WLAN技术在地铁列车控制中的应用

【关键字】 WLAN CBTC 车地通信 自由传播深圳地铁二期，共有三条线路分别为蛇口线、龙岗线、环中线。三条线路的信号系统均采纳时下最为先进的基于通信的列车控制（CBTC）系统。龙岗线采纳 BOMBARDIER 公司的技术，蛇口线、环中线采纳 ALSTOM 的技术。国内 CBTC 系统的车-地通信方式主要有两类，交叉感应环线方式（IL）和无线扩频通信方式（RF）。基于环线的 CBTC 系统主要的代表为 THALES SelTracS40，在轨道交通和干线铁路领域使用多年，有成熟的运用经验。目前国内仅有武汉轻轨 1 号线、广州地铁 3 号采纳该方式。交叉感应环线方式具有传输特性好，抗干扰能力强的优点，但感应环线数据传输速率较低，只能够满足 CBTC 系统对数据量的基本需求。因为深圳未采纳该种方式，所以本文不做详细阐述。ALSTOM BOMBARDIER 两家公司的 CBTC 系统在系统结构和功能基本一致，但两公司的车-地双向连续通信方式还是存在一定的差异。无线扩频车-地通信方式，根据采纳的传播介质的不同又分为：自由波天线、波导管、漏泄电缆三种方式。ALSTOM BOMBARDIER 的 CBTC 系统的车-地通信媒介如下表所示。深圳地铁 3 号线由高架段和地下段两部分组成，传输方式采纳自由波天线和漏泄同轴电缆混合式。高架段采纳天线地下段采纳漏缆。深圳地铁 2、5 号全部为地下段，全线采纳波导管方式。现在我对三种传输方式进行简单的介绍：一、自由波天线深圳地铁 3 号线高架段采纳自由波天线作为车-地通信方式。自由波天线方式主要是在轨旁设置 AP 箱和定向天线。AP 箱中的接入交换机通过冗余的以太网络与骨干网交换机相连，每个 AP 点都是双网覆盖（红、蓝网络）图 1，通过 AP 设备连接定向天线与车载设备天线互相通信。在频率覆盖方面相邻 AP 点之间设计为重叠覆盖，使得任何一个 AP 点的故障均不影响整个系统的正常运行。因为自由波天线网络技术符合 IEEE802.11 系列网络标准，可利用的标准化网络产品多、组网便捷、安装简便、设备维护价格相对便宜所以是目前 CBTC 系统研发、应用的主流方向。二、漏泄电缆深圳地铁 3 号线地下段采纳漏泄电缆作为车-地通信方式。漏泄电缆方式特点是场强覆盖较好、可控，抗干扰能力强。缺点是漏泄同轴电缆价格高，安装过程复杂，漏缆需要安装在隧道的侧壁或隧道顶部。因深圳地铁 3 号线列车采纳三轨供电方式，漏缆安装在隧道顶部。由于安装在隧道顶部增加了施工难度及增大了人工消耗，同时为后期...