基于地鐵通信系統(tǒng)電磁干擾的問題研究

鄭超+張釗瑋

【摘要】 地鐵中能夠?qū)νㄐ畔到y(tǒng)產(chǎn)生干擾的因素有很多，不僅包含地鐵中的一些電器設備，還包含自然環(huán)境中的一些干擾因素，如雷電。這些因素都會以不同的途徑與頻段，對地鐵通信系統(tǒng)產(chǎn)生不同程度的干擾，從而導致通信系統(tǒng)無法正常工作。文章從電磁干擾入手，分析對通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因，再通過干擾屏蔽以及線纜放布等方式，研究對地鐵通信系統(tǒng)中電磁干擾的處理方法。

【關鍵詞】 地鐵 通信系統(tǒng) 電磁干擾 處理

一、地鐵通信電磁干擾途徑

從傳播途徑的角度出發(fā)，電磁干擾可以分為以下兩種：

1、傳導干擾。這種干擾方法主要指的是以導電介質(zhì)為基礎，將信號耦合在兩個電網(wǎng)絡之間進行轉(zhuǎn)移。電磁干擾信號在傳輸過程中，需要擁有相對完整的電路連接干擾源于敏感器，只有這樣，干擾源才能夠?qū)⒏蓴_信號傳輸?shù)矫舾衅髦校瑥亩a(chǎn)生干擾。

2、輻射干擾。這種干擾指的是干擾源利用空間的方式，將信號耦合在兩個電網(wǎng)絡之間轉(zhuǎn)移，干擾源的導線可以轉(zhuǎn)化成輻射天線，如當高頻電流流經(jīng)干擾源的外殼時，外殼便成為了輻射天線，將電磁干擾向周圍輻射。

二、抑制地鐵車輛電磁干擾的策略

2.1對地鐵系統(tǒng)外部電磁干擾進行屏蔽

由于地鐵車輛受到的電磁干擾很大一部分是地鐵系統(tǒng)內(nèi)無線發(fā)射站以及自然環(huán)境的干擾，因此為了抑制地鐵車輛受到的電磁干擾，應當利用屏蔽手段對地鐵系統(tǒng)外部電磁干擾進行合理屏蔽。屏蔽手段不僅可以有效地防止保護電路受到外部電磁干擾，同時也可以防止屏蔽網(wǎng)內(nèi)的電磁干擾向外發(fā)送輻射。在地鐵系統(tǒng)中，具體屏蔽部位一般會定位在地鐵車輛的接收器裝置以及車站總控制室，在布置屏蔽系統(tǒng)時必須按照具體操作規(guī)范設置接地系統(tǒng)。通常來講，地鐵車輛對外部電磁干擾的屏蔽可以分為電場屏蔽、電磁屏蔽以及磁場屏蔽集中，其中選擇電場屏蔽時應當在確保高導電性材料良好接地的基礎上，合理選擇高導電材料的接地地點。地鐵系統(tǒng)內(nèi)的磁場屏蔽主要指的是對低頻磁場以及直流磁場的屏蔽，盡管磁場屏蔽的實際效果與電場屏蔽相比較弱，但卻是現(xiàn)階段我國地鐵系統(tǒng)采用較多的屏蔽方式。在設置磁場屏蔽時應當選擇鐵磁性材料，并確保這種材料原理自身含磁性的電子元件，在對磁屏蔽體進行開孔時尤其應當注意開孔方向，通過是磁通流向與開孔長邊保持平行，縮短磁路總長度。

2.2確保地鐵車輛電子設備的電磁兼容性

為了抑制地鐵車輛受到的電磁干擾，不僅應當對地鐵系統(tǒng)的外部電磁干擾進行屏蔽，還應當確保地鐵車輛內(nèi)部電子設備的電磁兼容性，并將電磁兼容性作為重要指標，對地鐵車輛電子設備質(zhì)量進行嚴格把關。地鐵車輛內(nèi)部顯示器、通信設備以及控制器等設備都會產(chǎn)生一定的電磁干擾，因此在購置此類電子設備時，必須確保電子設備符合地鐵系統(tǒng)的電磁兼容性標準，優(yōu)先選擇具備較強抗干擾能力的電子設備，并利用隔離、浮地技術等方式，削弱電子設備產(chǎn)生的電磁干擾。在購置地鐵車輛電子設備以及電氣設備時，應當加強與生產(chǎn)廠商的聯(lián)系與溝通，深入了解電子設備具體抗干擾指標，對其差模擬制比、耐壓能力等情況進行了解，合理規(guī)劃電子產(chǎn)品工作的磁場強度環(huán)境。

2.3改良現(xiàn)有接地系統(tǒng)

