車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信下的車(chē)輛基地信號系統應用論文

　　摘要：截止目前，軌道交通車(chē)輛基地的主流模式是非自動(dòng)化模式，即非自動(dòng)化車(chē)輛段，但車(chē)輛段內車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的覆蓋方式有很多種，每種方式的工藝、成本等差異很大。故文章針對非自動(dòng)化模式的車(chē)輛段，結合工程實(shí)踐，淺談一下車(chē)輛段內信號車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的應用，希望為從事軌道交通相關(guān)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員提供一種參考思路。

　　關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)通信；車(chē)輛基地；信號

　　1車(chē)輛基地信號系統

　　車(chē)輛基地包含車(chē)輛段和停車(chē)場(chǎng)，根據列車(chē)日常維護需求，配置了車(chē)輛車(chē)載通信信號設備的維護、生產(chǎn)、辦公等設施[1-2]。車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的作業(yè)方式主要是列車(chē)的進(jìn)出段場(chǎng)和段場(chǎng)內的調車(chē)作業(yè)，與大鐵作業(yè)方式基本相同。在車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)，信號系統計算機聯(lián)鎖與正線(xiàn)信號系統的接口清晰，車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)計算機聯(lián)鎖上位機直接與ATS分機接口，傳輸ATS系統所需的車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)站場(chǎng)信息。列車(chē)在段場(chǎng)內的正常運行模式為限制人工駕駛模式，在此模式下，車(chē)載ATP限制列車(chē)在某一固定的速度下運行，司機則根據調度命令和地面信號顯示駕駛列車(chē)。若列車(chē)運行超過(guò)該固定限速時(shí)，則車(chē)載ATP設備對列車(chē)實(shí)施緊急制動(dòng)，迫使列車(chē)停車(chē)。列車(chē)運行的安全則由聯(lián)鎖設備、ATP車(chē)載設備、調度人員和司機共同保證。車(chē)載信號設備上電自檢無(wú)誤后，通過(guò)轉換區段前的輪徑校準區段完成輪徑校準/檢查。列車(chē)駛至出入段場(chǎng)線(xiàn)占用轉換區段，ATS對列車(chē)編組號進(jìn)行確認，并賦予列車(chē)車(chē)次號，車(chē)地通信初始化及列車(chē)位置檢測同步完成，列車(chē)進(jìn)行篩選并升級至預設最高模式，列車(chē)可在A(yíng)TP下的人工駕駛模式或ATO模式駛往正線(xiàn)投入運營(yíng)。完成運營(yíng)的列車(chē)由正線(xiàn)駛向出入段場(chǎng)線(xiàn)，在轉換區段至移動(dòng)授權末端前，司機通過(guò)人工駕駛接管列車(chē)，確認進(jìn)段場(chǎng)信號開(kāi)放的情況下由人工駕駛列車(chē)進(jìn)入車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)。

　　2車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信方式

　　車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)內車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信的方式有無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)方式、漏纜方式、波導管方式。2.1無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)方式無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)方式的主要特點(diǎn)：采用無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)技術(shù)傳輸信息；約200米設置一個(gè)AP點(diǎn)；采用FHSS技術(shù)、DSSS、OFDM技術(shù)[3]；便于實(shí)現網(wǎng)絡(luò )重疊冗余覆蓋；傳輸介質(zhì)為空氣自然傳播，衰耗相對較大，需考慮不同電磁環(huán)境下的干擾；軌旁設備簡(jiǎn)單，并高度通用模塊化，維修工作量極��；軌旁設備安裝比較簡(jiǎn)單，工程投資相對較少；已廣泛應用于國內外城市軌道交通線(xiàn)路。2.2波導管方式波導管方式的主要特點(diǎn)：采用泄漏波導方式傳輸信息；采用OFDM技術(shù)，波導管沿線(xiàn)貫通敷設；具有較寬的帶寬，不僅可傳輸車(chē)地雙向連續數據，還可傳輸音頻和視頻信號；每處調制解調器雙冗余設置可控制2段800米的通信單元。即每處無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)可控制覆蓋1.6Km的單線(xiàn)線(xiàn)路。如果需要傳輸大量視頻信息，對帶寬要求較高，控制距離會(huì )適當縮短；波導傳輸方式衰耗小，且衰耗均勻，無(wú)反射波、鄰頻干擾、傳輸死區等情況；軌旁調制解調器與波導、車(chē)載調制解調器與天線(xiàn)之間的距離都有嚴格的要求，安裝精度要求高；在不斷的開(kāi)發(fā)、完善、定型中。2.3漏纜方式漏纜方式的特點(diǎn)：采用漏泄電纜方式傳輸信息；場(chǎng)強覆蓋效果均勻；可提供較寬的帶寬，可傳輸車(chē)地雙向連續數據及音頻、視頻信號；軌旁控制單元在無(wú)中間放大情況下一般可控制400米左右的漏泄電纜。如果根據對最低需要的帶寬，控制距離還可延長(cháng)；漏纜方式傳輸速率高，傳輸衰耗小，但漏纜價(jià)格較貴，工程投資較大；漏纜敷設的安裝要求較苛刻，施工安裝較復雜；在不斷的開(kāi)發(fā)、完善、定型中。

