話系統、專用無線電通信系統、調度系統、軌道交通專用通信系統、軌道交通民用通信系統、軌道交通公安通信系統、軌道交通呼叫中心系統等。這些通信系統完成了調度中心與站臺、站臺之間、車輛與站臺、車輛與調度中心等地的聯系和數據交換。這些系統分為有線連接方式和無線電通信連接方式。車輛與外界的聯系，只能依靠無線電通信的方式來實現。站臺與站臺之間、站臺與調度中心、調度中心與外界部門的聯系，即可用有線方式進行連接，也可使用無線電通信的方式進行連接。以無線電通信的使用者的位置特點來分類，可分為固定用戶和移動用戶。固定用戶一般是調度中心、站臺等固定的通信設施。移動用戶是車輛上的設施、工作人員隨身攜帶的通信設備等。

1. 專用無線電調度系統

專用無線電調度系統一般可以使用無線集群通信系統來實現。該系統是調度中心的調度員與軌道交通車輛中駕駛員進行通信的主要的可靠通信方式，同時也是與站臺工作人員、車輛工作人員、安保人員、維修作業人員、搶險人員等所有可移動的人員之間實現通信的重要方式。該系統在保證行車安全及處理緊急突發事故方面有著不可替代的作用。

該系統一般分為語音對講通話系統和數字信息通信系統。語音對講通話可及時傳達語音信息，將語音命令或工作信息及時轉達給工作中的指定個人或全體人員。數字信息通信系統通常傳遞車輛的狀態信息，如車速、負載、位置、安全、告警等信息，是數字化智能化調度系統的重要組成部分。

2. 公眾通信系統

在城市軌道交通中，需要滿足乘客的日常公眾通信需求，如撥打移動電話、移動上網、WIFI網絡等。城市地面上軌道交通如輕型軌道列車，接收移動公眾通信基站的信號較為方便。三大運營商及鐵塔通信公司對城市內移動手機信號已經基本全面覆蓋，實現站臺內和車輛內的移動手機信號、移動上網和WIFI網絡覆蓋。城市地鐵對于實現公眾通信的需求相對復雜。地鐵建在地面以下，完全隔絕了地面上的無線電信號。因此要實現地鐵的公眾通信，是通過地鐵車站內的移動手機信號的室內分布系統實現的，該系統同時對地鐵軌道沿線隧道內進行信號鋪設覆蓋，滿足手機信號的全程覆蓋。車站與列車內WIFI信號的覆蓋與地面上輕型軌道列車相同。

3. 軌道交通公安通信系統

軌道交通的公安通信系統是根據公安及消防部門要求設置的，是公安通信網在軌道交通的延伸，是公安及消防部門在軌道交通領域進行治安防范、防災救災的必備工具。滿足公安無線通信系統、公安視頻監控系統和消防報警等通信需求。

三、無線電通信安全

對軌道交通無線電通信系統影響最大的隱患是無線電干擾。無線電干擾是指在無線電通信過程中某些外來的無用的電磁波能量通過直接耦合或間接耦合方式進入到無線電接收系統或信道，從而對有用的接收信號造成影響，使信號的質量變差、有用通信信息出現誤差、丟失、通信被阻斷的現象。無線電干擾一般分為同頻率干擾、鄰頻道干擾、帶外干擾、互調干擾和阻塞干擾等。

1. 無線電臺站頻率使用規劃

由于軌道交通中涉及無線電通信的設備較多，用途也不相同，因此需要多個不同的無線電頻率。這需要向省級無線電管理機構進行申請和審批。在建設中，避免頻率使用沖突，合理的規劃使用。由于頻率資源有限，可以根據實際地理環境和電磁環境進行頻率復用，節省無線電頻率資源。軌道交通專用無線電通信系統中常常使用的無線電頻段為150MHz對講頻段、400MHz對講頻段、800MHz集群對講頻段、1785MHz—1805MHz無線接入系統頻段等。公眾通信中則使用三大運營商的無線電頻率。在頻率規劃和分配時也要注意到避免出現互調干擾現象。互調干擾是由傳輸信道中非線性電路產生的，當兩個或多個不同頻率的信號輸入到非線性電路時，由于非線性器件的作用，會產生很多諧波和組合頻率分量，其中與所需要的信號頻率相接近的組合頻率分量會順利通過接收機而形成干擾，這種干擾稱為互調干擾。互調干擾可以在頻率分配時盡量避免。

2. 做好無線電通信系統的電磁兼容

電磁兼容性（EMC）是指各類電力和電子系統和設施在周圍電磁環境中能夠正常運行，同時不對周圍的其他電子設備系統產生超過標準或正常承受范圍的干擾電磁波的性能。因此，電磁兼容性具體來說分為兩點：第一點是指電子設備自身在正常工作運轉時對周圍電磁環境產生的干擾電磁波要在一定的限值范圍內；第二點是指電子設備自身對周圍電磁環境中存在的干擾電磁波具有抵抗和糾錯能力，即電磁敏感性。

軌道交通設施電力電子設備較多，尤其是動力系統需要電力來驅動。因此做好電磁兼容性非常重要，在建設過程中嚴格遵守相關的國家標準和行業標準，確保通信設備即不影響其它電子設備，又不被其它電子設備影響，保障所有電子設備能夠正常有序運行。

3. 定期對無線電通信系統進行測試和檢修

電子器件長時間運行會逐漸老化從而影響整體通信系統的運行，導致無線電信號發射和接收能力下降，甚至產生無線電雜散干擾信號。因此需要軌道交通的檢修人員定期對所有無線電通信設備進行測試和檢修，發現隱患，解決故障，保障系統安全運行。

4. 與無線電管理機構保持密切聯系

當城市軌道交通無線電通信系統出現通信故障時，懷疑或確認是無線電干擾因素后應及時向所在地無線電管理機構取得聯系、獲取幫助。在無線電管理機構的協助下迅速排除無線電干擾，恢復正常通信。

四、結束語

本文通過對城市軌道交通中各類無線電通信系統的分析，研究了城市軌道交通中無線電通信安全問題。對無線電通信安全影響最大的因素是無線電干擾。本文通過分析，提出一些解決建議，希望可以為軌道交通的無線電通信增加安全保障。隨著城市的不斷發展，電磁環境也越加復雜，通信手段也在不斷更新換代。如何進一步保障城市軌道交通的無線電通信安全，仍然需要不斷的探索與努力。