地鐵通信無線漏纜維護保養(yǎng)建議

高亮

摘要：本文從地鐵無線系統(tǒng)漏纜常見問題分析入手，闡述當前漏纜設備維護保養(yǎng)中可能忽視的環(huán)節(jié)，從而引出新的問題處理方案，明確新思路、方案引入無線漏纜常規(guī)維護保養(yǎng)中的必要性。作為信號的媒介，根據(jù)不同區(qū)域的信號覆蓋難度及要求，需要對不同信號媒介進行選擇，從而滿足用戶的實際使用需求，確保無信號盲區(qū)及信號干擾問題?；谠O備穩(wěn)定性要求，在地鐵區(qū)間內(nèi)信號覆蓋，絕大多數(shù)選擇無線直放站加漏泄同軸電纜方式達成信號無死角覆蓋要求，而區(qū)間內(nèi)相應規(guī)格型號漏纜的固定效果，主要依靠漏纜卡具完成，可以說漏纜卡具種類及現(xiàn)場安裝方式的選擇，其性能的優(yōu)劣對區(qū)間無線信號覆蓋、行車安全有著很大的影響。

關鍵詞：輻射型漏泄同軸電纜，卡具的“三力”，鎖緊螺母

0引言

隨著我國軌道交通行業(yè)的迅猛發(fā)展，以及5G移動通信技術的成熟運用，作為城市軌道交通無線通信傳統(tǒng)媒介之一的漏泄同軸電纜，也得到了非常廣泛的運用。區(qū)別于無線鐵塔、室內(nèi)天線，安裝在軌行區(qū)內(nèi)的無線漏泄同軸電纜，隨著地鐵運行時速的顯著提升，受到列車在高速狀態(tài)下產(chǎn)生的活塞效應影響，同時沖擊載荷、風振、現(xiàn)場環(huán)境及極端惡劣氣候對設備的穩(wěn)定性也提出了嚴格要求，現(xiàn)場安裝的漏纜卡具結構、材料、性能必須與使用漏纜保證契合，不松動、不脫落，確保高速行駛下的列車無線信號覆蓋的穩(wěn)定、連續(xù)。

1 系統(tǒng)架構

1.1總體架構

地鐵由地下高架車站區(qū)塊、龐大的基地庫區(qū)、長大的地下區(qū)間通道、復雜高架過渡段區(qū)域，林立的控制中心大樓等模塊組成，各式各樣的環(huán)境對于無線信號覆蓋的要求顯得尤其嚴苛，而針對不同覆蓋類型，只有采用不同的設計方案，結合多種類的無線設備，才能保持信號完整覆蓋，確保行車調度的持續(xù)暢通。

1.2車站信號覆蓋

車站覆蓋設計要結合設備配置特點，以現(xiàn)有設備最大限度完成站廳覆蓋的目標，首先考慮將室內(nèi)低廓天線分別放置在接近車站出入口的位置，在完成站廳信號覆蓋的前提下，盡可能多的向出入通道內(nèi)輻射信號。對于設備室的無線信號覆蓋，一方面利用站廳低廓天線輻射的信號，另一方面利用經(jīng)過設備室附近的（一般在設備室下層或設備室一側）漏泄電纜輻射的信號。而站臺利用站臺側漏泄同軸電纜輻射的信號。（如圖1）

1.3室外基地信號覆蓋

基地一般較為廣闊空曠，樓宇眾多但不密集。一般采用室外樓頂全向天線分集接收，遠端庫內(nèi)設置光纖直放站，樓宇間使用無線室內(nèi)天線以保證整個車輛段范圍內(nèi)的信號覆蓋質量。（如圖2）

1.4區(qū)間信號覆蓋

區(qū)間使用無線漏泄同軸電纜，較長區(qū)間架設無線直放站（遠端機）并通過無線漏泄同軸電纜方式覆蓋。（如圖3）

可以看出漏泄同軸電纜主要使用在站臺及整個地下、高架區(qū)間，該設備的運行狀態(tài)的好壞對區(qū)間無線通信的質量有著很大的影響。

2 漏纜設備使用及維護

2.1漏纜介紹

漏泄同軸電纜是一種特殊的同軸電纜，其外導體上開有周期性槽孔，其具有普通RF電纜和天線的雙重功能。其具有使用頻段寬、可同時兼顧多個系統(tǒng)接入、傳輸距離遠、空間覆蓋距離遠、信號輻射均勻、系統(tǒng)駐波小、互調低、安裝方便、連接可靠、耐環(huán)境性能強、使用壽命長、性價比高等特點。漏泄同軸電纜覆蓋已成為帶狀分布區(qū)域無線覆蓋系統(tǒng)的主流覆蓋方式。