　　3車(chē)地通信傳輸方式的分析

　　通過(guò)對上述三種車(chē)地通信方式特點(diǎn)的介紹，現對上述三種方式進(jìn)行如下分析。3.1性能分析漏纜和波導管在傳輸特性、衰減特性、抗干擾等方面優(yōu)于無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)。線(xiàn)天線(xiàn)是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )覆蓋最常用的一種方式，也是應用較早的。天線(xiàn)的最大優(yōu)點(diǎn)是覆蓋范圍廣，所以室外覆蓋基本都采用無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)覆蓋方式。對于軌道交通車(chē)輛基地來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)方式更容易實(shí)現對段場(chǎng)及岔區的無(wú)線(xiàn)覆蓋。但是無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)是使用開(kāi)放式的傳播方式，其抵抗同頻干擾的能力為三者中最弱。3.2成本分析漏纜和波導管的成本價(jià)格比無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)高很多。漏纜和波導管設計和生產(chǎn)工藝相對復雜，且均需貫通股道敷設，費用均較高。而無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)是使用開(kāi)放式的傳播方式，在車(chē)輛段停車(chē)場(chǎng)布點(diǎn)較少，成本遠遠低于漏纜和波導管。3.3安裝條件分析無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)的安裝條件比漏纜和波導管寬松。漏纜和波導管均要安裝于軌旁或隧道壁或隧道頂部，安裝位置必須與車(chē)載天線(xiàn)位置對應且要保證和車(chē)站天線(xiàn)的距離幾乎不變，其安裝精度要求較高。實(shí)際安裝時(shí)，需要用激光測距儀和激光角度尺不斷進(jìn)行測試和修正。波導管和漏纜為全線(xiàn)路貫通式安裝，全線(xiàn)各區段幾乎均需具備同樣的安裝條件，施工安裝較復雜，安裝要求苛刻，安裝精度較高。相比而言，采用無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)安裝條件則更為靈活，只要在需安裝天線(xiàn)的范圍內滿(mǎn)足條件即可。同時(shí)，由于無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)的安裝精度要求不高，安裝位置在設計里程左右的幾米甚至數十米的范圍內均可調整，所以，無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)的軌旁安裝條件更易于被滿(mǎn)足。3.4調試維護方面分析波導管、漏纜安裝完成后需進(jìn)行回聲測試、傳輸測試后再進(jìn)行車(chē)地傳輸測試。無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)可直接進(jìn)行車(chē)地傳輸測試，調試工作量較小。波導管、漏纜在運營(yíng)維護過(guò)程中表面和內部維護量較大，需解決好防水，熱脹冷縮，防止沙塵侵入和污物覆蓋等問(wèn)題。波導管、漏纜表面的鹽分、金屬顆粒、水分和油污也會(huì )增加傳輸衰減，如果安裝在隧道底部，則維護工作量將會(huì )增加。而無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)采用的全密封式設計，天線(xiàn)本身基本無(wú)需維護。

　　4結語(yǔ)

　　綜上所述，車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)的非移動(dòng)閉塞的信號系統對傳輸特性、干擾問(wèn)題等要求較正線(xiàn)低，且段場(chǎng)多為開(kāi)放型空間、電磁環(huán)境相對正線(xiàn)而言較單一、純凈，鑒于無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)在軌旁安裝及維護等方面好于波導管和漏纜，因此，通過(guò)綜合考慮，在車(chē)輛段/停車(chē)場(chǎng)信號系統車(chē)地無(wú)線(xiàn)通信應用上，在滿(mǎn)足功能需求及安裝條件，可以?xún)?yōu)先考慮無(wú)線(xiàn)天線(xiàn)覆蓋方式。

　　參考文獻：

　　[1]GB50157-2013地鐵設計規范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2014.

　　[2]GB50458-2008跨座式單軌交通設計規范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2009.

　　[3]張輝,曹麗娜.現代通信原理與技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2008.7.

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