地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施

左旭涛

（青岛地铁集团有限公司，山东青岛 266101）

0 引言

地铁运营时会应用无线通信技术。该技术在信息信号传播方面具备较强的经济性及拓展性，可以实现地铁信号传输效果的提升。当前很多电车启动时，所产生的瞬时压力、设备设施的阻挡等因素均会对地铁信号系统的正常运行产生影响，从而威胁地铁的安全运行。一般情况下，无线通信技术系统根据应用范围可分为公网无线通信和专用无线通信两种，前者的主体为公共移动信号，后者则在轨道交通中广泛应用。当地铁信号系统处于运行状态下，相关工作人员应该清晰地了解地铁信号系统受何种干扰因素影响，并从系统的可靠性、稳定性、地铁运行安全等层面出发，针对各类干扰因素制定有效的抗干扰措施，保证地铁安全运行。

1 地铁通讯系统信号传输的干扰源分析

地铁在运营时，一般通过通信系统传递车辆信号，地铁信号传输的及时性关系到地铁运行整体的安全性。地铁信号传输通常会选择无线网络，当前地铁常用的无线组网主要包括裂缝波导、WLAN 以及漏泄电缆三种。三种无线组网的对比结果见表1。

从表1中可以了解到，三种无线组网各有优势及不足。虽然WLAN 及漏泄电缆在抗干扰性方面比较强，但在传输地铁信号时，仍会受到一些干扰源的干扰，若要保证地铁运行的安全性和稳定性，必须对这些干扰源进行分析。

表1 地铁常用的三种无线组网对比

从地铁信号传输时间方面对无线信号的开放性特征进行研究，此特性导致信息出现安全性问题。所以在应用无线网络时，应该开展针对网络恶性攻击的相关防御工作。随着科技的不断发展，需要对无线网络技术的应用及发展现状进行全面掌握，同时也要关注相关技术的应用与发展状况，应用无线网络时，一定要避免无线信号接收及传输出现问题。在传输局域网信号时，要及时发现网络恶性攻击，从而避免信号传输受到影响。一旦出现网络攻击时，地铁车辆将会无法精准控制，导致地铁运营出现损失。所以工作人员必须全面分析干扰因素，锁定干扰源。除了受网络恶性攻击的干扰影响之外，地铁信号传输还会受障碍物、电子设备信号、多普勒效应等多方面因素影响，具体干扰源的控制应该结合实际情况而定。

2 地铁无线通讯系统的具体要求

地铁无线通信系统结构是在通信技术持续发展中不断完善的，目前正逐渐形成网络化的发展趋势，在发展中通常是以CBTC 信号构建地铁信号通道。CBTC 系统的结构图如图1所示。

图1 地铁CBTC 系统结构图

CBTC 系统在通信领域的关注度一直比较高，且技术独立性比较好。在地面信息与车辆运行信息之中，需要将平衡动态点予以有效构建，并实现技术框架的整体优化。通过CBTC 系统实施独立项目，对地铁信号通信系统进行研究，并完成系统结构优化，还需要关注各类功放设备。在研究各类装置时，需要对系统之中的信息处理器运行状态进行全面关注。当基础性元件常规运行实现控制之后，便需要构建动态管理框架，从而保证服务器能够有效地应用于地铁无线通信系统之中，使系统获得更加稳定、有效的运行效果。除此之外，还需要依据相关标准对地铁网络类别进行划分，必须明确地铁网络结构构成情况。地铁车辆的头尾部都能够按照地铁信号传输的实际需求对光缆结构进行增设，对于光缆结构的选型则可以依照地铁车辆的信号传输要求以及所在区域开展，但需要保证所选光缆结构必须同信息冗余之间完成对接。

例如，地铁车辆通常会采用有线设备对无线AP、周边环境以及服务器进行整合。自由波是传输介质的一种，受其支持可实现地铁车辆与地面之间的信号传递。当前，我国在开展轨道交通信息化建设工作中，要求无线通信系统在应用时，一定要明确沿线地区存在的通信干扰因素，并采取有效措施对这些因素进行处理，从而降低对无线通信系统造成的干扰影响，确保系统能够按照实际工作需求传递地铁信号。通过合理调配，减轻外部因素对通信系统造成的干扰影响。同时，为了确保无线通信系统能够支撑地铁车辆的安全有效运行，还要保证地面调度中心能够同地铁车辆之间形成双向信息传输，使该系统能够以无线列控的形式来实现信息传递。该系统在地铁车辆中应用时，还要确保信号越区系统能够及时切换。系统还需要达到故障安全要求，即在地铁运行时，即便系统发生故障，也能够保证地铁车辆运行的安全性和稳定性。此外，地铁通信非常需要无线通信系统的支持，所以在地铁通信之中，应该明确无线通信系统的实际应用情况，确保该系统能够有效地适用于综合通信平台，并满足地铁各部门的实际需求，使该系统具备一定的独立性，从而便于地铁调度的安全性、快捷性。

