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地铁中的通信技术应用

2012-05-23 16:27 来源:通信技术 人参与在线咨询

 

近年来,我国城市化进程日趋显著,地铁项目已成为城市快速发展的重要标志之一。地铁无线通信技术是地铁运营的重要保障,其直接影响到了地铁的运转效率及行车安全。因此,地铁无线通信技术应以信号高质量和全线场覆盖为标准,及时准确的反应出列车行驶的路段及安全性。本文从地铁无线通信系统的功能与组成出发,详细的分析了地铁无线信号覆盖的主要方式,以及地铁无线通信技术应用所要注意的问题。

 

1、地铁无线通信系统的功能与组成

 

地铁无线通信系统主要是以调度员为中心,及时准确的对行驶车辆、运营和维护人员进行通信调度,以此来保障地铁系统的正常运转。同时,停车场和车辆段的管理人员也要以无线通信系统为基础,管理区内的车辆及人员。在无线通信系统中控制中心是指令下达的主要部门,其可以监测和管理全线基站的运行及故障。地铁无线系统的组成主要以无线集群、传输系统、中继器加漏汇同轴电缆系统构成,设备包括:无线移动交换机、中心基站设备、合路器、中继器、车载台、车站固定台、手持设备等;无线设备与各系统之间的接口也要配备完善,其中包括ATS接口、CLK接口、PABX接口等。

 

2、地铁无线通信技术的覆盖方式地铁无线信号的覆盖应包括:站台、站厅、行驶路段,其中站台和站厅的无线信号会有一定的损耗,主要原因是路径损耗和分径损耗造成的,也包括建筑主体结构的吸收和阻挡,这直接的影响到了信号的传递效率。无线通信系统设计时要考虑到站台和站厅的布局,以满足应用为基础,设计定向天线和天线阵列。

 

行驶路段的无线信号是无线系统传输的关键,因隧道内部信号的传递质量受条件的制约,所以传输波模应以TE01、TE11为主。

 

波导的传输质量受距离、隧道口的截面积、传输频率的影响,所以隧道区间应采用天线覆盖或漏缆覆盖方式。2.1天线方式。在地铁无线系统设计时,应考虑到隧道区间天线的设置,因天线反射板、体积、供电等原因,安装时很容易受到环境的限制,所以只能放在隧道洞口,但从

 

传播的方向及效果来看,信号的传播往往被车头或车尾所阻挡,从以往的地铁无线系统工程来看,车头和车尾所消耗的信号大于7—8个dB,如果列车行驶在隧道中间,并且有车辆阻挡信号,那信号场强的衰减将非常大。同时,隧道内信号的强弱还受其路径损耗的影响,加之传播和阻挡,接收到的信号质量将非常弱,因此天线传输方式只能适用于短隧道区间。

 

2.2漏缆方式。漏缆方式主要是在隧道内部敷设泄漏的同轴电缆来达到辐射信号的目地,在敷设过程中因同轴电缆的截面较小,不会限制其它系统的安装和地铁的运行。漏缆辐射的信号质量较好,其辐射的面积也较为均匀,同时减小了车体对信号的阻挡因素,保证了传输信号的质量,这主要是因为泄漏的同轴电缆与车顶的接收天线距离较近,同时车体侧面也没有其他阻挡物,保证了信号的质量。在漏缆安装过程中有必要考虑到列车的行驶速度,虽然也会产生多普勒效应,但影响较小,如果选择漏缆基本能保证较高的通信概率。

 

3、地铁无线通信技术应用所要注意的问题

 

3.1漏泄同轴电缆的问题。电波在自由空间与在隧道中的传播效果不同,首先是隧道的直线距离较短,弯曲路较多,直接的传播距离受到了影响;其次,隧道内吸收信号和阻挡信号的效应较大,阻碍了信号的传播质量。所以为了解决电波在隧道内的传播,除了在短隧道内用天线直射波外,还应以漏泄电缆为辅助,加强漏泄电缆与天线的同时使用,以此来提高车台和基站之间的无线信号传输。

 

3.2光纤射频中继器的问题。依据地铁无线通信系统的通信量,如果在每个地铁站都设一个无线基站,其成本将增加很多,同时也没有必要。因此,如果加大一个基站的信号覆盖范围就成了基站设置的关键问题,在其保证管理若干车站的同时,还要考虑到整体的网络构架。就此笔者认为应以光纤射频中继器为首选,不论基站安装在那个车站,管辖站必须设置光纤射频中继器,除了起到本站的信号覆盖外,还要通过光纤射频中继器将信号进行高质量的传递,并且光纤射频中继器还要将信号进行反馈,保证站与站之间的信号连接。光纤射频中继器由光纤、光端机和射频再生中继器组成。

 

3.3通话组的自动转换问题。从地铁运行和管理的角度出发,行车的调度通话、维修通话、公安通话、车辆调度通话、站台通话都应进行相应的设置。在专用信道中一般以这五种用途为主,每个用途都单独占用一个信道,共设五个信道,移动台(包括列车台和便携台,以下同)根据用途固定在1个信道上,如果需要转换用途,也就要转换信道,一般采用人工转换。而在集群方案中,所有信道都是共用的,通话组的转换通过网管工作站改变设置即可,因此可实现移动台通话自动转换。一般来讲,便携台根据分配比较固定在某一通话组。而列车台当它位于车辆段范围时应为车辆段管辖,即应属于车辆段通话组,当它位于正线线路范围时应为行车调度管辖,即应属于行车调度通话组,因此列车台随着列车的行驶通话组需转换。为了实现列车台通话组的自动转换,需由信号系统ATS(列车运行自动监控系统)向集群系统提供转换信息,因此ATS与交换控制设备之间需设置接口。

 

3.4车次号的自动转换问题。为了实现调度员和其他用户习惯于按车次号选择呼叫列车,ATS还需向集群系统提供车次号与机车号相对照的信息,集群系统根据预先存储的机车号与列车台标识(ID)号的对照表,求得车次号与标识号的对照表,从而实现车次号与标识号的自动转换,方便用户呼叫。

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