本发明专利技术公开了一种城市轨道交通CBTC车地无线通信信号覆盖方法，该方法采用泄漏电缆、智能天线相结合，实现城市轨道交通CBTC列车信号系统车地无线通信信号覆盖。它克服了传统基于802.11x系列技术、和采用射频天线或泄漏波导进行信号覆盖的弊端。本发明专利技术基本实现轨道区间内不再需要敷设有源设备，并通过相邻车站的基站信号在区间内交叉重叠覆盖，确保因失电等原因导致一座车站通信信号设备失效后，整条线路的CBTC系统车地通信能继续保持，极大程度提升系统的可靠性、可用性和可维护性，为地铁列车安全运营提供保障。
【技术实现步骤摘要】
一种城市轨道交通CBTC车地无线通信信号覆盖方法
本专利技术涉及无线信号传输
，尤其是一种城市轨道交通CBTC车地无线通号覆盖方法。
技术介绍
CBTC (Communicat1n Based Train Control System)是基于无线通信的列车自动控制系统，采用先进的通信、计算机技术，连续控制和监测列车运行，用以代替传统基于轨道电路来实现列车运行控制的列车信号系统。 CBTC自2004年引入我国以来，我国城市轨道交通新建线路均采用CBTC技术，其中车地无线通信系统都采用2.4GHz ISM频段的802.1lX系列无线宽带技术，无线信号覆盖方式有两种:一是采用普通射频天线，通过自由空间波完成行车区间的信号覆盖，二是采用成本很高的泄漏波导完成无线电波的传输和行车区间的信号均匀覆盖。 按照现有的方案，沿着地铁行车区间大约每隔100到300米就需要在轨旁安装无线收发设备(AP)，这给CBTC信号系统的管理、维护带来很大的困难，各城市地铁运营公司均呼唤更好的解决方案，尽可能避免在行车区间部署有源设备(包括无线基站、传输、电源 O 在我国地铁运营中，曾经出现因一车站CBTC信号设备失电致系统不能正常工作，线路运行进入人工调度模式，因人为操作失误，致使一辆列车追尾前方在区间停车待命另一辆列车。事故之后，地铁信号专家提出:为了避免类似事故再次发生，能否进一步改进CBTC系统，使得在一座车站失电所致该站信号设备退出服务以后，全线列车的CBTC车地无线通信还能保持正常工作。 2012年11月，媒体报道我国地铁多次出现地铁列车因受到手机WiFi的干扰被逼停的现象。因此，专家呼吁采用专用频率资源，取代面向公众的、全开放的2.4GHz ISM频段，来承载CBTC信号车地通信，消除干扰隐患。 因此，亟待提出一种新的无线信号覆盖技术方案，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有城市轨道交通CBTC列车信号系统的车地无线子系统的不足之处而提出的一种城市轨道交通CBTC车地无线通信信号覆盖方法，以解决现存的问题、规避风险，增强和提升CBTC车地无线子系统的可靠性、可用性和可维护性，更好地为行车安全提供保障。 本专利技术的目的是这样实现的:一种城市轨道交通CBTC车地无线通信信号覆盖方法，该方法包括:(I)、通过泄漏电缆和智能天线的组合应用，完成CBTC车地无线通信信号的覆盖 a、正线普通区间 将基站、电源、传输有源设备安装在车站，沿轨道连续铺设泄漏电缆，在车站处将泄漏电缆截断；基站信号经过合路器或电桥组成的信号分配系统后，接入到泄漏电缆中；b、正线大于2.0公里的地下长区间同样将基站、电源、传输有源设备安装在车站，沿轨道连续铺设泄漏电缆，在车站处将泄漏电缆截断，同时在区间中部将泄漏电缆截断，并在此处也安装基站、电源、传输有源设备，基站信号经过合路器或电桥组成的信号分配系统后，接入到泄漏电缆中。 C、正线大于2.0公里的地面长区间在车站安装基站、电源、传输有源设备和智能天线，区间不再配置有源设备；对于不具备智能天线安装条件的车站，在相应的区间沿轨道连续敷设泄漏电缆，在每2-2.5公里附近有高架立柱的位置将泄漏电缆截断，将基站、电源、传输有源设备安装在轨道下方的立柱上，通过射频电缆将基站信号向上馈入泄漏电缆；对于只有一侧敷设泄漏电缆的车站，在该站无泄漏电缆的一侧配置定向智能天线；对于两侧区间均未敷设泄漏电缆的车站，在该站配置全向智能天线。 