关于CBTC系统无线通信抗干扰技术的研究

CBTC数据通信子系统的无线干扰提纲：1. CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程2. CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系3. CBTC数据通信子系统的无线干扰的成因和特点4. 针对CBTC数据通信子系统的无线干扰的解决方案5. CBTC数据通信子系统的无线干扰案例分析一、CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程CBTC（Communication-Based Train Control）是基于数据通信技术的地铁列车自动驾驶系统，由列车设备、地面设备、通信系统和控制系统组成，其中通信系统是CBTC系统的重要组成部分。

CBTC数据通信子系统采用Wi-Fi、LTE等现有的无线通信技术，实现列车和地面设备之间的信息交换和数据传输。

CBTC数据通信子系统通过与列车设备之间的无线通信，实现列车位置、速度、状态等信息的传输，并提供控制指令。

地面设备接收并处理这些信息，并发送控制指令给列车。

这一过程为列车的自动控制提供了可靠的技术支持。

然而CBTC数据通信子系统在使用Wi-Fi、LTE等通信技术的同时，也面临着无线干扰的等问题，影响着其工作效果与安全性。

二、CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系CBTC数据通信子系统采用的是Wi-Fi、LTE等通信技术。

而这些通信技术本身也存在着一定的无线干扰问题。

因此，CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术是密切相关的。

Wi-Fi技术的无线干扰：Wi-Fi技术采用的是2.4GHz和5GHz频率的无线信号，这些频率段的信号易受到建筑物、障碍物、天气等因素的影响，出现抖动、衰减等问题，从而导致Wi-Fi的数据传输速率降低，数据传输质量下降，该问题称为Wi-Fi的无线干扰。

LTE技术的无线干扰： LTE通信技术采用的是更高频率的无线信号，高频率的无线信号功率较低，穿透能力较差，同时也容易被建筑物、地下隧道等环境干扰，导致LTE信号覆盖范围减小、信号质量不稳定、数据传输速率降低等问题，称为LTE的无线干扰。

关于地铁CBTC系统无线干扰问题的探讨发布时间：2022-09-28T09:49:12.261Z 来源：《科技新时代》2022年9期作者：吴春生[导读] 无线信号干扰问题较为突出，不仅影响了CBTC系统通信质量稳定性，而且给地铁运行造成了安全隐患。

因此，探讨CBTC系统无线干扰问题的解决策略具有非常重要的意义。

（中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司，上海200072，工程师专业：轨道交通信号）摘要：无线干扰问题是影响地铁CBTC系统运行的主要因素。

文章简单介绍了地铁CBTC系统无线干扰问题的表现，论述了问题原因，并对问题的解决策略进行了进一步探究，希望为地铁CBTC系统的稳定运行提供一些参考。

关键词：地铁；CBTC系统；无线干扰前言：当前，CBTC系统(Communication Based Train Control System)已成为世界主流地铁控制系统，可以实现车地双向连续无线数据传输，为地铁运行速率的提升提供支持。

但是，在CBTC系统运行过程中，无线信号干扰问题较为突出，不仅影响了CBTC系统通信质量稳定性，而且给地铁运行造成了安全隐患。

因此，探讨CBTC系统无线干扰问题的解决策略具有非常重要的意义。

1 地铁CBTC系统无线干扰问题表现1.1设备间无线干扰在同一信号覆盖区运行多辆地铁时，地铁CBTC系统必须与信号覆盖区域的无线接入点建立通信渠道。

因多地铁通信信道频率一致，极易造成上行链路中全部地铁车辆发送信号信道相互占用，信号之间相互重叠，引发接收端干扰，降低地铁车辆运行安全可靠性[1]。

1.2外部无线干扰无线通信终端接入依据是802.11系列协议，工作频段为2.4GHz~2.4835GHz，每一信道带宽均为22MHz。

若CBTC系统周边运行的无线局域网与系统使用频段重合，则会严重干扰CBTC系统网络，导致CBTC系统工作中断或时断时续。

2 地铁CBTC系统无线干扰问题原因无线电波是在开放空间内传播加载，一次无线通信包括发射机发射特定频率点播、接收机接收特定频率电波两个过程，根据频率差异可以区分有价值信号并接收。

城市轨道交通CBTC干扰处理方法研究报告摘要：随着无线技术的迅猛发展，基于通信的列车控制技术CBTC已成为轨道交通信号系统的关键技术。

但是，由于列车控制信号的传输是基于自由空间无线信道为传输通道的，因此，如何在当前开放的无线环境下，保证无线CBTC 系统安全、有效和可靠地运行，是我们必须要面对和解决的问题。

本文对CBTC 系统的干扰源进行分析，并从频段选择、设备选用及运营维护等几方面分析，重点提出了一些解决CBTC无线干扰的思路和策略，本文是对当今城市轨道交通信号系统无线安全领域的一次探索，具有深刻现实的意义。

