摘要：随着城市轨道交通行业的快速发展，传统的公共交通运营服务已日益无法满足人们的出行要求，随着地铁建设的飞速发展，地铁成为人们在城市中出行的重要手段之一。而波导管技术的应用彻底解决了同站台换乘时车地无线通信的干扰问题，本章就重点介绍波导管技术在地铁信号系统中的应用。本文首先分析了波导管和信号系统，接下来详细介绍了波导管无线单元的损耗计算以及波导管安装、系统耗损，最后对调试成套设备、管段衔接损耗进行阐述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。同时也希望为我国波导管技术在地铁信号系统中的应用做出贡献。
关键词：地铁信号；系统；波导管；应用
引言
地铁是大中城市常见的一种运输方式，城市地铁面临原来越大的压力。地铁技术在发展的同时，也推动了地铁信号的发展。从当前的情况看，地铁信号系统逐渐拓宽范围，改变了列车必备的细化管控系统，形成了以主导筛选适宜的波导管。
1波导管和信号系统
在应用于无线数据传输时，波高管具有传输频带宽、耗损少、可靠稳定、抗干扰等优势。微波漏隙波导管既可以在列车上，也可以在地面上传输无限信号，具有传播范围广、稳定性好、抗扰能力强等特点。这种波导内部中空，铝制材质，呈矩形状，朝向列车方向位置间隔设置了窄缝，这就使得信号以均匀辐射的形式向外传播。
2波导管无线单元的损耗计算
波导管配置设计时,为保证无线信号可靠传输,波导管末端信号强度必须满足无线系统标准的要求(20dB)。进行波导管末端功率计算时,需要分析无线单元中各组件的无线损耗。
2.1同轴电缆
这是可灵活使用的部件,用于将TRE和波导管区段或2个波导管区段连接在一起。同轴电缆的无线损耗是0.12dB/m,每段同轴电缆的损失为ILcoax=0.12×L。其中,L是同轴电缆的长度。为减少衰耗,应尽可能使同轴电缆长度最小化。对于初步的波导管布置,可以首先考虑最坏情况,采用最大长度值15m来进行计算。
2.2 TGCC
TGCC也是连接器,用于几个波导管区段之间与同轴电缆相连接。一个TGCC的无线损耗为3.2dB。漏隙波导管的衰减是0.02dB/m, TGCC的引入需要使用同轴电缆,也会增加总衰减。
3波导管安装
波导管可以安装在隧道顶部或地面上,根据安装原则,实际工程中结合现场环境灵活确定。漏隙波导管的安装应保证漏隙波导管和列车无线天线的距离保持不变。为保证波导传播,漏隙波导管与车载天线的距离应该保持在30～40cm之间。实际安装时,可根据车顶部天线距离轨面的高度以轨面为基础计算。安装过程中,需要用激光测距仪和激光角度尺不断进行复测和修正,以满足技术需求。在地铁工程中，根据使用场地的实际情况，合理选择波导管，在合适的位置安装，可以安装在隧道上，也可以安装在地面上，无论怎样，都要做好防水工作，避免水侵蚀对设备带来的破坏。一些波导管出现了漏缝，安装时，要保持和列车距离不变。一般情况下，为了保障数据能正常传输，要使漏缝波导管和列车的无线天线隔开一定距离，保持30cm到40cm间进行距离测量。
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4分析系统耗损
4.1管段衔接损耗
管件配置相应的衔接配件需衔接同轴电缆。TGCC内部没有出现损耗的部分，一般情况下，表示为310Db。裂隙管衰减多出部分每米0．1dB。使用TGCC配件，以减少管道内部的缝隙，如果配置相应的TGCC，要考虑设备采购的总衰减。在这种情况下，要对波形导管产生的无限损耗进行测量，超出部分按照每米0．11dB。如果将管段布设在原有的隧道顶端，要使用特定的膨胀螺钉，为了更好悬挂这种管路。隧道顶管和原有的地铁轨道面具有不同的高度差。面对这种情况，挑选合适长度的架设支架，保障轨道平面布置的质量。
