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南京地铁运营有限责任公司 江苏 南京 210012
【摘 要】在地铁运行中，信号系统是非常重要的一项内容，将直接影响到列车的稳定运行。在本文中，将就基于地铁信号系统中的通信系统进行一定的研究。
【关键词】地铁信号系统；通信系统
1 引言
在城市发展中，地铁已经成为了现今城市建设的一个重点。而在列车运行当中，地铁的信号系统可以说是非常重要的一个子系统，将直接关系到列车运行的安全和效率。目前，CBTC是我国现今地铁运行中经常应用的信号系统类型，同其他类型系统相比，其能够通过轨旁无线设备和车载无线设备实现地面与列车间的连续的信息传输，实现了列车的移动闭塞，从而提升了地铁的运行效率。
2 地铁车地通信系统
在现今地铁所使用的车-地系统中，已经从以往地铁信号系统的车地单向通信逐渐发展成了一个具有独立特征的通信组网，主要由车载接收天线、网络交换机、无线传输设备、环网接入交换机、无线服务器以及车载路由器等组成。通过车载接收天线以及无线设备的应用，使高速运行的列车与地面实现无线通信链接，形成一个通信集合体。
在地铁信号系统通信子系统组成方面，由无线网以及有线网组成。目前，有线网在技术层面具有着较高的成熟度，而在对车-地无线进行应用时无线网则成为了技术应用的重要内容。在车-地无线传输过程中，数据以及信号的可靠性以及安全性将直接对列车的运行安全产生影响，为了能够保证列车运行的稳定性，就需要能够对其安全方面的需求进行满足。列车在运行当中，其移动授权以及运行速度都同列车安全由直接的关联，如果在运行过程中存在干扰因素，就很可能对信号传输的可靠性以及安全性产生影响，并因此对地铁运营的安全产生隐患。对此，就需要能够对无线传输信号的稳定性作出保证。在列车运行中，其在前、后车位置追踪方面需要以实时的方式进行传递，而在具体信号传输时，却很有可能由于信号具有较大的传输延迟而使整个系统的运行效率受到影响，这就需要能够保证其信号时效性。同时，在列车运行中，也可能会受到多径效应或者多普勒效应的影响，这就需要能够对信息的传输速率作出保证。为了能够避免上述情况的出现，更好的保障列车的稳定运行，就需要能够从多个方面做好防范措施。
3 车-地无线通信干扰防范
3.1 多径效应及多普勒效应的防范
当列车处于高速运行状态下时，由于车载天线频率会随着运行而不断发生变化，则会因为产生多普勒效应而对信号传输的稳定性以及系统的安全性产生影响。对于该种情况，我们可以将纠错编码加入到通信系统之中，以此在对数据传输误码率进行降低的同时对多普勒效应为信号传输所带来的影响进行克服。同时，由于隧道为一种具有多径特征的环境，无线信号在传输的过程中，会通过很多种路径到达接收点。在对信号进行传输时，很可能由于信号倒相情况的存在使接收点位置的信号分量产生较大的变化，并因此使信号出现了多径效应。对于该种情况来说，我们可以通过正交频分复用技术的应用在对多子载波交织冗余进行应用的同时对数据进行传递。在此种情况下，即使信号中的某个载波受到了干扰或者出现了频率偏移情况，信号接收端通过载波联合编码技术的应用也能够对子载波数据进行恢复，以此对信道衰落所具有的抵抗能力进行了提升。
3.2 非法接入与无线攻击防范
对于无线局域网来说，其在应用中具有较强的开放性特征。对于用户来说，通过无线网卡等设备的应用就能够对相关无线信号进行搜索，并完成信息的获取。该种情况在为用户提供便利的同时，也存在着一定的安全隐患，即如果有非法用户侵入到该无线网之后，如果对错误的行车指令进行发布，就很可能对列车运行的安全性产生影响。为了能够保证系统的安全运行，则需要通过一定的手段对非法接入以及无线攻击的情况进行避免。第一，我们可以对服务广播功能进行禁用，当对该功能进行禁用之后，则需要在对无线通信设施以及客户端进行设置、验证后才能够进入到网络，以此能够有效的对用户的恶意入侵情况进行解决；第二，可以对多层交换机进行应用，在将网络分成不同各自区段之后避免用户通过集线器方式侵入到网络之中；第三，使用动态刷新码，通过该种动态刷新方式的应用降低不法分子对密码获取到侵入到网络之中的几率，也需要做好系统防火墙的设置，进一步提升网络的安全性；第四，可以在网络中建立起入侵检测系统，以此对可能出现的非法入侵行为以及可疑情况进行检测；第五，目前某系统供应商采用的无线跳频技术，对这个问题实现了很好的解决，我们也可以学习参考。
