地鐵專用無線系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

摘要：本文結(jié)合專用無線方案的確定，對地鐵專用無線通信系統(tǒng)的方案優(yōu)化進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞：地鐵無線通信方案設(shè)計(jì)線路，且仍有數(shù)條在建或在很短的時期內(nèi)將建；深圳、大連、南京、重慶、武漢、鐵建設(shè)已經(jīng)啟動；杭州、西安、青島的地鐵項(xiàng)目也在規(guī)劃之中。地鐵專用無線通信作為高車與車下運(yùn)營管理機(jī)構(gòu)之間唯一的通信手段，擔(dān)負(fù)著提高運(yùn)營效率、保障行車安全及重要使命。通過精心設(shè)計(jì)、精心施工，以先進(jìn)成熟的技術(shù)和設(shè)備提供滿足一切使用要求信系統(tǒng)，是每一個專業(yè)工作者的職責(zé)。本人在廣州地鐵四號線大學(xué)城專線段專用無線通地鐵專用無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以確保語音及數(shù)據(jù)通信功能、調(diào)度管理功能的實(shí)現(xiàn)覆蓋、提高通信質(zhì)量為最終目標(biāo)。同時，系統(tǒng)的安全可靠、擴(kuò)容和后期工程的延續(xù)性也(1)專用無線通信系統(tǒng)方案比選GSM-R是在公網(wǎng)GSM技術(shù)基礎(chǔ)上融合了調(diào)度通信功能的專門用于鐵路無線通信的數(shù)字集群通信系統(tǒng)。其突出特點(diǎn)是將高速鐵路列車自動控制信息的傳輸與以語音通信為主的調(diào)通信平臺。是一個功能完善、實(shí)現(xiàn)通信信號一體化的先進(jìn)高效的通信系統(tǒng)。在歐洲高速用。采用GSM-R系統(tǒng)將無線調(diào)度通信和列車自通信專門制定的通信體制，當(dāng)然具備調(diào)度通信所要求的一切功能。兩種體制的通信系統(tǒng)模擬集群系統(tǒng)都能夠完全滿足地鐵運(yùn)營管理對專用無線通信系統(tǒng)的要求，僅僅模擬系統(tǒng)不率利用率高，且數(shù)字通信技術(shù)終歸是未來的發(fā)展方向，再者廣州、上海、北京、深圳并且為整個城市地鐵無線通信網(wǎng)的TETRA采用TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地鐵專用無線通信能夠有兩種方式：新建系統(tǒng)方式和在其他線①小區(qū)制：在控制中心設(shè)置交換控制設(shè)備，在地鐵沿線各車站設(shè)置基站，交換控制設(shè)備與基站之間通機(jī)與行車調(diào)度員之間的通話存在較多越區(qū)切換；優(yōu)點(diǎn)是信道利用率高，系統(tǒng)的故障弱化能力較強(qiáng)，尤其可貴的是能夠?qū)崿F(xiàn)車站值班員與接近列車司機(jī)之間無須撥號就能建立的通信聯(lián)系(國鐵俗稱小三角通信)。②中區(qū)制：在控制中心設(shè)置交換控制設(shè)備，在地鐵沿線的重要車站設(shè)置基站，其它車站設(shè)置射頻放大信道利用、越區(qū)切換頻次、故障弱化能力等方面均介于大區(qū)制與小區(qū)制之間，不具備?、鄞髤^(qū)制：在控制中心設(shè)置交換控制設(shè)備和基站，在地設(shè)漏泄同軸電纜實(shí)現(xiàn)場強(qiáng)覆蓋。大區(qū)制的優(yōu)點(diǎn)是投資較省，列車司機(jī)與行車調(diào)度員之間的通話不存在越區(qū)切換；缺點(diǎn)是信道利用率不高，故障弱化能力較差，不能實(shí)現(xiàn)小三角通信，尤其是列車進(jìn)通話組與車輛段通話組不能自動轉(zhuǎn)換。