关键词：信号系统；CBTC；抗干扰1.CBTC的应用随着计算机技术（computer）、通信技术（communication）和控制技术（control）的飞跃发展，传统的以轨道电路作为信息载体的列车控制系统逐步以利用3C技术为基础的“基于通信的列车控制系统”——CBTC所取代。

CBTC比之于传统的基于轨道电路的列车控制系统，有两个基本特点：连续的、大容量的列车---轨旁双向数据通信技术。

不以轨道电路作为信息传输媒介，以应答器、计轴或其他形式能传送无线信号的装置作为降级的处理。

通信技术与控制技术的结合重新规划了城市轨道交通信号系统的结构与组成，为列车运行控制的未来发展开辟新的空间。

目前国内CBTC的无线通信系统使用的2.4GHz ( 2.4 GHz～ 2.4835 GHz) 工作频段是国家规定的公用频段。

此频段内，在限定发射功率指标下，无需申请批准就能使用，因此造成该频段应用业务和用户大量集中，潜在无线干扰普遍存在。

CBTC系统干扰源分析便携式Wi-Fi在信息高速发展的今天，利用移动终端随时随地实现无线上网（Wi-Fi）已逐渐成为人们生活中的必需品。

通信运营商推出便携Wi-Fi设备（3G便携式段利用便携Wi-Fi实现无线上网）Wi-Fi无线上网亦采用2.4GHz开放频段，一旦引入地铁很可能会对CBTC无线传输系统带来干扰，从而严重影响地铁运营的安全性。

- 93 -CHINA RAILWAY 2016/060 引言无线通信是基于通信的列车控制（CBTC）系统中各功能子系统信息交换的桥梁[1]。

一旦通信频段出现外来有害干扰，并且干扰时间超过车-地双向通信允许的最长时延，列车自动保护（ATP）系统将触发紧急制动，这将严重影响行车效率，甚至可能造成乘客人身伤害。

考虑到城市轨道交通列控无线通信系统（简称无线CBTC系统）的功能和承载的业务特征，在实际部署中除应避免系统内部的自干扰外，还必须预防系统外部的干扰。

系统内部的自干扰一般可通过无线覆盖区设计、网络优化等措施避免[2]。

而系统外部的干扰主要来自与其同频、邻频的其他无线电系统，干扰场景比较复杂，处理相对困难，潜在危害也最大。

城市轨道交通线路通常分为地下、地面和高架3部分。

地下部分由于地层的天然屏蔽，使得地上干扰信号很难进入，电磁环境相对干净。

地面和高架部分通常位于城市楼宇之间或郊区空旷地带，这些区域无线发射设备数量多，存在较大的受干扰风险。

无线CBTC系统的服役年限一般为15~20年，随着社会发展，各种新的无线电应用大量出现，而频谱资源是有限的，为提高频谱利用效率，多个系统共享频谱资源是发展的趋势，客观上也会造成无线CBTC系统所处电磁环境更加复杂。

2012年，深圳地铁蛇口线受便携移动Wi-Fi热点（MiFi）设备干扰之后，大量文献从MiFi干扰机制及应对策略、既有系统的抗干扰能力、未来系统的可用频率等方面进行了讨论。

在此，立足于我国（以下均指内地）无线电频率规划、分配现状，分析无线CBTC系统的同频和邻频频段的使用情况，以及将来可能出现的干扰问题，并给出干扰防护建议。

由于干扰的发生是信号功率、发射时间与传播距离等多条件综合作用的结果，因此认为某系统会产生对CBTC系统的干扰是指产生干扰的条件比较容易满足。

这里既考虑目前在用的无线CBTC系统，也兼顾未来可能在规划频段部署的系统。

由于文中多处引用我国无线电频率规划分配文件，为行文简洁，在不出现歧义的情况下，只标出发文机构的简称和文号。

对地铁信号系统无线通讯传输抗干扰技术方案的若干研究发布时间：2021-09-03T05:48:35.741Z 来源：《科学与技术》2021年第13期作者：陈文博[导读] 地铁信号系统也被称之为CBTC信号通讯系统，在CBTC系统下车和地之间陈文博天津轨道交通运营集团有限公司天津市 300000摘要：地铁信号系统也被称之为CBTC信号通讯系统，在CBTC系统下车和地之间的无线通讯子系统是相对独立的，随着是时代的发展，科学技术的应用信号独立组网逐步取代了CBTC的子系统，新的信号独立组网和之前的子系统大不相同，新的信号独立组网是将车载天线和车道旁无线AP结合使用，应用于地面之间的信号连接，车载天线、无线AP、车载路由器等是新的信号独立组网的重要组成部分。

