浅析地铁信号系统中波导管技术的应用

冯颖++叶松

[摘 要]随着城市化建设的加快，地铁建设获得了飞速的发展，地铁在人们出行中发挥的作用越来越巨大。在地铁信号系统中通过应用波导管技术，可以彻底解决同站台换乘时，车地无线通信的干扰问题。鉴于此，本文主要对波导管技术进行了概述，其后分析了在地铁信号系统中波导管技术的应用，仅供参考。

[关键词]地铁；信号系统；波导管技术；应用

中图分类号：TM111.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）28-0193-01

引言

作为当前城市最常见的一种运输方式，地铁已经成为人们出行的首要选择。同时，在地铁发展过程中，地铁信号系统也获得了极快的发展。从当前的发展来看，地铁信号已经逐渐扩宽了其范围，改变了列车必备的细化管控系统，并应用了适合地铁信号传输的波导管。通过在地铁信号系统中应用波导管，无线通信技术获得了极快的发展，为人们的出行提供了更加有力的安全保障。

1、波导管概述

与国家高速铁路信号系统车地无线通信双向传输采用GSM-R模式不同，在地铁信号系统中，多采用定向天线、漏泄电缆和裂缝波导管模式。在上述三种模式中，裂缝波导管模式因其传输频带宽、传输损耗小、可靠性高、抗干扰能力强得到较广泛应用（尤其是在同站台换乘车站）。比如上海在2012年底開通的16号线，其信号系统中的车地无线通信的双向传输就是采取的这种方式。波导管可以分为两种，即普通波导管与裂缝波导管。波导管一般用来传输超高频电磁波，常见的波导管横截面形状包括矩形与圆形，而且波导管的内径大小由于传输的信号波长不同而有所差别。波导管在电路中呈现高通滤波器的特性：允许截止频率以上的信号通过，而截止频率以下的信号则被阻止或衰减。

2、地铁信号系统中波导管技术的应用

2.1 波导管技术特征概要

在地铁信号系统中，波导管发挥着传递超高频电磁波的作用。通过运用这种导管，极大的缩短了电磁波在传递过程中的脉冲耗损，为电磁波的顺利传递提供了保障。常见的波导管主要包括雷达形、矩形、圆形等形状。在电磁波传播过程中，波导管使其常见状态下的频带宽度得到了拓展，可以抵抗不良因素的干扰。同时，在波导管周边区段，可以布设无线接收器，以便接纳管路裂痕辐射过来的地铁信号。历经处理后，获取可用信息。波导管配有的多重无线单元，包含衔接着的接入配件、连接器及末端负载、同轴电缆及添加的双层法兰。地铁运行之中，为确保各时段的行车安全，应对这一技术进行规范。

2.2 布设波导管

普通波导管和裂缝波导管道是两种常见的波导管类型。根据不同类型的工况，波导管的连接方式不同。其中，无线天线的连接方式是一种比较常见的波导管连接技术。在列车运行智能控制系统中，地铁信号系统发挥了重要作用，其设备故障关乎列车运行的安全性。因此，在地铁信号系统中应用波导管技术，可以提高地铁运行的安全性，并为乘客提供更加优质的服务。在波导管布设过程中，应注意以下几点：第一，在应用无线天线接入设备时，允许接入的波导管数量是固定的，即4根，而且长度一般在500m左右，从而有效保证设备的传输效率；第二，在单线单隧道中，可以根据工程实际需求，适当增加波导管的长度，到达610m时，应对其进行检验，避免由于长度过长影响数据传输的质量；第三，对于双线双轨道，应结合实际需求进行连接，灵活选择波导管的样式，并将其数量控制在一段或者是三段，这样既可以节约成本，又可以保证数据传输的质量。

2.3 安装波导管

在地铁工程中，根据使用场地的实际情况，合理选择波导管，在合适的位置安装，可以安装在隧道上，也可以安装在地面上，无论怎样，都要做好防水工作，避免水侵蚀对设备带来的破坏。此外，对于一些波导管出现了漏缝，安装时，要保持和列车距离不变。通常情况下，为了保证数据传输的质量，应将裂出的无线天线与漏缝波导管隔开一定距离，使其保持在30-40cm。

2.4 调试设备

2.4.1 测试传输

测试传输的开展是为了对波导管的衰减量进行检验。首先，技术人员应根据已接入的频率以及强度连续信号，给波导管末端装配合适的测量仪器，并对信号进行验收与检验。同时，还应对信号进行传输测试，保障测试的完整性和全面性，将所有波段管区覆盖，测试信号强度减去接入信号强度得到波导管的衰减量，进而让其符合设计需求。

2.4.2 测试回声

波导管在铺设完成之后，内部可能会存在异物，进而对信号的传输质量与效率产生影响，因此，可以采取回声测试的方式检查波导管内部的异物。测试方式是：在设置了微波测试器的情况下，通过波导管传输一段已知详细数据的信号，在信号折返后，对信号的缺失情况进行测量，通过定位仪确定缺失位置即异物位置，然后进行异物排除工作，保证信号传输质量。

2.5 分析系统耗损

2.5.1 管段衔接损耗

管件配置相应的衔接配件，同时衔接同轴电缆。若是波导管内部没有出现损耗的部分，一般情况下表示为310Db。裂隙管衰减多出部分按照每米0.1dB计算。使用波导管配件，以减少管道内部的缝隙，如果配置相应的波导管，要考虑设备采购的总衰减。如果通过衔接依然没有配件的管件，开始于特定的TGC，结束于EL。在这种情况下，需要测量波导管产生的损耗，超出的部分按照每米0.11dB计算。若是在原有的隧道顶端进行管段布设，为了保证管路的更好悬挂，应使用特定的膨胀螺钉。此外，由于隧道顶管与原有的地铁道面的高度差不同，对于这种情况，就应选择合适的架设支架程度，保证轨道平面布置的质量。

2.5.2 同轴线缆损耗

配置某一波导管，为确保各时段的信号传递，波导管固有的末尾信号应能满足设定出来的系统的规格强度，通常设定成20dB。管路末端特有的功率测定，包含细化的多重无线单元、各类组件表征出来的损耗数值。同轴电缆具有灵活性的特征，并且衔接着管路的区段、TRE部分。一般而言，同轴线缆测量获得的损耗通常被设定为每米0.12dB，为了降低铁路信号总体的衰损，应适当降低配套框架内的线缆长度。初始布设的波导管，应能考量最差状态，拟定15米这一长度。

结束语

综上所述，从目前的发展情况来看，随着地铁信号系统的逐渐扩展，列车必备的细化管控系统必将成为主流趋势。因此，在地铁信号系统中应用波导管时，应选择合适的波导管，提高其信息的传输效率，进而提升无线框架的真实效果，为行车安全提供有效保障。在地铁信号系统中，波导管的布设、安装、调试以及损耗分析是保证其有效应用的重点，做好这几点，对于提高信号传输的质量具有重要意义。

参考文献

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[2] 李雪枝.地铁信号系统中波导管技术的应用研究[J].通讯世界，2016，07：89-90.

[3] 柏承江.基于地铁信号系统中波导管技术的应用[J].西部皮革，2016，14：25.

作者简介

冯颖，女，1980年7月，北京，毕业于中国科学院研究生院，硕士学位，工程师，研究方向：ERP物资编码系统，地铁基础网络建设。endprint