漏泄同軸電纜按輻射模式可分為耦合型漏泄同軸電纜和輻射型漏泄同軸電纜。

a、耦合型漏纜是在普通RF電纜外導體上進行銑槽、開孔，其槽孔間距遠小于工作波長。電磁波通過小孔衍射，激發(fā)電纜外導體外部電磁場，因而外導體的外表有電流，于是存在電磁輻射。電磁能量以同心圓的方式擴散，以達到發(fā)射和接收信號的作用。

b、輻射型漏纜是經(jīng)過沖孔薄銅帶縱包護套而成，其根據(jù)特定的使用頻率進行設計，根據(jù)特定頻率的波長計算出合理的開槽長度、角度、節(jié)距等信息，并使得特定頻率的信號通過槽孔進行輻射，產(chǎn)生同相迭加，以達到發(fā)射和接收信號的作用。

c、耦合型漏泄是漏纜外導體上的表面波的二次效應，而輻射型漏泄是由外導體上的槽孔直接輻射產(chǎn)生。耦合型電纜適合于寬頻譜傳輸，漏泄的電磁能量無方向性，并隨距離的增加迅速減小。輻射型漏纜與工作頻率密切相關，漏泄的電磁能量有方向性，相同的漏泄能量可在輻射方向上相對集中，并且不會隨距離的增加而迅速減?。▽μ囟l率和指定方向，耦合損耗比較?。?。因此，根據(jù)不同的應用場合可選擇不同類型的漏泄電纜，一般專用通信無線分配有固定的頻段，所以較多選擇輻射型漏泄同軸電纜作為地鐵無線信號傳遞載具。

2.2卡具介紹

漏纜卡具是固定無線漏纜的直接工具，目前漏纜固定方式常見的主要有鋼絞線卡具吊裝、支架卡具托舉、支架卡具抓握式（如圖6）。

卡具根據(jù)種類又分為普通型及防火型兩種，按一定比例、間隔安裝（9：1）而高架區(qū)間與地下區(qū)間內(nèi)使用的卡具也不相同。（如圖7）

卡具的主要參數(shù)要求為“三力”，即軸向拔出力、抗拉承載力、抗剪承載力，根據(jù)行業(yè)標準可知，“三力”中要求最高的為抗拉承載力。

2.3漏纜保養(yǎng)

為了確保區(qū)間無線信號的正常覆蓋，保證行車調度的正常暢通，線路班組每半年需要對區(qū)間饋線、防雷、卡具狀態(tài)進行檢查，對松動、進水、老化線纜進行更換，對松動、脫落的漏纜卡具進行固定，最后使用專業(yè)儀表對區(qū)間無線信號拉網(wǎng)測試，并與往期數(shù)據(jù)進行對比參照，確保測量數(shù)值符合標準。

2.4漏纜故障

建設階段由于野蠻施工導致的漏纜破損，跳線接頭、堵頭（防水膠帶）不緊密牢固導致的漏纜進水，漏纜卡具不牢靠導致的大面積漏纜松脫，對無線漏纜信號覆蓋有很大的影響，造成區(qū)間信號驟減、不穩(wěn)定，嚴重時會危及行車安全。

3案例分析

3.1故障現(xiàn)象

2018年12月，班組巡檢發(fā)現(xiàn)高架區(qū)間漏纜卡具存在脫落情況，請點對區(qū)域內(nèi)漏纜卡具進行檢查，并對松動卡具的進行緊固;但隨著時間推移，漏纜卡具脫落數(shù)量較多，問題未能徹底整改。（如圖9）

3.2故障影響

問題區(qū)間1.8公里高架區(qū)域最高，上下行卡具松動、脫落數(shù)量達到334個，占比約9.6%，區(qū)域通話質量有小幅下降，同時脫落的漏纜存在入侵軌行區(qū)風險。

