深圳市地铁集团有限公司运营总部
摘要：CBTC地铁列车控制系统在前期运营过程中发挥了重要作用，随着移动 WiFi的应用，对车地无线通信产生了一些干扰，如何做好抗干扰工作，显得非常重要。本文对WiFi信号对CBTC车地无线通信系统产生干扰的原因进行分析，并提出抗干扰的可行性措施。
关键词：地铁通信；车地无线通信系统；WiFi干扰；预防措施
前言
随着我国地铁通信技术的不断发展，各种移动终端使用WiFi，可以让人们方便在无WiFi 热点铺设的地方也能上网，运营商所开发的各类便携 WiFi 设备，在人流量巨大的地铁空间使用让车地无线通信系统带来困扰，有些甚至受到信号干扰被近暂停运行，对地铁的正常运营造成安全隐患。
一、WiFi 信号对地铁车地无线通信系统产生干扰的原因
CBTC是当前先进的信号控制技术，在我国各大城市地铁通信领域发挥着重要作用，而当前运营商所开发的各种便携性移运WiFi在有限的地铁空间中使用，对地铁车地无线通信系统带来干扰，提高地铁运营安全风险。在多年工作实践中发现，大量乘客携带具有 WiFi 功能的电子产品搭乘地铁，造成地铁多次急停现象，因此，解决WiFi 信号对车地无线通信系统的干扰问题必须要解决，下边首先了解其干扰的主要原因。
由于WiFi 信号分布广泛，当大量WiFi 连接服务时会形成此种需求与CBTC 系统争夺数量有限的无线信道的现象，这样一来就有了相互干扰作用。因为CBTC 系统的主要接口方式中会用到 WLAN 技术，不管与地铁 CBTC 车地无线通信系统频段是否一致，都会受到邻频或同频的干扰，造成 CBTC 系统出现误码率甚至信号包丢失等情况，丧失 CBTC 系统的通信能力。另外由于地铁 CBTC系统的 AP 与移动通信系统的 WiFi 处于相同空间内，并且两者的覆盖范围出现重叠性。在正常情况下两套系统内的AP 间不会出现干扰，但当移动用户数量不断增加的过程中，移动数据业务量急剧增加，此时乘客使用的 WiFi 信号 AP 就会对地铁 CBTC 车地无线通信系统 AP产生一定干扰。
二、地铁车地无线通信系统中预防 WiFi 干扰的可行性措施
（一）合理分配无线电频谱资源的时间、空间与频率三要素
地铁车地无线通信系统中受到 WiFi 干扰与时间、空间及频率三大要素有关，而且三大要素有其独特性及相互制约性，因此，预防WiFi 干扰需要从这三大要素的角度去制定相应对策，才能取得良好效果。
1.时间方面
WiFi 信号与车地无线通信系统在同一个空间里，两者的工作频率不管是否一致，都会造成不同程度的干扰现象，特别是两者的工作时间相同时，这种干扰发生的概率更大。为了减少这方面的干扰，可以通过时间隔离实现地铁CBTC 车地无线通信系统防 WiFi 干扰的目标，合理调整两种系统信号的工作时间，使其工作状态处于不同的时间段。但这种对策的应用具有很大的难度，毕竟地铁运行必须让车地无线通信系统处于实时工作状态，只能调整 WiFi 信号源的工作时间，但这类信号源通常与各类乘客有关，呈现出很强的复杂性、多样性和动态性，很难制定全面的政策规范其使用 Wi Fi的时间。具体的实践只能出台地铁乘坐制度及个人素质有很大关系。
2.空间方面
当 AP 可以接入无线网络之后，地铁 CBTC 车地无线通信系统 WiFi 处于同一空间区域，与地铁CBTC 车地无线通信系统被 WiFi 信号干扰的本质就是无线系统兼容共存的边界条件遭到破坏，导致原本隔离两类信号的空间受损，双方失去了明显的界限，干扰必然发生并且非常明显。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为了防止WiFi 对地铁 CBTC 车地无线通信系统产生干扰，必须从空间隔离的源头出发。在实际调查分析中发现，地铁车厢顶端两侧和车窗附近等部位最容易泄露干扰信号，并且泄露出的干扰信号功率明显高于其他部位泄露出的信号功率，所以可以通过把信号源设备转移空间的做法减少 WiFi 干扰，比如可以将地铁的车载天线安置在地铁车头的正前方，提高地铁无线控制信号和 WiFi 干扰信号间的相互隔离效果。