3.3 同站台换乘频率干扰防范
在地铁换乘车站中，由于整个站台为敞开式设计，在站台区域范围内就可能存在覆盖本线路无线场的情况，再加上可能存在的相邻线覆盖情况以及电磁波本身所具有的较强穿透以及反射情况，就很可能因此使同站台的换乘信号频率在传输中受到干扰。对于该种情况，则可以通过无线通信在不同频点上进行区分，即对于相邻线以及本线分别使用具有不同频点的信号设备。而如果在实际应用中，系统多个用户同时对该频段进行应用，则可以对不同极化方向的天线进行选择，采用带冲突避免的载波侦听多址协议、选择不同的车地通信方式以及采用方向角合适的定向天线来尽量减少相互间的干扰。
3.4 无线干扰防范
干扰源是我们进行无线干扰防范工作中的一项重点内容，在对射频干扰源因素产生充分了解的基础上，则需要先将干扰源进行关闭之后再对其进行处理。同时，为了避免受到其他无线信号的干扰，则可以对现有的无线网覆盖范围进行扩大，在保证无线网信号优良的基础上进一步减少射频情况存在所引起的冲突。此外，还需要做好网络参数的配置工作，通过对网络AP频率的科学调整，在对参数进行正确配置的情况下避免因射频冲突而产生无线干扰情况，在对上述问题进行解决的同时实现列车的稳定运行。
4 结束语
在现今地铁运行中，无线通信可以说已经成为了非常重要的一项工作内容，将直接影响到列车运行的安全以及稳定。在上文中，我们对基于地铁信号系统中的通信系统以及抗干扰措施进行了一定的研究，需要在实际工作开展当中能够联系实际，以良好防范措施的应用实现地铁信号的稳定传输。
参考文献：
[1]林海香，董昱.无线CBTC系统车地通信方案研究[J].兰州交通大学学报.2010（06）：55-57.
[2]吴招锋，周俊，林必毅.地铁无线通信技术的研究[J].现代城市轨道交通.2010（03）：103-105.
【摘 要】在地铁运行中，信号系统是非常重要的一项内容，将直接影响到列车的稳定运行。在本文中，将就基于地铁信号系统中的通信系统进行一定的研究。
【关键词】地铁信号系统；通信系统
1 引言
在城市发展中，地铁已经成为了现今城市建设的一个重点。而在列车运行当中，地铁的信号系统可以说是非常重要的一个子系统，将直接关系到列车运行的安全和效率。目前，CBTC是我国现今地铁运行中经常应用的信号系统类型，同其他类型系统相比，其能够通过轨旁无线设备和车载无线设备实现地面与列车间的连续的信息传输，实现了列车的移动闭塞，从而提升了地铁的运行效率。
2 地铁车地通信系统
在现今地铁所使用的车-地系统中，已经从以往地铁信号系统的车地单向通信逐渐发展成了一个具有独立特征的通信组网，主要由车载接收天线、网络交换机、无线传输设备、环网接入交换机、无线服务器以及车载路由器等组成。通过车载接收天线以及无线设备的应用，使高速运行的列车与地面实现无线通信链接，形成一个通信集合体。
在地铁信号系统通信子系统组成方面，由无线网以及有线网组成。目前，有线网在技术层面具有着较高的成熟度，而在对车-地无线进行应用时无线网则成为了技术应用的重要内容。在车-地无线传输过程中，数据以及信号的可靠性以及安全性将直接对列车的运行安全产生影响，为了能够保证列车运行的稳定性，就需要能够对其安全方面的需求进行满足。列车在运行当中，其移动授权以及运行速度都同列车安全由直接的关联，如果在运行过程中存在干扰因素，就很可能对信号传输的可靠性以及安全性产生影响，并因此对地铁运营的安全产生隐患。对此，就需要能够对无线传输信号的稳定性作出保证。在列车运行中，其在前、后车位置追踪方面需要以实时的方式进行传递，而在具体信号传输时，却很有可能由于信号具有较大的传输延迟而使整个系统的运行效率受到影响，这就需要能够保证其信号时效性。同时，在列车运行中，也可能会受到多径效应或者多普勒效应的影响，这就需要能够对信息的传输速率作出保证。为了能够避免上述情况的出现，更好的保障列车的稳定运行，就需要能够从多个方面做好防范措施。