此外，大區(qū)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不易擴(kuò)容也是其致命弱點(diǎn)綜合上述對大、中、小區(qū)制三種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析比較，建議地鐵專用無線通信系統(tǒng)采用中、小區(qū)制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行組網(wǎng)。若地下區(qū)段的站間距比較小而且不特別強(qiáng)調(diào)小三角通信功能時(因?yàn)榈罔F的運(yùn)營組織模式為調(diào)度集中，車站值班員與接近列車司機(jī)之間的通話并不象非調(diào)度集中時的國鐵那樣被規(guī)定為必須的形式——叫做“車機(jī)聯(lián)控、進(jìn)站問路”,所以運(yùn)營部門有可能并不十分強(qiáng)調(diào)小三角通信功能),有可能以中區(qū)地鐵區(qū)間隧道內(nèi)射頻場強(qiáng)的覆蓋方式無外乎兩種：采用隧道天線作為輻射源的空間波覆蓋方式及采用漏泄電纜作為傳輸線和分布天線的覆蓋方式。前者投資省，安裝工程量小，但場強(qiáng)覆蓋難以控制，會對隧道內(nèi)的電磁環(huán)境產(chǎn)生不良影響，無法為控制越區(qū)切換、降低同頻干擾等具體問題進(jìn)行針對性的場強(qiáng)分布精波傳播和輻射的嚴(yán)密控制(既保證了自身系統(tǒng)的抗干擾又能降低對其他無線系統(tǒng)干擾的可能性),所以在隧道中漏泄電纜的配置能夠有多種方式。在很多工程中基本采用固定耦合損耗的配制方式(僅根據(jù)區(qū)間長度的不同，從盡量不設(shè)區(qū)間射頻信號放大器的角度去選擇不同傳輸損耗的漏泄電纜)。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)、施工都相對簡單。缺點(diǎn)是隧道內(nèi)場強(qiáng)分布不均勻。即使漏纜始端(射頻信號饋入端)和末端在隧道中形成的電場強(qiáng)度的差異能夠通過移動終端的自動增益控制功能得到均衡，但此種方式對射頻信號能的傳輸損耗所造成的漏纜中射頻信號電平的逐漸下降，能夠通過逐漸變小的耦合損失加以補(bǔ)償，最終在隧道中得到的場強(qiáng)覆蓋曲線是一條完美的直線。但實(shí)際中因?yàn)槁├|生產(chǎn)工藝的限制，耦合損沒有進(jìn)入實(shí)用階段。于是變通地，就有了選用幾種不同耦合損失的漏纜進(jìn)行組合的供的場強(qiáng)覆蓋曲線即使達(dá)不到理想的水平直線，但已能得到下降斜率很小的直線基礎(chǔ)上是說縮小了場強(qiáng)波動范圍。理論計(jì)算證明(過程從略)采用組合方式的漏纜配置在系統(tǒng)最低接收電平不變的情況下，能夠延長漏纜的覆蓋距離。所以，在工程設(shè)計(jì)中，如果漏纜產(chǎn)品的型號規(guī)格、接頭種類、安裝配件等滿足使用要求，建議采用組合方式進(jìn)行漏纜配置。通過精心設(shè)計(jì)、精心施工，使采用漏泄電纜實(shí)現(xiàn)區(qū)間隧道射頻信號的場強(qiáng)覆蓋，當(dāng)區(qū)間太長時需在漏纜中間增加放進(jìn)行放大。常用的放大器有兩種類型：射頻直放中繼器和采用光纖作為傳輸媒介的光纖直放①下行載噪比采用射頻直放中繼器放大的是由基站獲得的信號，能夠獲得較好的載噪比；光纖直放②上行噪聲采用射頻直放中繼器的上行噪聲較小，對基站的影響較?。徊捎霉饫w直放站的上行噪聲較大，對基站射頻解調(diào)、射頻放大四個部分，