3.频率方面
WiFi 干扰地铁 CBTC 车地无线通信系统的类型包括同频干扰和邻频干扰两种 ，无论哪一种干扰方式都会造成 CBTC 车地无线通信系统的信号丢包后果，造成系统误码率大幅增加，从而导致 CBTC车地无线通信系统的抗干扰能力进一步降低，最终引起地铁出现暂停等控制故障。为了防止这类干扰，必须从改善信号频率的角度入手。
在同频干扰中，由于地铁 CBTC 车地无线通信系统和 WiFi 信号都是采用 IEEE802.11 标准 2.4GHz公用频段，因此产生相互干扰的概率更大，可以通过改变其中一种信号频率的方式避免这一情况，在此过程中可以在有必要的情况下请当地相关机构协助解决。比如可以通过扩频码技术完成对同一时间同一地点及同一频率的信号隔离，或者利用功率控制及功率分配技术使得同一频段的不同信号能稳定共存，并且彼此不交叉影响。
在邻频干扰中，可以通过进一步扩大不同信号间的工作频率差达到减少干扰的目标，由于Wi Fi 信号的频段相对固定，地铁控制技术人员可以开发出与其频段不相邻的地铁 CBTC 车地无线通信系统最佳应用频段，通过频率完成不同信号间的有效隔离，进而减少相互影响。
（二）确保车地无线通信系统充分的冗余备份
确保车地无线通信系统充分的冗余备份可以大大提高地铁 CBTC 车地无线通信系统防 WiFi干扰的效果，在地铁 CBTC 中一般是通过两套完全独立的无线网络将其接入无线系统 ，如果可以同时选择通过第1和第13频率作为信号的传输应用信道，CBTC 内的控制命令会在两套各自独立的系统中分别传输，只要有一套系统传输成功就能使地铁控制命令正常发挥作用。由于其中使用的是两个独立信道，其中一个信道可以作为冗余备份信道，这样能够大幅减少地铁 CBTC 车地无线通信系统受到 WiFi 干扰的概率，进而从根本上提高地铁通信的可靠性与稳定性。
（三）采用定向天线强化有用信号并弱化干扰信号
可以在地铁 CBTC 车地无线通信系统安装过程中采用小角度的高增益定向天线，以此强化来自轨道方向的有用信号并弱化干扰信号，提高载干比。还可以通过车载双天线的方式全面消除 WiFi多径干扰信号。
（四）借助社会各界力量提高地铁搭乘管理水平
WiFi信号是地铁 CBTC 车地无线通信系统中通信传输的主要干扰类型，而 WiFi又是当今人们广泛使用的工具之一，为了在最大程度上避免其对地铁 CBTC 车地无线通信系统使用产生不良干扰 ，需要社会各界力量共同配合努力，地铁相关管理部门应该对其无线系统的应用构建更加完善且严格的制度体系，统一规划地铁上公共网络系统的使用情况，平衡网络资源。与此同时，政府可以通过公益广告等方式为乘客提供安全意识教育及公德心教育，提醒乘客在乘坐地铁期间尽量减少对 WiFi设备的使用 ，并构建全面的相互监督机制，鼓励乘客们彼此监督，避免WiFi干扰引发地铁 CBTC 车地无线通信系统运行遇障。
三、结束语
根据查阅相关资料发现，国外发达国家也在使用车地无线通信系统，但是通过报道却很少看到该系统被其它信号干扰的报道，而我国被干扰的现象却日益严重。我们只能深入实践，才能找出问题的根源，采取有效措施，提高地铁运营安全及效率。
参考文献
[1]罗俊杰.移动闭塞信号系统无线通信干扰问题探讨[J].中国高新技术企业，2014（23）：88-89.
[2]许瑞琛，房骥，杜昊，等.470-510MHz频段无线抄表系统干扰共存[J].电信科学，2017（1）：143-152.
论文作者:杨嘉俊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/24
标签：干扰论文; 地铁论文; 信号论文; 通信系统论文; 系统论文; 频段论文; 频率论文; 《防护工程》2018年第2期论文;