3 车-地无线通信干扰防范
3.1 多径效应及多普勒效应的防范
当列车处于高速运行状态下时，由于车载天线频率会随着运行而不断发生变化，则会因为产生多普勒效应而对信号传输的稳定性以及系统的安全性产生影响。对于该种情况，我们可以将纠错编码加入到通信系统之中，以此在对数据传输误码率进行降低的同时对多普勒效应为信号传输所带来的影响进行克服。同时，由于隧道为一种具有多径特征的环境，无线信号在传输的过程中，会通过很多种路径到达接收点。在对信号进行传输时，很可能由于信号倒相情况的存在使接收点位置的信号分量产生较大的变化，并因此使信号出现了多径效应。对于该种情况来说，我们可以通过正交频分复用技术的应用在对多子载波交织冗余进行应用的同时对数据进行传递。在此种情况下，即使信号中的某个载波受到了干扰或者出现了频率偏移情况，信号接收端通过载波联合编码技术的应用也能够对子载波数据进行恢复，以此对信道衰落所具有的抵抗能力进行了提升。
3.2 非法接入与无线攻击防范
对于无线局域网来说，其在应用中具有较强的开放性特征。对于用户来说，通过无线网卡等设备的应用就能够对相关无线信号进行搜索，并完成信息的获取。该种情况在为用户提供便利的同时，也存在着一定的安全隐患，即如果有非法用户侵入到该无线网之后，如果对错误的行车指令进行发布，就很可能对列车运行的安全性产生影响。为了能够保证系统的安全运行，则需要通过一定的手段对非法接入以及无线攻击的情况进行避免。第一，我们可以对服务广播功能进行禁用，当对该功能进行禁用之后，则需要在对无线通信设施以及客户端进行设置、验证后才能够进入到网络，以此能够有效的对用户的恶意入侵情况进行解决；第二，可以对多层交换机进行应用，在将网络分成不同各自区段之后避免用户通过集线器方式侵入到网络之中；第三，使用动态刷新码，通过该种动态刷新方式的应用降低不法分子对密码获取到侵入到网络之中的几率，也需要做好系统防火墙的设置，进一步提升网络的安全性；第四，可以在网络中建立起入侵检测系统，以此对可能出现的非法入侵行为以及可疑情况进行检测；第五，目前某系统供应商采用的无线跳频技术，对这个问题实现了很好的解决，我们也可以学习参考。
3.3 同站台换乘频率干扰防范
在地铁换乘车站中，由于整个站台为敞开式设计，在站台区域范围内就可能存在覆盖本线路无线场的情况，再加上可能存在的相邻线覆盖情况以及电磁波本身所具有的较强穿透以及反射情况，就很可能因此使同站台的换乘信号频率在传输中受到干扰。对于该种情况，则可以通过无线通信在不同频点上进行区分，即对于相邻线以及本线分别使用具有不同频点的信号设备。而如果在实际应用中，系统多个用户同时对该频段进行应用，则可以对不同极化方向的天线进行选择，采用带冲突避免的载波侦听多址协议、选择不同的车地通信方式以及采用方向角合适的定向天线来尽量减少相互间的干扰。
3.4 无线干扰防范
干扰源是我们进行无线干扰防范工作中的一项重点内容，在对射频干扰源因素产生充分了解的基础上，则需要先将干扰源进行关闭之后再对其进行处理。同时，为了避免受到其他无线信号的干扰，则可以对现有的无线网覆盖范围进行扩大，在保证无线网信号优良的基础上进一步减少射频情况存在所引起的冲突。此外，还需要做好网络参数的配置工作，通过对网络AP频率的科学调整，在对参数进行正确配置的情况下避免因射频冲突而产生无线干扰情况，在对上述问题进行解决的同时实现列车的稳定运行。
4 结束语
在现今地铁运行中，无线通信可以说已经成为了非常重要的一项工作内容，将直接影响到列车运行的安全以及稳定。在上文中，我们对基于地铁信号系统中的通信系统以及抗干扰措施进行了一定的研究，需要在实际工作开展当中能够联系实际，以良好防范措施的应用实现地铁信号的稳定传输。
参考文献：
[1]林海香，董昱.无线CBTC系统车地通信方案研究[J].兰州交通大学学报.2010（06）：55-57.
[2]吴招锋，周俊，林必毅.地铁无线通信技术的研究[J].现代城市轨道交通.2010（03）：103-105.