轨道交通信号系统无线传输应用策略

摘 要：现代城市轨道交通的建设越来越完善，各大城市相继开展大规模的轨道交通建设，提升轨道交通信号系统的运行水平的重要性不言而喻，自无线电技术广泛应用于轨道交通信号系统以后，轨道交通信号系统的组成结构发生了极大的变化，逐渐趋于无线通信列车自动控制的方向发展。本文从轨道交通信号系统中的漏缆、漏泄波导管、无线电台及交叉感应环线等部分的应用进行分析，提出了关于轨道交通信号系统无线传输应用的具体策略与方案，旨在为城市轨道交通部门的信号系统研究给出合理化建议。

关键词：城市轨道交通;信号系统;无线电台;信号传输

现代城市轨道交通中的信号传输系统基本依赖无线电数传输的方式，可以有效减少轨道旁信号线缆的铺设工作，并在日常的维修工作中降低其成本。但如何在现有的轨道交通信号系统无线传输技术中实现CBTC的功能，则需要相关技术部门做出进一步的研究。技术部门需要明确的是，CBTC系统对列车运行的依赖性非常明显，运行中的列车、轨道旁区域及控制中心之间存在着高速的双向通信传输功能，所以技术部门要建立起相对可靠且稳定性较高的车地无线信号传输系统，解决轨道交通信号系统中对无线电波的传输障碍问题，才能完善无线传输系统的功能，而轨道交通信号系统自身的组成部分比较复杂，需要技术部门在日常的系统维护中做出相应的调整，使之可以更好的为列车运行所服务。

一、轨道交通信号系统无线传输中漏缆的应用

线性无线覆盖是轨道交通信号系统的主要特点，信号要均匀的覆盖在列车行驶的路线中，而无线传输中是将漏缆和漏泄波导管作为传输介质的，所以在应用相关无线传输技术时，具有非常明显的优势，其特性决定着信号即便是在比较复杂的传输环境中，也能够形成一个完整且与轨道平行的无线覆盖网络，对运行中的列车可以实现信号传输。其中，漏缆是由内导体及相关绝缘介质组成的物质，电磁波通过设备的发射端经由同轴电缆，可以传输到另一端的设备中，轨道旁外界的电磁场可以对漏缆上的槽孔进行感应，再将相关信息传输到漏缆内部，并将信息传输至接收端的设备中。当下城市轨道交通信号系统中应用的漏缆频率多数处于450MHz-2GHz之间，可以适应当下社会中各类无线通信的体制要求。在这一方面，与传统的天线系统相比，漏缆天线系统的优势是非常明显的，比如其适用频率比较宽，信号覆盖的范围比较广，而且电磁场的强度相对稳定和均匀，漏缆衰减方面的传输参数也比较适中，对周围环境的适应力比较强，即便是在复杂的安装环境中，也可以稳定运行[1]。

二、轨道交通信号系统无线传输中漏泄波导管的应用

某城市地铁工程为实现CBTC的应用功能，采用波导管的方法来传输信号，这种材料属于一种可以传到高频电磁波的元件，其中心是空的并且内壁光洁，属于金属导管，有些波导管是内附金属，表面刻有距离相等的细微裂缝，无线电波可以从这些裂缝中向外发射电磁波，因为波导管的物理特性比较好，最大的传输距离可以达到1600米，并且电磁波的方向性分布非常均匀，即便是在隧道里或者是弯曲的通道中，其脉冲信号可以用最小的损耗传输到目标处。纵观波导管的优点，可以总结为以下几个方面，即无现场的覆盖强度较高且比较均匀，其抗干扰能力比较强而且受到的损耗比较小，传输的速率非常大、传输的距离比较长，可以使列车在AP之间的转换所需要的时间。

三、轨道交通信号系统无线传输中无线电台的应用

某城市地铁工程的线路使用CBTC功能完成信号传输，国内多数的城市地铁都采用无线电台的信号系统，这类工程的成本投资较少，因为列车运行的间隔时间比较短，所以对轨道交通运输能力的要求也比较高，为满足城市中客流的通行需求，城市轨道交通部门要建立起标准化的宽带通信系统，建设轨道旁区域、车载电台及骨干电台三个部分的功能网络。无线传播作为应用最广的一项技术，是以无线信道作为主要的传输媒介的，将无线多址信道当做技术应用的路径，在传统局域网的基础上添加了数据网络，用户可以随时速递接入宽带网络。该项技术的原理是在电磁波的作用下向行车数据，为信息的传播节省轨道设备成本投入。在轨道交通中安装设备，具有非常明显的优势，与有线网络相比，无线电台的安装比较灵活，终端设备便于移动，其可操作性较强，几乎已经成为网络中的便携式设备，其优势包括设备安装位置所受的限制比较少，受到其他因素的影响比较小，利用AP数据传播的速率非常高，可以进一步实现网络数据的冗余覆盖，在设备安装及维护工作中，所需要的成本投入较低，而且技术形式比较简单[2]。

四、轨道交通信号系统无线传输中交叉感应环线的应用

軌道交通信号系统中的交叉感应环线可以构成双向的通信系统，被广泛应用于车地设备间的通信中，该系统中包括了环形电缆及车载设备等部分的建设，环形电缆需要以钢轨为中心，采取对称的方式进行敷设，选择适宜的距离进行一次交叉。车底间传输的信号会借助数字频率合成技术直接转化为信号，在放大功率以后会传输到环线上，与列车上安装的设备之间完成无线通信，实现信号的互通。由此可见交叉感应环线的优点也非常明显，该项技术的使用经验相对成熟，工艺比较完善，而且环线等相关设备的使用寿命比较长，相关环线设备的施工成本投资比较少。纵观现代城市中的轨道交通信号系统的组成结构，应用交叉感应环线的情况比较多，有关部门对该项技术的认可程度比较高，在未来的发展中，该项技术的应用空间还会持续扩大[3]。

五、结束语

城市轨道交通信号系统的建设比较特殊，在隧道中的信号传输会受到空间条件的影响，因为隧道的直线距离比较短且弯道较多，直射波在传输过程中会因为隧道内的吸收衰减等问题，使得信号的传播衰减程度更高，所以空间自由传播的方式应当加以创新，预先在施工前进行勘察，确定设备布置的位置，考虑到周围可能存在民用的WLAN网络，所以城市轨道交通信号系统的运行可能会受到影响，与现有的车地无线传输方式相比，无线传输的方式更加多样而且优势比较明显，以此构成的CBTC列车控制系统，能够在控制前行列车及前方线路情况的基础上，提升信号的传输效率与稳定性。

参考文献：

[1]文豪.浅谈轨道交通信号系统无线传输应用[J].科技创新导报，2018，13（05）：10-11.

[2]刘俊，胡敏.轨道交通信号系统无线传输抗干扰研究[J].铁道通信信号，2018，50（10）：68-70.

[3]何冠中.城市轨道交通信号系统增强型点式的技术方案[J].铁路通信信号工程技术，2017，11（01）：81-83.

作者简介：

黄传锐（1987.08.02），男， 四川隆昌， 汉 ，本科 ，助理工程师 轨道交通（通信信号）.