3 地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰技术措施

目前，针对地铁信号传输采用的主流抗干扰技术措施包括PIS 技术、无线网络结构优化技术以及站台换乘信号传输抗干扰技术三种。

3.1 地铁PIS 技术

对地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰技术进行研究，需要对各种技术的结构框架进行分析，全面掌握地铁信号传输的机制，还要掌握运行结构的整体状况，从而有效构建系统信号传输机制。目前，地铁信号系统无线通讯传输采用的PIS 抗干扰技术便是在我国科学技术发展的基础上产生的，该技术的抗干扰效果良好。PIS 技术在实际应用之中通常包含信号补空以及隔离技术参数两个方面。其中，隔离技术参数处于信号传输阶段，能够在PIS 技术结构下提升该技术结构与参数框架组件之间的合理性。PIS 技术应用时会将输出频率分离，从而在预防干扰源方面可发挥有效作用，能够将干扰源信号减弱，从而使信号传输顺利进行，从而达到技术运行目标。而信号补空也处于信号传输阶段，可通过这种方式对一些不良信号进行处置和隔离，所以信号补空主要是为了对不良信号的干扰进行处置，但需要保证工作的对象为PIS 系统。在应用抗干扰技术时，技术参数必须具备一定针对性，应于信号抗干扰项目处于运行状态下采取这种处理方法。工作人员在地铁通信系统运行时，必须全面了解厂商提供的PIS 参数，结合PIS 系统参数构建处理库，从而对数据信息进行完全掌控。在开展针对性控制过程中，还要确保运行的参数框架能够对信号传输的实际需求予以满足，工作人员应用PIS 技术开展信号传输时，还需要使PIS 系统与地铁信号系统两者的频率控制在2.4～5.8Hz 范围内，从而提升信号传输时的抗干扰效果。PIS 系统拓扑图如图2所示。

图2 地铁PIS 系统拓扑图

3.2 无线网络结构优化技术

若要对无线AP 的防范措施进行分析，并将其防范内容清晰明了，需要展开适当性调控操作，使管控结构的整体管理效果得到优化。在这一过程中，可将整体运行的参数进行调节，使之达到合理范围，从而使运行参数更加合理、稳定，进而保证管理参数和系统均能够满足实际地铁信号传输的需求。所以，应该从实际需求着手，为了实现监控框架的优化以及整个无线网络结构得到有效限制，必须对网络接入者的数量进行控制。采取实时监控以及全面分析，使针对性管控措施予以落实，从而实现限制效果的提升。在实际工作中，还应该将媒体向子层接入的技术进行掌控，使其应用效果得到提升，从而确保这项技术能够在实际工作中发挥足够的稳定性，为无线网络结构实现优化提供支持。

工作人员还需要掌握构建系统采用的方法方式，并掌握系统运行过程中的管控需求，同时要求工作人员在系统运行时要制定完善的管控方案，从而提升对系统的管控力度，进而有效实现系统管理的时效性以及功能性。工作人员为了对无线网区域开展细致的处理，可对交换机的层数机制进行优化，从而对网络恶意信号进行有效防护。保证车辆运行时，无线网络信号在传输的过程中不会被网络恶意信号的侵袭而受到干扰。由此可见，采取无线网络结构优化技术，并对无线网络区域控制实现精细化处理，可有效提升信号传输的安全性。

3.3 站台换乘信号传输抗干扰技术

对信号传输通信技术以及地铁站台的运行结构进行研究，可与分析结果相结合，使工作人员能够对这两方面内容进行全面的掌握。同时还可以依照车辆运行的实际需求，制定完备的管控技术措施，对站台换乘信号传输抗干扰技术进行合理的运用，从而使车辆运行时所受到外界因素的干扰得以有效减少。运用该技术能够大幅度提升防范机制的应用效果和工作水平，要求工作人员必须加强对该技术的掌握程度和应用水平。除此之外，还需要保证该技术运行时所对应的信号频率要与地铁信号发出的频率控制在同等层次上。工作人员为了提升管理时效性，必须结合实际工作需求和系统运行的实际状况，构建相应的处理机制，还要考虑换乘信号对信号传输强度产生的干扰，并采取各种措施进行干预，从而实现抗干扰效果的提升。

3.4 地铁信号传输抗干扰的优化措施

除上述技术措施之外，还可采取一些优化措施加强抗干扰的效果。首先，需要对专网技术以及专用无线频谱进行有效整合。在整合的过程中，需要保证操作合理合规，其目的在于提升无线通信系统运行过程中的可靠性。可对固定的频段进行关注，同时做出调整，避免同频或杂波掺杂其中。 其次，可对IEEE820.11 标准之中涉及私有协议进行合理化利用。采取解调技术对信道优先级力度加大，在私有协议下，对解调技术进行灵活应用，从而提升地铁信号传输中的抗干扰效果。再次，可将分频特殊性予以提升，使地铁信号传输的实时性得到改善，并且能够避免同频设备对信号传输形成干扰。最后，对空间和频率分集，采取空间分集这一方法能够有效接收无线信号，从而使抗干扰信号得以增强，有利于地铁信号传输，而频率分集的作用在于实现对不同频率段数据的收发，可以控制频率出现失真的信号，使之出现的频率减少，从而有效避免这部分信号产生的干扰，并提高地铁信号传输的可靠性和高效性。此外，工作人员还可以结合地铁运行的实际情况，采取其他抗干扰控制方法，而并非局限于上述抗干扰技术和方法。

4 结语

综上所述，地铁运行中需要通过无线通信系统实现信号的传输。信号在传输中容易受外界因素干扰，所以必须采取有效的抗干扰技术方法，对外界因素产生的干扰予以规避。采用了PIS 技术、无线网络结构优化技术、站台换乘信号传输抗干扰技术以及一些抗干扰优化措施，可在一定程度上发挥抗干扰效用。但在具体工作中，还需要结合实际情况，适当采取措施提升抗干扰效果。