d、停车场和车辆段在从正线进入车辆段的支线上，沿轨道敷设泄漏电缆；车辆段和停车场的外场，在信号楼处安装智能天线；在车库内，依据常规的无线室内分布方式采用射频电缆、泄漏电缆和小天线完成信号覆盖。 ⑵、相邻车站的无线信号交叉重叠覆盖轨道区间，确保列车在正线区间线路上始终能同时接收到来自最近两座车站的信号，实现列车与地面之间的异地备份路由a、将铺设在区间的泄漏电缆直接连通上下行基站，即区间上下行车站的基站共用贯通区间的泄漏电缆，通过适当的设计、并在实施过程中通过调整基站功率和智能天线高度，合理控制覆盖范围，在轨道区间形成交叠覆盖。 b、所有基站采用GPS卫星或北斗卫星信号时钟源进行同步，避免基站间相互干扰。 ⑶、地面双线立体交汇换乘站的无线通信信号的覆盖 a、各线在换乘站上下行区间均敷设泄漏电缆。 b、优化分配频率资源(i)、划分为Rl和R2两个资源，各1.5MHz带宽，采用R1R2R1R2复用模式，用于非换乘的普通区段。 (ii)、划分为rl、r2、r3、r4四个资源，各750KHz带宽；在换乘站，线路A使用rl和r2，线路B使用r3和r4 ;在换乘站所属各线的上下行区间内分别再部署一套基站设备；将频率划分为，线路A:【R2】-rl- [r2]-rl- [R2], [Rl ]-r3- [r4]-r3-【Rl】;其中，【r2】【r4】为换乘站，[R2]【Rl】分别为上下行车站，rlr3为区间增设基站。 本专利技术的有益效果:⑴合理避免了在轨道区间安装有源设备；⑵保证列车始终能分别接入区间两端的基站，为列车提供双重、异地路由，确保在一座车站因失电等原因导致设备失效后，列车能继续保持与地面的通信；⑶避免换乘线路之间相互干扰。 【具体实施方式】 本专利技术是在行车区间采用泄漏电缆与智能天线混合组网的一种CBTC车地无线覆盖方法。采用泄漏电缆和智能天线相结合的方案，替代传统的射频天线或泄漏波导，完成城市轨道交通CBTC车地无线系统的电波传播和信号覆盖。 (I)频率资源与技术标准选择依据工信部无函2012【52】号文，轨道交通CBTC车地无线作为一种“行业专网业务”(参照工信部无函2012【52】号文第一条)，地铁公司可以向无线电管理部门申请406.5-409.5MHz频率资源，并依据YD/T2115-2010和YD/T2117-2010标准配置设备(参照工信部无函2012【52】号文第三条)，承载CBTC车地无线通信业务。 在406.5-409.5MHz频段，泄漏电缆和智能天线技术均非常成熟，可选产品多。而且这一频段的无线电波非常适合通过泄漏电缆传输，是应用泄漏电缆的最佳频段之一，有效传输距离大于2公里，满足大部分城市轨道交通需求。 符合YD/T2115-2010和YD/T2117-2010标准的设备支持智能天线技术。智能天线技术是第三代和第四代移动通信的核心技术，通过相位和功率的自适应调节，使得电磁波聚焦为一个波束，并自动追踪移动终端，实用于郊区高架轨道，有效覆盖距离可大于10公里。 (2)覆盖设计依据通用的电磁波传播理论，按常规覆盖设计方法做链路预算，计算出经过泄漏电缆或智能天线辐射的电磁波信号沿着轨道、以及车辆段、停车场和车库内各区域的信号场强分布。在设计过程中，通过调整发射功率、天线挂高、或变更合路器、电桥等信号分配无源器件、或不同指标参数的天线，以调整信号场强分布。经过合理的设计控制，使得信号场强满足车地通信的基本需求，并留有余量(建议不低于6dB)，同时满足在正线轨道区间上，恰好实现交叉重叠覆盖，即车辆能接入到相邻两个基站。 