本篇文章以地铁信号系统无线通讯传输抗干扰技术方案为框架，分别从系统概述、安全性需求、通讯传输干扰源、地铁信息系统无线通讯传输的抗措施这四个方面进行深入研究，希望能够有效地提升地铁运行过程中信息传输的安全性和高效性。

关键词：地铁；信号系统；无线通讯传输；抗干扰技术；相关措施引言：将有线网和无线网做对比，可以清晰地发现有线网无论是从应用技术还是从安全性能而言都是非常高的，所以在地铁信号系统的子系统中，在彻底无线网中数据的安全传输问题相对较为集中，因此，相关技术人员需要集中精力到无线部分的数据传输上，着力研究其数据传输的安全性，本篇文章也主要针对此类问题进行分析研究。

一、系统概述地铁信号系统也被称之为CBTC信号通讯系统，在CBTC系统下车和地之间的无线通讯子系统是相对独立的，随着是时代的发展，科学技术的应用信号独立组网逐步取代了CBTC的子系统，新的信号独立组网和之前的子系统大不相同，新的信号独立组网是将车载天线和车道旁无线AP结合使用，应用于地面之间的信号连接，车载天线、无线AP、车载路由器等是新的信号独立组网的重要组成部分。

在此需要注意的是通过光缆将无线服务器和放置于轨道旁边的无线AP连接在一起，这样的连接形式称之为地面有线网。

CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究CBTC系统中WLAN干扰分析与优化研究一、引言随着城市轨道交通的快速发展，CBTC（无线列车控制系统）作为一种先进的列车控制系统得到了广泛的应用。

CBTC系统通过使用无线通信技术，实现了列车与基础设施之间的全时、双向的信息传输，为实现高效、安全的列车运营提供了有力的支持。

然而，在现实应用中，CBTC系统往往会面临WLAN（无线局域网）干扰问题。

WLAN作为一种常见的无线通信技术，其频段也与CBTC系统所使用的通信频段有一定的重叠。

因此，合理分析和优化WLAN干扰对CBTC系统的影响，对于确保CBTC系统的可靠性和稳定性至关重要。

二、WLAN干扰对CBTC系统的影响1. 通信质量下降：WLAN干扰会使CBTC系统的通信质量下降，导致数据传输的可靠性降低。

这可能会导致列车运行信息的延迟或丢失，从而影响列车的运行安全和运行效率。

2. 信号干扰：WLAN干扰会导致CBTC系统中的信号干扰，干扰信号的接收和解码，甚至可能引发误解码，造成误操作或误判断。

3. 系统故障：由于WLAN干扰，CBTC系统可能会遭受系统故障，引发重要数据的丢失或损坏，甚至导致系统崩溃，造成服务中断。

三、CBTC系统中WLAN干扰分析1. 干扰源分析：首先，需要对CBTC系统中存在的WLAN干扰源进行分析。

包括查明WLAN信号源的类型、功率以及传输范围等关键信息。

可以通过频谱分析仪等设备来收集和分析干扰源的参数信息。

2. 干扰特性分析：对干扰源的特性进行深入分析，包括干扰信号的频率、幅度、持续时间等。

通过对干扰特性的分析，可以判断WLAN干扰对CBTC系统的影响程度，并为后续的优化措施提供参考。

3. CBTC系统性能测试：利用专业的测试设备对CBTC系统的性能进行测试，包括数据传输延迟、信号强度、信噪比等指标。

通过测试数据的收集和分析，可以进一步了解WLAN干扰对CBTC系统的影响，并辅助优化研究的进行。

地铁CBTC系统无线通信技术分析1．前言随着全国各大城市大力建设公共交通系统，具有大容量、高速率和高效率特点的地铁系统的建设也如火如荼的进行。

在整个地铁系统中，列车的自动控制系统无疑是其大脑和核心，目前地铁系统采用的是列车自动控制（ATC）设备，ATC通过车载设备、轨旁设备、车站和控制中心组成的控制系统完成对列车运行的控制；通过调节列车运行间隔和运行时分，实现列车运行的安全、高效和指挥管理有序。

ATC信号系统由ATP（列车自动防护）子系统、ATO（列车自动驾驶）子系统和ATS（列车自动监督）等三个子系统组成，主要分为固定闭塞制式、准移动闭塞制式和移动闭塞制式三种，其中固定闭塞制式已经无法满足当代地铁发展的需要,移动闭塞制式的应用规模越来越大。

移动闭塞制式信号系统主要是基于无线通信技术的列车控制系统（CBTC），CBTC系统集无线电通信技术和自动化控制技术于一体，利用高精度的列车定位（不依赖于轨道电路），双向连续、大容量的车-地数据通信和车载、地面安全功能处理器等实现的一种连续自动列车控制系统，利用轨间电缆、漏泄电缆和空间无线技术或者他们之间的结合组网来实现。

