于佳 大連市建設(shè)學(xué)校

關(guān)鍵字：城市軌道交通 通信安全 無線電

一、概述

隨著我國城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展和完善，城市軌道交通的規(guī)模和里程數(shù)量也在不斷進(jìn)行著快速增長。國務(wù)院關(guān)于《“十三五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》中提出到2020年城市軌道交通運(yùn)營里程比2015年增長近一倍，從3300公里增長到6000公里。隨著城市軌道交通規(guī)模的不斷增長，其安全問題也越來越得到重視。在軌道交通中無線電通信安全是一項(xiàng)很重要的安全項(xiàng)目。軌道交通中車輛與站臺、調(diào)度中心之間只能依靠無線電通信的方式進(jìn)行聯(lián)系和數(shù)據(jù)交換。如果無線電通信出現(xiàn)問題，那么車輛將會與站臺和調(diào)度中心失去聯(lián)系從而造成嚴(yán)重后果。本文將介紹城市軌道交通中常見的無線電通信系統(tǒng)，并對其無線電通信安全方案進(jìn)行研究。

二、軌道交通中的無線電通信系統(tǒng)

城市軌道交通中的通信系統(tǒng)通常有：電話系統(tǒng)、專用無線電通信系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、軌道交通專用通信系統(tǒng)、軌道交通民用通信系統(tǒng)、軌道交通公安通信系統(tǒng)、軌道交通呼叫中心系統(tǒng)等。這些通信系統(tǒng)完成了調(diào)度中心與站臺、站臺之間、車輛與站臺、車輛與調(diào)度中心等地的聯(lián)系和數(shù)據(jù)交換。這些系統(tǒng)分為有線連接方式和無線電通信連接方式。車輛與外界的聯(lián)系，只能依靠無線電通信的方式來實(shí)現(xiàn)。站臺與站臺之間、站臺與調(diào)度中心、調(diào)度中心與外界部門的聯(lián)系，即可用有線方式進(jìn)行連接，也可使用無線電通信的方式進(jìn)行連接。以無線電通信的使用者的位置特點(diǎn)來分類，可分為固定用戶和移動用戶。固定用戶一般是調(diào)度中心、站臺等固定的通信設(shè)施。移動用戶是車輛上的設(shè)施、工作人員隨身攜帶的通信設(shè)備等。

1. 專用無線電調(diào)度系統(tǒng)

專用無線電調(diào)度系統(tǒng)一般可以使用無線集群通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)是調(diào)度中心的調(diào)度員與軌道交通車輛中駕駛員進(jìn)行通信的主要的可靠通信方式，同時也是與站臺工作人員、車輛工作人員、安保人員、維修作業(yè)人員、搶險(xiǎn)人員等所有可移動的人員之間實(shí)現(xiàn)通信的重要方式。該系統(tǒng)在保證行車安全及處理緊急突發(fā)事故方面有著不可替代的作用。

該系統(tǒng)一般分為語音對講通話系統(tǒng)和數(shù)字信息通信系統(tǒng)。語音對講通話可及時傳達(dá)語音信息，將語音命令或工作信息及時轉(zhuǎn)達(dá)給工作中的指定個人或全體人員。數(shù)字信息通信系統(tǒng)通常傳遞車輛的狀態(tài)信息，如車速、負(fù)載、位置、安全、告警等信息，是數(shù)字化智能化調(diào)度系統(tǒng)的重要組成部分。

2. 公眾通信系統(tǒng)

在城市軌道交通中，需要滿足乘客的日常公眾通信需求，如撥打移動電話、移動上網(wǎng)、WIFI網(wǎng)絡(luò)等。城市地面上軌道交通如輕型軌道列車，接收移動公眾通信基站的信號較為方便。三大運(yùn)營商及鐵塔通信公司對城市內(nèi)移動手機(jī)信號已經(jīng)基本全面覆蓋，實(shí)現(xiàn)站臺內(nèi)和車輛內(nèi)的移動手機(jī)信號、移動上網(wǎng)和WIFI網(wǎng)絡(luò)覆蓋。城市地鐵對于實(shí)現(xiàn)公眾通信的需求相對復(fù)雜。地鐵建在地面以下，完全隔絕了地面上的無線電信號。因此要實(shí)現(xiàn)地鐵的公眾通信，是通過地鐵車站內(nèi)的移動手機(jī)信號的室內(nèi)分布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng)同時對地鐵軌道沿線隧道內(nèi)進(jìn)行信號鋪設(shè)覆蓋，滿足手機(jī)信號的全程覆蓋。車站與列車內(nèi)WIFI信號的覆蓋與地面上輕型軌道列車相同。

3. 軌道交通公安通信系統(tǒng)

