地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施

敬娜

摘要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，綜合國(guó)力的提升推動(dòng)了我國(guó)交通工程建設(shè)的力度，地鐵的建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大，其承擔(dān)了人們出行的部分需求。分解了交通出行壓力。地鐵建設(shè)質(zhì)量也逐漸被人們所重視，其中，抗干擾作為無(wú)線通信領(lǐng)域的重要研究方向，近年來(lái)受到了越來(lái)越多的關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)已有45個(gè)城市開(kāi)通軌道交通運(yùn)營(yíng)線路，運(yùn)營(yíng)里程達(dá)7900多公里，城市軌道交通出行已經(jīng)成為一種必然趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)城市軌道交通建設(shè)自2010年便進(jìn)入建設(shè)高峰期，若信號(hào)系統(tǒng)的使用壽命按照15～20年考慮，未來(lái)幾年內(nèi)國(guó)內(nèi)城市軌道交通將進(jìn)入既有線路信號(hào)系統(tǒng)改造高峰期。本文主要對(duì)地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施做論述，詳情如下。

關(guān)鍵詞：地鐵信號(hào)系統(tǒng);無(wú)線通訊傳輸;抗干擾措施

引言

在通信技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代背景下，無(wú)線通信技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了全面普及，為了使信息傳遞能更加安全穩(wěn)定，要結(jié)合通信抗干擾技術(shù)方案強(qiáng)化其抗干擾能力，從而保證信息傳遞的規(guī)范效果。

1地鐵無(wú)線通信傳輸干擾源

地鐵運(yùn)營(yíng)期間會(huì)使用通信系統(tǒng)完成車輛信號(hào)傳遞工作，而地鐵車輛信號(hào)傳輸是否及時(shí)將會(huì)直接影響到地鐵運(yùn)行的可靠性、安全性。地鐵一般會(huì)在信號(hào)傳輸方面選擇無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完成地鐵車輛信號(hào)傳輸工作，在完成信號(hào)傳輸任務(wù)同時(shí)，可以通過(guò)光纜節(jié)省工程總成本。運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)選擇無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳輸信號(hào)存在一定的威脅，技術(shù)人員應(yīng)該增加對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的了解程度，還需要掌握信號(hào)抗干擾技術(shù)要點(diǎn)。在工作中通過(guò)信號(hào)抗干擾技術(shù)的合理應(yīng)用，從而使整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分別具備完整性與穩(wěn)定性。為完成車輛信號(hào)傳輸工作，在地鐵區(qū)域設(shè)置無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，借助其具備的開(kāi)放性，實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸任務(wù)。但是在傳輸中應(yīng)該圍繞網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放性特征，需要給出完善的管控方案，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸中通過(guò)針對(duì)性舉措，構(gòu)建完整的運(yùn)行環(huán)境，良好的解決信號(hào)傳輸信號(hào)階段出現(xiàn)的傳輸速率慢與丟包等問(wèn)題。

2地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施

2.1信號(hào)系統(tǒng)改造

地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施之一是信號(hào)系統(tǒng)改造。（1）實(shí)現(xiàn)全線貫通運(yùn)營(yíng)。形成顯示界面統(tǒng)一、駕駛模式相同、操作管理流程一致的信號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)行車指揮自動(dòng)化。（2）滿足客運(yùn)行車需求。通過(guò)改造提高信號(hào)系統(tǒng)整體的安全、功能和運(yùn)營(yíng)水平，滿足當(dāng)前客流和行車組織需求。（3）符合技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)符合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在保證性能穩(wěn)定可靠的前提下，盡可能地采用先進(jìn)的技術(shù)。（4）滿足安全需求。改造工程應(yīng)滿足與既有線路不停運(yùn)無(wú)縫銜接的要求，應(yīng)在不降低運(yùn)輸能力和安全等級(jí)的條件下進(jìn)行。（5）提升系統(tǒng)運(yùn)行能力。滿足行車間隔109s（33對(duì)/h）運(yùn)營(yíng)能力要求，區(qū)間行車設(shè)計(jì)間隔滿足90s要求。

2.2基于Modbus? TCP協(xié)議的地鐵虛擬操縱臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施之二是基于Modbus? TCP協(xié)議的地鐵虛擬操縱臺(tái)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展大大提高了地鐵系統(tǒng)的智能化程度，目前地鐵司機(jī)操縱臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存在指示燈和機(jī)械按鈕較為繁多且分散，司機(jī)顯示單元（DDU）提供的信息不夠形象直觀，傳統(tǒng)機(jī)械式儀表誤差較大等問(wèn)題，增加了司機(jī)高效、準(zhǔn)確、全方位地完成駕駛作業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，不利于列車安全運(yùn)行。Modbus? TCP是基于TCP/IP協(xié)議的工控應(yīng)用協(xié)議，通訊采用主/從方式，該協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)控制器和設(shè)備之間的通信，易于集成不同設(shè)備，具有良好的網(wǎng)絡(luò)傳輸能力。有效提升地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_性。