3.3處理經(jīng)過

通過對比發(fā)現(xiàn)漏纜卡具松動、脫落現(xiàn)象主要集中在高架區(qū)間H型鋼立柱區(qū)域，高架過渡段、聲屏障區(qū)域，地下區(qū)間漏纜卡具只有極個別存在問題?，F(xiàn)場防火卡具固定效果較好，未出現(xiàn)相關問題，主要的故障集中在普通卡具的松動、脫落上，現(xiàn)場松動的普通卡具仍可以手動恢復使用，未出現(xiàn)斷裂或破損的情況。另外其他區(qū)域雖未出現(xiàn)大量卡具松動、脫落現(xiàn)象，但排查發(fā)現(xiàn)卡具后端螺絲、螺桿很多存在松動、缺失現(xiàn)象，需要及時整改處理。

高架區(qū)間H型鋼立柱處安裝設計圖如下：

3.4原因分析

漏纜卡頭與“C型支架”連接位置采取雙螺母并死的方案進行防松，但現(xiàn)場仍然出現(xiàn)松動，原因可能是安裝之前未完全擰緊，雙螺母加彈墊的防松脫效果失效，在列車行進過程中產(chǎn)生的震動，使螺母發(fā)生松動，進而導致卡具及漏纜松脫。

當卡頭與C型支架之間出現(xiàn)松動，列車經(jīng)過時形成的風振，會帶動漏纜瞬時振幅較大，導致漏纜從松動的卡頭中脫扣。

以下為對比螺母擰緊與松動時抗剪力測試（如圖12）

同時該漏纜卡具在本項目中采用水平安裝，受漏纜重力影響，主要受抗剪承載力，而抗剪力本身并不是該類型漏纜卡具“三力”中最具防護性抗性力。

4維保優(yōu)化

4.1鎖緊螺母

由于漏纜卡具與固定鋼結構間螺母松動，會導致卡具“三力”性能的大幅度下降，在活塞風、風振等的影響下會加劇漏纜的松動、脫落，需要在原有的雙螺母基礎上增加鎖緊螺母用于固定（如圖13）：

4.2 卡具優(yōu)化

考慮到該項目應用環(huán)境的特殊性，為確保設備可靠性，可以使用新型雙爪卡具或者在原有比例基礎上增加防火卡具。（由原先的10米內(nèi)9個普通卡具1個防火卡具，按現(xiàn)場實際情況調整為10米內(nèi)9個普通卡具配2-4個防火卡具）。（如圖14）

4.3設計優(yōu)化

由一般卡具設計“三力”中，抗拉力屬于最高承載力，而該項目中漏纜卡具使用水平安裝方式，受漏纜重力影響，主要受抗剪承載力，而抗剪力本身并不是該類型漏纜卡具“三力”中最具防護性抗性力，即設計初就應該將卡具使用垂直方向，確保主要受抗拉承載力影響，增強容錯率。

5 結束語

無線系統(tǒng)作為調度與列車司機間溝通的橋梁，對行車安全有著舉足輕重的影響，是通信專業(yè)中及其重要的組成部分。區(qū)間漏纜又是確保區(qū)間無線信號覆蓋的主要設備媒介，因此保證漏纜的正常使用，是非常重要的。只有從主觀上足夠重視，并創(chuàng)造良好的客觀運行環(huán)境，做到管理專業(yè)化、維護專業(yè)，才能確保軌道交通通信系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運行，確保專網(wǎng)通信的可靠暢通，服務于軌道交通運輸安全生產(chǎn)。

參考文獻

[1]周虹君，殷復蓮，陳怡婷，周嘉琪，伊成昱.Spark框架下的受眾分群及矩陣分解的推薦算法研究[J].互聯(lián)網(wǎng)+健康，2016，20（2）：139-141.

[2]張曉陽.基于受眾收視行為分析的電視節(jié)目編排策略芻探[J].企業(yè)家天地，2011，3（1）：187-188.

[3]高肖俊，丁云強.基于用戶收視興趣模型的廣電客戶分群及精確化營銷系統(tǒng)建設[J].視聽界，2016，3（2）：1-3.

[4]夏歡.基于組合策略的IPTV節(jié)目推薦[D]：[碩士學位論文].昆明：云南大學，2016.

[5]沈建軍.面向互動電視的影視節(jié)目推進系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]：[碩士學位論文].杭州：復旦大學，2012.

作者簡介：喻璽;男;1987年10月生;南京地鐵運營有限責任公司?蘇省南京市南京地鐵運營有限公司通號分公司通信技術管理?通信技術管理、工程師