軌道交通的公安通信系統(tǒng)是根據(jù)公安及消防部門要求設(shè)置的，是公安通信網(wǎng)在軌道交通的延伸，是公安及消防部門在軌道交通領(lǐng)域進(jìn)行治安防范、防災(zāi)救災(zāi)的必備工具。滿足公安無線通信系統(tǒng)、公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)和消防報(bào)警等通信需求。

三、無線電通信安全

對軌道交通無線電通信系統(tǒng)影響最大的隱患是無線電干擾。無線電干擾是指在無線電通信過程中某些外來的無用的電磁波能量通過直接耦合或間接耦合方式進(jìn)入到無線電接收系統(tǒng)或信道，從而對有用的接收信號造成影響，使信號的質(zhì)量變差、有用通信信息出現(xiàn)誤差、丟失、通信被阻斷的現(xiàn)象。無線電干擾一般分為同頻率干擾、鄰頻道干擾、帶外干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾等。

1. 無線電臺站頻率使用規(guī)劃

由于軌道交通中涉及無線電通信的設(shè)備較多，用途也不相同，因此需要多個不同的無線電頻率。這需要向省級無線電管理機(jī)構(gòu)進(jìn)行申請和審批。在建設(shè)中，避免頻率使用沖突，合理的規(guī)劃使用。由于頻率資源有限，可以根據(jù)實(shí)際地理環(huán)境和電磁環(huán)境進(jìn)行頻率復(fù)用，節(jié)省無線電頻率資源。軌道交通專用無線電通信系統(tǒng)中常常使用的無線電頻段為150MHz對講頻段、400MHz對講頻段、800MHz集群對講頻段、1785MHz—1805MHz無線接入系統(tǒng)頻段等。公眾通信中則使用三大運(yùn)營商的無線電頻率。在頻率規(guī)劃和分配時也要注意到避免出現(xiàn)互調(diào)干擾現(xiàn)象。互調(diào)干擾是由傳輸信道中非線性電路產(chǎn)生的，當(dāng)兩個或多個不同頻率的信號輸入到非線性電路時，由于非線性器件的作用，會產(chǎn)生很多諧波和組合頻率分量，其中與所需要的信號頻率相接近的組合頻率分量會順利通過接收機(jī)而形成干擾，這種干擾稱為互調(diào)干擾?；フ{(diào)干擾可以在頻率分配時盡量避免。

2. 做好無線電通信系統(tǒng)的電磁兼容

電磁兼容性（EMC）是指各類電力和電子系統(tǒng)和設(shè)施在周圍電磁環(huán)境中能夠正常運(yùn)行，同時不對周圍的其他電子設(shè)備系統(tǒng)產(chǎn)生超過標(biāo)準(zhǔn)或正常承受范圍的干擾電磁波的性能。因此，電磁兼容性具體來說分為兩點(diǎn)：第一點(diǎn)是指電子設(shè)備自身在正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)時對周圍電磁環(huán)境產(chǎn)生的干擾電磁波要在一定的限值范圍內(nèi)；第二點(diǎn)是指電子設(shè)備自身對周圍電磁環(huán)境中存在的干擾電磁波具有抵抗和糾錯能力，即電磁敏感性。

軌道交通設(shè)施電力電子設(shè)備較多，尤其是動力系統(tǒng)需要電力來驅(qū)動。因此做好電磁兼容性非常重要，在建設(shè)過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保通信設(shè)備即不影響其它電子設(shè)備，又不被其它電子設(shè)備影響，保障所有電子設(shè)備能夠正常有序運(yùn)行。

3. 定期對無線電通信系統(tǒng)進(jìn)行測試和檢修

電子器件長時間運(yùn)行會逐漸老化從而影響整體通信系統(tǒng)的運(yùn)行，導(dǎo)致無線電信號發(fā)射和接收能力下降，甚至產(chǎn)生無線電雜散干擾信號。因此需要軌道交通的檢修人員定期對所有無線電通信設(shè)備進(jìn)行測試和檢修，發(fā)現(xiàn)隱患，解決故障，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

4. 與無線電管理機(jī)構(gòu)保持密切聯(lián)系

當(dāng)城市軌道交通無線電通信系統(tǒng)出現(xiàn)通信故障時，懷疑或確認(rèn)是無線電干擾因素后應(yīng)及時向所在地?zé)o線電管理機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系、獲取幫助。在無線電管理機(jī)構(gòu)的協(xié)助下迅速排除無線電干擾，恢復(fù)正常通信。

四、結(jié)束語

本文通過對城市軌道交通中各類無線電通信系統(tǒng)的分析，研究了城市軌道交通中無線電通信安全問題。對無線電通信安全影響最大的因素是無線電干擾。本文通過分析，提出一些解決建議，希望可以為軌道交通的無線電通信增加安全保障。隨著城市的不斷發(fā)展，電磁環(huán)境也越加復(fù)雜，通信手段也在不斷更新?lián)Q代。如何進(jìn)一步保障城市軌道交通的無線電通信安全，仍然需要不斷的探索與努力。