CBTC相比传统的铁路信号系统有着诸多优越性：以无线通信系统代替有线通信系统，减少电缆铺设、轨旁设备，降低维护成本。

可以实现车辆与控制中心的双向通信，大幅度提高了列车区间通过能力。

信息传输流量大、效率高、速度快，容易实现移动自动闭塞系统。

容易适应各种车型、不同车速、不同运量、不同牵引方式的列车，兼容性强。

可以将信息分类传输，集中发送和集中处理，提高调度中心工作效率。

便于既有线改造升级。

当前全球各城市轨道交通现状从单一线路建设逐步走向多线路并行建设，并初步形成线网轨道交通格局，具备了线网间联通联运的基础条件，同时国内的地铁系统对列车的发车间隔要求越来越短，对列车的精密调度和控制提出了很高的要求，加上通信、计算机、网络和列控技术的不断发展，尤其是无线通信技术的发展，使得基于无线通信的列车控制系统（CBTC）现得到迅速发展和普遍应用。

基于跳频扩频技术的无线CBTC系统的抗干扰能力测试刘会明;陶伟【摘要】The interference source of railway CBTC system isanalyzed.Simulation test of CBTC system based on FHSS radio communication technology is conducted in lab environment,testing track environment and mainline environment respectively,including packet loss test,time delay test and interference critical state test.Then the interference performance of wireless CBTC is analyzed based on the test results,which indicate that wireless CBTC can still operate normally in the environment of extreme interference.Thus,the adoption of FHSS in shared frequency is a proper technical selection for CBTC system.%分析了轨道交通无线CBTC(基于通信的列车控制)系统的干扰源.对基于跳频扩频技术的无线CBTC系统分别进行了实验室环境模拟测试、试车线环境测试和正线环境验证测试,测试项目包括丢包率、时延及干扰临界状态(干扰源的数量和连接速率),根据测试结果进行了无线CBTC系统的抗干扰性能分析.测试及分析结果表明,采用跳频扩频技术,在存在大量、甚至超过地铁环境可能存在的极限条件的同频干扰的情况下,无线CBTC系统依然可以保持正常的功能,并不影响运营.共用频段采用跳频扩频技术是无线CBTC系统车地无线通信的一个合适的技术选择.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2014(017)0z2【总页数】5页(P10-13,21)【关键词】基于通信的列车控制;跳频扩频;抗干扰测试【作者】刘会明;陶伟【作者单位】上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司,201206,上海;上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司,201206,上海【正文语种】中文【中图分类】U231.7;U285.7全球第一条采用无线CBTC(基于通信的列车控制)系统的轨道交通线路——美国拉斯维加斯独轨于2004年开通。

对基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）的研究摘要自从通信技术特别是无线电技术飞速发展以后，人们就开始研究以通信技术为基础的列车运行控制系统。

它的特点是用无线通信媒体来实现列车和地面的双向通信，用以代替轨道电路作为媒体来实现列车运行控制。

CBTC的突出优点是有车地双向通信，而且传输信息量大，传输速度快，很容易实现移动自动闭塞系统，大量减少区间敷设电缆，减少一次性投资及减少日常维护工作，可以大幅度提高区间通过能力，灵活组织双向运行和单向连续发车，容易适应不同车速、不同运量、不同类型牵引的列车运行控制等等。

在CBTC应用中的关键技术是双向无线通信系统、列车定位技术、列车完整性检测等。

关键词：CBTC系统、列车自动控制系统、车地通信、列车定位、无线通信目录引言 (1)1 CBTC系统的结构分析 (1)2 CBTC系统的车地通信系统 (2)2.1 有线网络 (3)2.2 车载通信单元 (4)2.3 无线网络 (4)3 CBTC系统的列车定位方式 (4)总结 (5)对基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）的研究引言城市地铁作为城市轨道交通系统的一部分，对缓解城市交通压力、实现列车快速、高密度、有序运行起着重要的作用。

轨道交通设置列车自动控制系统的目的：一是确保运行安全；二是提高运输效率。

城市轨道交通的列车自动控制系统（ATC）原来都是基于轨道电路来检测列车和传输ATP信息的又称为TBTC系统。

但新世纪以来国内外都推崇采用基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）。

这对于传统的保守的信号系统而言是一场变革。

上海轨道交通1－5号线虽然信号系统在不断提升但都是采用轨道电路来传输ATP信息的TBTC系统。

而上海6.7.8.9.11号线都将采用ALCATEL的CBTC系统。

如何认识这一场变革？必须科学的分析基于无线通信的列车自动控制系统（CBTC）。

1 CBTC系统的结构分析ALCATEL研发的CBTC系统是通过无线通信方式（而不是轨道电路）来确定列车位置，从而实现自动控制列车运行的信号系统。