当城市轨道交通形成网络化规模以后，需要通过设计，适当控制信号分布，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种城市轨道交通CBTC车地无线通信信号覆盖方法，其特征在于该方法包括：⑴、通过泄漏电缆和智能天线的组合应用，完成CBTC车地无线通信信号的覆盖a、正线普通区间将基站、电源、传输有源设备安装在车站，沿轨道连续铺设泄漏电缆，在车站处将泄漏电缆截断；基站信号经过合路器或电桥组成的信号分配系统后，接入到泄漏电缆中；b、正线大于2.0公里的地下长区间同样将基站、电源、传输有源设备安装在车站，沿轨道连续铺设泄漏电缆，在车站处将泄漏电缆截断，同时在区间中部将泄漏电缆截断，并在此处也安装基站、电源、传输有源设备，基站信号经过合路器或电桥组成的信号分配系统后，接入到泄漏电缆中；c、正线大于2.0公里的地面长区间在车站安装基站、电源、传输有源设备和智能天线，区间不配置有源设备；对于不具备智能天线安装条件的车站，在相应的区间沿轨道连续敷设泄漏电缆，在每2‑2.5公里附近有高架立柱的位置将泄漏电缆截断，将基站、电源、传输有源设备安装在轨道下方的立柱上，通过射频电缆将基站信号向上馈入泄漏电缆；对于只有一侧敷设泄漏电缆的车站，在该站无泄漏电缆的一侧配置定向智能天线；对于两侧区间均未敷设泄漏电缆的车站，在该站配置全向智能天线；d、停车场和车辆段在从正线进入车辆段的支线上，沿轨道敷设泄漏电缆；车辆段和停车场的外场，在信号楼处安装智能天线；在车库内，依据常规的无线室内分布方式采用射频电缆、泄漏电缆和小天线完成信号覆盖；⑵、相邻车站的无线信号交叉重叠覆盖轨道区间，确保列车在正线区间线路上始终能同时接收到来自最近两座车站的信号，实现列车与地面之间的异地备份路由a、将铺设在区间的泄漏电缆直接连通上下行基站，即区间上下行车站的基站共用贯通区间的泄漏电缆，通过适当的设计、并在实施过程中通过调整基站功率和智能天线高度，合理控制覆盖范围，在轨道区间形成交叠覆盖；b、所有基站采用GPS卫星或北斗卫星信号时钟源进行同步，避免基站间相互干扰；⑶、地面双线交汇换乘站无线通信信号的覆盖a、各线在换乘站的上下行区间均敷设泄漏电缆；b、优化分配频率资源(i)、划分为R1和R2两个资源，各1.5MHz带宽，采用R1R2R1R2复用模式，用于非换乘的普通区段；(ii)、划分为r1、r2、r3、r4四个资源，各750KHz带宽；在换乘站，线路A使用r1和r2，线路B使用r3和r4；在换乘站所属各线的上下行区间内分别再部署一套基站设备；将频率划分为，线路A：【R2】‑r1‑【r2】‑r1‑【R2】，【R1】‑r3‑【r4】‑r3‑【R1】；其中，【r2】【r4】为换乘站，【R2】【R1】分别为上下行车站，r1r3为区间增设基站。...
【技术特征摘要】
1.一种城市轨道交通⑶扣车地无线通信信号覆盖方法，其特征在于该方法包括: ⑴、通过泄漏电缆和智能天线的组合应用，完成⑶扣车地无线通信信号的覆盖 1正线普通区间 将基站、电源、传输有源设备安装在车站，沿轨道连续铺设泄漏电缆，在车站处将泄漏电缆截断；基站信号经过合路器或电桥组成的信号分配系统后，接入到泄漏电缆中； . 6、正线大于2.0公里的地下长区间 同样将基站、电源、传输有源设备安装在车站，沿轨道连续铺设泄漏电缆，在车站处将泄漏电缆截断，同时在区间中部将泄漏电缆截断，并在此处也安装基站、电源、传输有源设备，基站信号经过合路器或电桥组成的信号分配系统后，接入到泄漏电缆中； 匕正线大于2.0公里的地面长区间 在车站安装基站、电源、传输有源设备和智能天线，区间不配置有源设备； 对于不具备智能天线安装条件的车站，在相应的区间沿轨道连续敷设泄漏电缆，在每.2-2.5公里附近有高架立柱的位置将泄漏电缆截断，将基站、电源、传输有源设备安装在轨道下方的立柱上，通过射频电缆将基站信号向上馈入泄漏电缆； 对于只有一侧敷设泄漏电缆的车站，在该站无泄漏电缆的一侧配置定向智能天线；对于两侧区间均未敷设泄漏电缆的车站，在该站配置全向智能天线； 么停车场和车辆段 在从正线进入车辆段的支线上，沿轨道敷设泄漏电缆；车辆段和停车场的外场，在信号...
【专利技术属性】
技术研发人员：张军，
申请(专利权)人：上海厚泽信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。