4.2同轴线缆耗损
在对波导管进行配置时，为了确保不同时段信号的传递，管路的末端配置特定的功率测定，包含多重无线单元等。同轴电缆自身的灵活性，使其能衔接管路中的区段，对同轴电缆产生的这部分损耗用每米0．12dB表示，为了避免总损耗过多，要减少线缆的长度。刚开始对电缆进行布设时，要考虑最不理想的状况。
4.3选择合适波导管应用实践
在地铁构架内部系统中，配置波型导管，从最初的AP开始，间隔3m距离，安置固定支架。支架和法兰盘衔接，将间距控制为200m，相邻线管增添75cm。轨道分差区和同轴线缆相衔接，位于波型导管的左右两端，保障分出去信号的通畅性。
5调试成套设备
设备安装之后，应当接着调试，保障最优性能，提升原有的通信质量。采纳回声测试，对于管路架构中的各类异物慎重查验，保障管路顺畅。筛选测试仪器，包含微波特性的配套仪器、故障辨识及定位依托的仪器。设定已知参数，接纳传递过来的高频信号。波导管固有的同侧，还应量测各时段的返回信号。这样做，可以判别波导调配的真实状态，辨析异物角度，然后除掉异物。设定传输测试，衡量管路之内的信息衰减。这类量测机理，是在管路之中衔接一个特定频次的、特定强度的接续信号。在管路终端，还要配有成套的某一量测仪器，以便接纳并测定这一信号。传输检测之中，测得信号及初始时段的接入信号，带有某一强度差值。这个差值表明了管路架构中的衰减总量。
6管段衔接损耗
管段必备的衔接配件，包含TGCC，它衔接着细分出来的多个区段，也衔接着同轴线缆。TGCC架构内的无线损耗，常被测定成310dB。对于裂隙管段，这类衰减常会超出每米0.1dB。采纳TGCC必备的配件，以便缩减管段以内的缝隙。若添加了配套的TGCC，则应采购配套的这类电缆，增添总体衰减。波导管段测得的无线耗费，常会超出每米0.11dB。若把管段布设在固有的隧道顶侧，适合采购某一膨胀螺栓，以便悬挂这类管路。隧道顶侧与地铁固有的轨道面，包含差异高度。针对这种状态，筛选各类长度的架设支架，保障轨道平面及布设的管路间隔合格。
结语
信号系统使用波导管技术首次于2003年在新加坡东北线信号工程中,采用地面安装的设计方案。国内首次应用波导管技术的是2006年北京地铁2号线“消隐”改造工程信号系统,采用隧道顶部安装的设计方案,同时,这也是世界上首条隧道顶部安装设计的线路。2006年首都机场线全线采用波导管地面安装的设计方案。微波特性的常用波导管被布设在地铁架构内，它带有双向传递的特性，是信号传递依托的必备媒介。这类波导管建构的信号体系，拓展了固有的传送频带，缩减信息损耗，提升了可靠性。 波导管建造的材质，包含中空特性的矩形铝制管路。在适当方位添加某一接收器，可以接纳辐射过来的若干信号，处理得到可用的信息。未来进展之中，应当摸索新颖的更优技术，提升应用价值。希望此文能对国内信号专业人员了解及应用波导管技术有所帮助。
参考文献:
[1]姚样平.基于离散模型的地铁回流系统分析[J].硅谷.2013（19）：41-58
[2]蒋承健.地铁车载信号至车辆的接口功能与管理[J].科技创新与应用.2014（08）：36-43.
论文作者:赵红
论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期
论文发表时间:2019/1/9
标签：波导管论文; 信号论文; 地铁论文; 管路论文; 同轴电缆论文; 隧道论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第24期论文;