城市轨道交通车地无线场强数据分析

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数据通信系统(以下简称DCS)是实现CBTC列车控制与运行的关键子系统之一，它为位于控制中心、停车场、车辆段、车站、正线轨旁与车载信号子系统设备之间提供双向、可靠、安全的数据信息传输和交换，其性能指标满足列车自动控制系统的要求。

1 车地无线网络

信号系统车地通信传输系统工作在2.4GHz(2.4G-2.4835GHz)开放频段；采用冗余双网设计，双网分别对应有线网络的冗余ATC网(列车自动控制网)，轨旁无线单元与车载无线单元配置均为冗余设计。

车-地无线网络设备包括轨旁接入点、定向天线、波导管、车载无线单元、车载天线以及各种射频电缆，所有无线设备均使用工业化、模块化产品。

车-地无线网络覆盖的线路区域，包括：正线区间线路、车站正线、折返线、停车线、联络线、车辆段内试车线等。

2 场强数据分析

2.1 场强数据分析重要性 车-地无线通信是实现CBTC列车运行控制的关键，它为轨旁与车载VOBC之间提供透明、双向、可靠、安全的数据信息传输和交换。

当轨旁无线覆盖出现薄弱区域时，一旦信号强度超出限值，则CBTC列车经过该区域时将产生紧制并降级运行，严重影响行车效率和乘客乘坐舒适度。

波导管AP将红蓝双网信号合路到一根波导管内传输，信号覆盖富余量较小(富裕量5-10db)，场强稍有波动即可能影响列车运行，导致列车产生紧制。

所以定期对车地无线场强进行录制分析，发现异常及时预防处理尤为重要。

2.2 场强数据结构 场强数据是由无线局域网测试软件生成的数据。

场强数据是由当前时间、车载无线单元(WGB)名字、WGB的IP、当前应用的SSID、WGB接收到AP的场强及信噪比、关联接入点(AP)名、关联AP的IP、AP场强及信噪比、当前速率、WGB与当前AP关联的时长；其中场强与信噪比是描述无线信号质量的参数。

2.3 场强数据分析要点

(1)WGB与AP的场强，如果场强低于-70dBm(波导管区域低于-85dBm)，或者信噪比低于20dB，则说明该AP场强覆盖差。

(2)场强出现-108dBm及0dB的情况，则关联出现中断。

(3)检查WGB与AP关联是否存在来回切换现象，出现则说明该区域场强存在波动。

(4)场强是否存在断崖式减弱。

3 编译场强数据分析专用软件

3.1 必要性 场强是衡量无线通信状态的依据，场强数据格式为TXT，仅能使用文本软件notepad或Excel表格进行机械式分析，单次分析耗时一天，效率低且不易发现问题所在。

利用新编译的软件对场强数据场强值进行提取并图像化显示，及时高效发现场强覆盖薄弱环节。

3.2 可行性 场强数据为TXT文件，易编辑，编译程序提取场强数值进行统计显示。

3.3 功能

正确读取场强数据；

正确识别数据中的AP名，上下行链路场强值；

采取图像化显示，易于分析，提高效率；

可设置阈值，超阈值数据特殊颜色显示并发出告警声；人工选择暂停、继续分析数据；

自由选择是否同时查看上下行链路场强值；

自主选择查看单个AP场强值。

3.4 使用方法

报警阈值：当连续三个场强值低于80，则发出报警声，对于场强值红色字体显示；

当连续出现4个以上低于80的场强值，需连续按压“继续“按钮读取数据；

读取速度：读取场强值的时间间隔，默认为100ms；

读取场强值过程中，若要暂停读取，可按压“暂停”按钮；

场强显示图不能自动前移，需手动拖动滚动条查阅，便于详细观看数据；

数据读取完毕后，自动停止；

数据读取完毕后，点击软件右边AP名列表框对应AP名称，场强图可显示该AP的场强值；

若需同时查看上行数据，需在软件界面勾选“上行数据”选择框后再打开数据，上行数据超阈值无报警声，数据全部为黄色点显示；

如果数据量大于3200个，数据每读一页会自动暂停，并保存该页数据图片，需点击“继续”按钮继续查看数据。

4 给我国城市轨道运营车地无线保养维护的启示

城市轨道交通日趋成为城市公共交通的骨干，在城市公共交通运输中发挥主导作用，速度快、高效率、安全性高等都是城市轨交通运营的特点。

在运地铁线路大多为基于WLAN通信的列车控制系统，无线通信是实现CBTC列车控制与运行的关键子系统之一，它为轨旁设备与车载设备信息交互提供通道，因此无线设备及其通信质量在日常维护保养中极为重要，不可忽视，而车地无线场强是通信质量的重要参数；通过对数据通信系统以及车地无线通信进行简单阐述，同时对自主编译的场强数据分析专用软件开发、使用进行介绍，旨在对城市轨交交通运营维护提供一些借鉴。

(1)重视车地无线设备的维护、保养。CBTC系统中的车地通信系统将车载和地面控制设备联系在一起，保障列车高效、安全运行，为此加强车地无线设备的维修，保障电客车正常载客运营尤为重要。

(2)重视车地无线通信质量检测。车地无线场强是通信质量的重要参数，定期组织场强数据录取、分析，可最大程度排除故障隐患，降低系统故障率，提高数据分析效率，快速定位故障点，提升运营效率及服务质量将成为城市轨道交通运营维修中不可忽视的一环。