2.3抗跟蹤干擾技術(shù)的應(yīng)用

地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施之三是抗跟蹤干擾技術(shù)的應(yīng)用。傳統(tǒng)對(duì)抗跟蹤干擾體系中主要應(yīng)用的是慢跳頻技術(shù)或者是中速跳頻技術(shù)，對(duì)于躲避固定干擾有較好的作用，但是，在技術(shù)不斷發(fā)展以及檢測(cè)能力水平全面進(jìn)步的時(shí)代背景下，DSP芯片的對(duì)應(yīng)FFT速度能實(shí)現(xiàn)1ms以下，傳統(tǒng)的技術(shù)方案在跟蹤干擾攻擊方面優(yōu)勢(shì)不再明顯。基于此，無(wú)線通信干擾技術(shù)被廣泛應(yīng)用在抗跟蹤干擾過(guò)程中，主要是應(yīng)用快速跳頻技術(shù)，能提升每個(gè)基礎(chǔ)頻點(diǎn)停留時(shí)間。例如，干擾機(jī)若是距離超出10km，對(duì)其跳頻速率進(jìn)行調(diào)控即可，滿足15KHz即可，就能滿足跟蹤干擾和轉(zhuǎn)發(fā)干擾消除的需求，打造更加合理的信息交互空間。

2.4自適應(yīng)通信技術(shù)對(duì)抗

地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施之四是自適應(yīng)通信技術(shù)對(duì)抗。自適應(yīng)通信技術(shù)主要包含自適應(yīng)頻率控制和自適應(yīng)功率控制兩個(gè)方面。自適應(yīng)頻率控制就是短波通信系統(tǒng)利用實(shí)時(shí)信道探測(cè)、評(píng)估等技術(shù)，依據(jù)所接收到的頻率質(zhì)量及噪聲或干擾的大小，選擇出最佳的工作頻率作為通信頻率，并結(jié)合所選頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)的有效控制，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)快速通信建鏈的效果，實(shí)現(xiàn)選用頻率最佳化。自適應(yīng)功率控制技術(shù)主要是根據(jù)干擾信號(hào)電平大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)通信系統(tǒng)輸出功率的有效調(diào)節(jié)。如果干擾信號(hào)比較強(qiáng)時(shí)，可以借助自適應(yīng)技術(shù)來(lái)提高通信發(fā)射機(jī)的輸出功率;如果干擾信號(hào)比較弱時(shí)，則可以適當(dāng)降低通信發(fā)射機(jī)輸出功率，以確保通信系統(tǒng)始終維持一定的信干比，進(jìn)而達(dá)到抑制干擾信號(hào)的效果。

2.5網(wǎng)絡(luò)編碼抗干擾管理技術(shù)

地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通訊傳輸?shù)目垢蓴_措施之五是網(wǎng)絡(luò)編碼抗干擾管理技術(shù)。5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在使用超密集組網(wǎng)后，對(duì)干擾管理的時(shí)效性、干擾清除的徹底性等提出了更高要求。構(gòu)建一種智能干擾管理體系，目的在于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信狀況，確保出現(xiàn)干擾因素后能夠做到第一時(shí)間識(shí)別、處理，讓整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)始終保持高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行。其抗干擾原理是：在信息發(fā)送端與接收端之間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)置若干個(gè)發(fā)送/接收節(jié)點(diǎn)。這些中間節(jié)點(diǎn)包含了抗干擾編碼，可以對(duì)每一條經(jīng)過(guò)中間節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行識(shí)別、篩查，從而準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)因?yàn)樵趥鬏斶^(guò)程中受到噪聲干擾而產(chǎn)生的錯(cuò)碼，并對(duì)其進(jìn)行糾正。這樣一來(lái)，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男盘?hào)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)中間節(jié)點(diǎn)，就進(jìn)行一次錯(cuò)碼糾正，從而確保接收端的信號(hào)不受干擾影響，保證了信號(hào)質(zhì)量。在網(wǎng)絡(luò)編碼中，根據(jù)編碼方法的不同，又可以分為奇偶校驗(yàn)法、循環(huán)冗余校驗(yàn)法等若干種形式。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，在地鐵信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通信抗干擾技術(shù)的研究中，要對(duì)技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)應(yīng)用流程予以關(guān)注，明確其基本原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合技術(shù)特點(diǎn)，在不同環(huán)境中選取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)應(yīng)用方案，從而提升干擾因素的處理控制效果，為無(wú)線通信抗干擾體系的全面發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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