论地铁通信系统中的无线覆盖与优化

论地铁通信系统中的无线覆盖与优化

刘宇伟

深圳地铁运营集团有限公司   广东深圳518000

摘要：城市轨道交通近年来得到了极大的发展，为人们的生活出行提供极大的便利，缓解了城市日益紧张的交通压力。地铁作为城市轨道交通的主要设备，其所承载的通信系统也关系到人们的乘车便利，在当前网络不断发展的前提下，人们对于地铁通信系统中无线覆盖的要求也在提升。本文将简要阐述地铁通信系统的架构，结合当前无线网络架构设计的变化发展，探讨在地铁通信系统中无线的覆盖与优化。

关键词：地铁通信；无线覆盖；优化

在信息网络不断的发展的当下，地铁通信系统中无线的覆盖为地铁的固定以及移动用户提供更加可靠的信息交互方式，同时也能够在地铁运行的各类突发事件中提供更多的避险通路。因此，在地铁通信系统中无线的覆盖以及优化是具有非常重要的意义的。

一、地铁通信系统无线架构模式

地铁的结构本身比较复杂，同时一般是深入地下的环境，无线网络信号的穿透力差，在地下比较容易受到各种因素的干扰，甚至是在地铁高速运行的状况下信号出现中断无法交流。随着信息技术的发展，目前在地铁中的通信系统已经取得很大的进步，在一些地区的地铁运用中已经极大的提升了无线网络的覆盖率，同时无线信号的稳定性与有效性也在持续的提升［1］。因此，当前结合信息技术的不断提升，不断完善在地铁通信系统中无线信号的覆盖率，同时优化无线信号的稳定性，对于提升地铁用户的舒适性与便利性，提升城市形象以及地铁运行稳定性都具有非常重要的意义。

目前，一般来说，地铁中通信系统的无线覆盖都是采用车地无线网络制式（如图一）来覆盖无线网络。车地无线网络覆盖模式一般分为车载无线通信单元以及地面无线通信单元。车载无线通信单元即在地铁车厢内按照地铁本身的设计，长度等各种因素选择合适的地点安装无线网络通信系统。值得一提的是，车载无线网络通信单元除了要满足地铁用户的通信需求之外，还需要满足的地铁内部的交互通信需求，例如在车头控制室中对各个车厢之间的紧急通信方式。车载无线通信单元搭载在车内，一般与车厢一同在地底高速通行，容易受到较多因素的干扰，因此无线信号的稳定性也会受到较大的干扰。地面的无线通信单元相对车载的更加复杂，无线信号的主要发射与控制系统一般是在地面，因此，在地面通信单元中会有基站，核心网络，列车信号设备，网络监测服务器，WIFI控制器等一系列的设施，这些也是影响无线网络信号的关键设施。车地无线网络最为主要的模式是通过地面的基站发射信号，车载的控制设备收到信号之后传播到各个通信单元，同时根据软件设置对信号进行检测并且做出调整［2］。一般在地面也会有相应的列车控制信号，无线信号等的监测设备，持续监测列车的通信系统运行状况。在车地通信系统中，我们最为关注的是搭载在列车内的通信系统以及信号的稳定性，但是事实上，随着当前地铁建设的发展，一些地铁站规模较大，日常运行过程中人流量也非常大，尤其是一些地铁交汇中转站，已经俨然成为城市中心，具有非常重要的作用。因此，作为地铁通信系统的附属，地铁站内的通信系统的架构也非常重要，尤其是对于层数较多的地铁站，在较低的楼层中信号的稳定性也非常重要。当然，在不同的城市地铁运行中，因为当地的地质条件，城市发展，经济发展等多种因素的影响，地铁通信系统的架设差异较大。并且在我国的各个城市地铁发展差异也比较大，部分比较早出现地铁的城市中一些较为老旧的地铁站相反地铁通信系统中无线的覆盖率反而不高，而在一些新兴城市中的地铁建设中，城市将地铁的发展作为城市发展的一张名片，反而会运用最为先进的技术，来铺设通信系统，在地铁站内覆盖较为完善的无线信号。但是结合当前地铁通信系统的无线覆盖率以及整体水平，我们还是需要进行持续的优化。