在設計接地系統(tǒng)的過程中，理想化的節(jié)點系統(tǒng)不僅應當是系統(tǒng)電路零電位的參考點，同時在電流經(jīng)過時不應當產(chǎn)生電壓降現(xiàn)象，應當是一種零電位且零阻抗的物理實體。為了盡可能降低地鐵車輛的接地干擾，應當對接地系統(tǒng)中接地點的數(shù)量與位置進行合理規(guī)劃，結(jié)合實際需求確定接地點以及回路干擾的位置。設計合理化的接地系統(tǒng)是兼具可靠性與有效性的電磁兼容設計技術，結(jié)合地鐵實際運營情況設計接地系統(tǒng)不但能夠有效地減少電磁干擾的發(fā)展，同時可以提高地鐵車輛接收器裝置的抗擾度。我國現(xiàn)階段地鐵系統(tǒng)中的機電設備通常屬于低頻電路，適合單點接地的接地系統(tǒng)，單點接地主要指的是選取整個地鐵電路系統(tǒng)中的某一結(jié)構(gòu)點作為地鐵接地系統(tǒng)基準點，并將各個單元的信號集中連接到這一接地系統(tǒng)基準點。由于合理的單點接地系統(tǒng)可以有效地抑制地鐵車輛的電磁干擾，為了防止電流在地鐵信號系統(tǒng)的信號地線各點中產(chǎn)生點位查，應當對安全地線、信號地線以及電源進行隔離處理，并在電源部分合理化進行單點連接。

三、有效實施地鐵通信系統(tǒng)預防性維修養(yǎng)護的對策

1、強化員工對養(yǎng)護維修方案的認知度，為地鐵通信系統(tǒng)提供安全運行環(huán)境。首要任務是強化相關人員對預防性維修養(yǎng)護理論的認知程度，定期舉行各種形式的培訓活動，讓員工能夠更深入的了解崗位職責，幫助操作維修人員樹立預防性養(yǎng)護維修意識，進而促進預防性養(yǎng)護維修理論的應用。為了促進相關人員預防性養(yǎng)護維修意識，地鐵運管部門還應強化崗位職責的績效評價工作，以績效評價為基礎強化崗位工作人員日常工作中預防性養(yǎng)護維修工作的開展，提高地鐵通信系統(tǒng)的運行安全性與穩(wěn)定性。

2、創(chuàng)建有效合理的維修養(yǎng)護機制，確保地鐵通信系統(tǒng)運行可靠性。當前地鐵運行維修部門要結(jié)合通信系統(tǒng)實際的設計方案及使用情況確定養(yǎng)護維修管理工作的重點，同時根據(jù)地鐵通信系統(tǒng)中的易損零部件情況確定預防性養(yǎng)護維修工作周期。在地鐵通信系統(tǒng)實際情況掌握的基礎上，建立健全的預防性養(yǎng)護維修管理體系，以此確保預防性養(yǎng)護維修體系能夠真正指導養(yǎng)護維修工作，確保通信系統(tǒng)在預防性養(yǎng)護維修管理下穩(wěn)定安全的運行。針對城市地鐵系統(tǒng)中各線路建設時間不同、應用技術不同的特點，還應根據(jù)線路通信系統(tǒng)的不同進行分項內(nèi)容確定，以地鐵通信系統(tǒng)實際情況為基礎，建立預防性養(yǎng)護維修管理體系，保障通信系統(tǒng)的暢通。

3、確保地鐵通信系統(tǒng)各項工作的合理性，如果要在通信系統(tǒng)正常運行情況下對其實施全方位的維修養(yǎng)護，此時應先對系統(tǒng)實際的運行狀態(tài)準確掌握，所以需要對通信系統(tǒng)各方面狀態(tài)進行合理的調(diào)研及整理。然后結(jié)合信息整理及調(diào)研結(jié)果規(guī)劃系統(tǒng)的養(yǎng)護維系周期。通過對地鐵通信系統(tǒng)信息的掌握，了解和確定預防性養(yǎng)護維修的重點。并通過通信系統(tǒng)運行信息情況的了解，及時發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)異常，避免故障進一步擴大造成的安全事故的發(fā)生。

4、嚴格按照交接班機制開展工作，強化對此工作的管理力度。在對系統(tǒng)進行日常維修養(yǎng)護工作時要重視工作周期的確定及執(zhí)行工作，要求工作人員嚴格按照交接班機制開展工作，加大對交接班的管理，通過對地鐵運行中維護人員具體的工作情況創(chuàng)建相應的交接班管理制度。針對通信系統(tǒng)的實際情況編制交接班記錄，在記錄中應詳細規(guī)定通信系統(tǒng)的運行工況、異常數(shù)據(jù)情況以及處理措施及責任人等內(nèi)容。以科學的交接班管理預防接班人員對通信系統(tǒng)實際運行情況了解不足引發(fā)的通信系統(tǒng)故障，預防故障隱患的進一步擴大。

總結(jié)：由于地鐵本身具有較強的社會效應，其安全性與我國居民的人身財產(chǎn)安全存在著直接關系，因此為了提升地鐵車輛運行的可靠性，應當從確保地鐵車輛電子設備的電磁兼容性入手，合理化設計屏蔽系統(tǒng)對外部信號干擾進行削弱，并根據(jù)地鐵實際運行情況設計接地系統(tǒng)，進而推進我國地下鐵路的發(fā)展進程。

參 考 文 獻

[1]陳杰.地鐵無線通信系統(tǒng)電磁干擾分析及解決方案研究[D].蘇州大學，2014.

[2]崔建樂.地鐵通信系統(tǒng)電磁干擾分析[J]. 智能建筑與城市信息，2010（07）：88-89.