图一

二、地铁通信系统中无线覆盖与优化措施

地铁通信系统中无线信号的覆盖率与稳定性与通信系统架设的硬件设施以及软件设施有关。从地铁无线信号的覆盖率来看，这主要取决于地铁通信系统构建的完善性，即在地铁建设中对通信系统架构的选择，以及相关硬件设施的选择以及区域规划。从根本上来说，不仅是与技术有关，还关系到地铁建设中硬件设施的预算投入。从地铁无线信号的稳定性来说，则是主要取决于对地铁通信系统中各个硬件设备的位置规划，安装以及调试这些技术规划与手段的影响。当然，地铁本身的运行环境，如周边地理环境，周边的基站建设，各大网络运营商的信号干扰等等。但是从根本上来说，提升地铁通信系统无线覆盖率以及稳定性，还是需要从硬件配置以及软件调试这两个主要方面进行。

从硬件上来说，地铁通信系统中无线覆盖率的提升从本质上来说就是降低无线信号在发射过程中的衰减，同时尽量延伸接受范围。因此需要从两个方向着手。第一，加大地面基站的信号发射功率。这是提升信号覆盖率的直接方式，但是我们也需要注意到，信号功率都是具有极限值，也就是有最大值设定，并且信号的发射功率越大，耗电量越大，对于地铁运行本身的内置通信系统也是会产生一定的影响。同时也不可忽视，过大的功率产生的辐射也会对人体身体健康产生影响

［3］。因此，要根据地铁自身的运行以及周边环境等多方面因素综合考虑一个合理范围发射信号。第二，因为地铁深达地下几十米，信号本身的穿透性较低，并且在发射的过程中受到各种因素的影响也会产生衰减，这是就需要在途中安装中继器持续的接力传输信号，就像接力赛一样通过中继器持续的传送信号。因此，也需要根据地铁站的设计在不同的区域地点安装中继器，让地铁的无线信号能够覆盖面更广。

从软件设施上来说，提升地铁通信系统中无线信号的稳定性则需要从硬件调试，网络技术等方面进行突破。第一，精确地铁通信系统中的各个硬件的调试，优化天线的极化方向，方向角等的调试，这些硬件的调试能够在当前的技术手段以及硬件水平基础上发挥最大的信号接受与传输的功效，将现有的基础设施的效用发挥到最大。第二，结合地铁的设计与规划，优化地铁通信网络系统的组块设计，选择合适的通信系统架构方案。例如，针对WLAN技术制式提出的简化方案，针对item制式提出的优化方案减少信号的干扰与消减。除此之外，目前我国的通信网络已经在朝着5G发展，未来地铁通信网络系统向5G升级也是一个必然的趋势。因此，我们目前可以分析5G的技术模式，利用其中的制式进行改善，提升地铁通信系统中无线的稳定性。事实上，目前我国的三大主流通信运用商所采用的都是不同的网络组块模式，这些方式也可以为我们地铁的通信系统搭载提供经验与灵感，提供合理的组网策略优化策略。

结论

    综上所述，当前城市轨道交通的发展日新月异，地铁通信系统中的无线覆盖也需要进一步的提升覆盖范围以及信号稳定性。因此，我们需要针对目前地铁通信系统的架构模式，从硬件设置，硬件选择，软件调试以及技术上不断的攻克，针对地铁无线信号的性能进行不断的提升与优化。作为一种日益重要的城市交通工具，地铁不仅为人们的出行提供极大的便利，在某种程度上还是城市发展的名片，因此优化地铁通信系统的无线信号也具有非常重要的意义，需要随着技术的发展和当前人们要求的提升而不断进步，为人们提供更为便利舒适的出行服务。

参考文献

［1］杨方.试析地铁通信中的无线系统和网络优化技术[J].   数字通信世界. 2020(11)：78-79

［2］杜建新.关于地铁通信系统集成及网络覆盖优化工程实施探讨[J].中国新通信,2021,23(07):28-29.

［3］杨勇.  地铁5G无线网覆盖方案探讨[J]. 数字通信世界. 2020(10)：84-85