波导管在地铁信号系统中应用技术案例探究

任海东

【摘要】    随着当前城市交通压力的不断加大，为了进一步提升人们的出行安全性和稳定性，地铁已经成为了轨道交通建设中的重点，与此同时也成为了直接影响人们出行生活的重要工程，因此本文便是建立在地铁信号系统建设的角度，通过对波导管技术进行分析，来提升地铁信号系统的规划稳定性，阐述了波导管技术的相关概念，分析了在信号系统建设中的应用方式，论述了系统设备的技术调试方式以及优化方法，意在通过文章论述能够进一步提升波导管技术体系的应用价值，打造完善稳定的地铁信号系统。

【关键词】    波导管技术    地铁信号系统    应用探究

当前微波导管是地铁信号系统建设中的主要技术体系之一，在当前的地铁架构内，具有较强的应用优势，能够通过双向传输实现基础的信号和数据传播，是一种性能较好的传输媒介，波导管技术的应用拓宽了原本的地铁信号传输频带，同时能够有效减少数据和信息的损耗，进一步提升数据传输的安全性和可靠性，因此分析波导管技术的实际理论概念以及应用方式，以优化地铁传输质量为目的落实措施分析，不仅是本文论述的重点，也是进一步强化地铁信号系统运行性能的关键研究课题。

一、基础理论综述

1.1波导管的基础概述

波导管是一种内壁光洁的空心状态金属导管，当前也存在在导管内部敷设金属材料的非金属导管[1]，该导管的主要应用目的是实现对超高频电磁波的高效传输，利用波导管能够进一步减少脉冲信号在传输过程中产生的损耗，可以确保数据信号无损耗的传输至目的地，针对当前的应用情况来看，通常波导管的类型涵盖了圆形、矩形、雷达波导管以及光纤波导管等多种形态。在应用过程中能够进一步拓宽原有的传输频带宽。可以抵抗外部信号以及电磁波的干扰，具有较高的可靠性和稳定性，通常来讲需要在波导管的附近设置无线接收装置，能够将波导管运行过程中辐射出的信号进行收集和处理。这些配套设施涉及到了同轴电缆、漏隙波导管、无线接入设备、波导管连接器、双面法兰以及末端负载等结构。

1.2波导管和信号系统的联系

针对当前的轨道交通系统信号传输结构设计需求来看，进一步确保数据信号的传输稳定性和可靠性是关键，与此同时还需要传输系统具备极强的抗干扰能力，那么建立在当前的应用需求角度，落实波導管应用技术研发是核心的话题，经过基础研究之后发现漏隙波导管不仅能够在列车上进行信号传输，也可以在当前干扰因素较多的城市轨道交通系统中进行无线信号传输。其传播范围较广，且具有较强的稳定性和抗干扰能力，波导管的内部呈中空状态，波导管朝向车辆天线的方向，利用等相间隔的方式开设长三厘米宽两厘米的窄缝，确保能够使车载信息沿着波导管的裂缝向外界进行均匀辐射[2]，只要按照合适的位置进行布设，在配置无线接收器便能实现数据的无中断处理和接收。当前以法国为主的西方国家已经具备了较为成熟的波导管数据传输技术体系，通过耦合单元同轴电缆来实现基础设备的连接，利用缝波导管作为信号传输的基础媒介，不仅能够提升传输的有效性，也可以确保后期使用过程中不受外界环境干扰，这种传输体系在多项创新和改革之后，当前已经具备了极强的应用价值。

二、波导管技术在信号系统中的应用方式

当前国内波导管传输技术在信号控制体系中的技术分支较多，通常来讲在地铁信号传输中以CBTC技术为主，其应用原理如图1所示[3]，在当前的城市轨道交通设计中的应用价值和应用范围较为广泛。

2.1系统结构概述

在当前的新型地铁工程规划的过程中，为了进一步实现对交通的远程控制，必须要确保数据传输具有稳定性和安全性，与此同时，信号传输系统以及通信系统，也是提升地铁运行质量的重要体系与人们的出行安全和整体的交通线路规划也有一定的联系，因此在当前波导管技术应用于地铁通信系统中后，必须要确保符合信号系统建设的相关需求，利用波导管技术进行远程传输，能够提升通信技术的实际应用质量，同时可以建立在原有技术体系的基础上实现通信系统的技术研发。结合图1可知，在波导管技术应用于地铁信号系统建设的过程中，控制中心会利用光纤骨干网和车站之间实现通信联系，轨旁的TRE箱将利用耦合单元将信息传输至波导管，再传送至车载信号设备中，整体的信号通信附属设备涉及到了区域控制器、连锁和aTS系统、线路控制器以及车载atp系统，这其中，波导管主要负责与车载atp子系统进行连接，实现命令以及状态信息的传输和发布。

2.2波导管的布设方法

在当前的地铁信号系统规划过程中，波导管的选择通常以裂缝波导管以及普通波导管为主，需要根据不同的工况条件进行有机选择，也可以进行组合布设，波导管的连接方法，也有一定的差异性。当前较为流行的连接方式，以无线天线法为主，它是较为常见的，在列车运行期间能够实现智能控制。与此同时，还需要结合实际的列车运行需求，进行布设环境和方法的优化。必须要坚持合理配置，信号稳定，覆盖率强，传输质量优的原则。可以通过降低无线天线接入的数量来控制成本，同时要确保波导管末端连接质量符合相关标准，避免后期的更换以及维修，影响整体系统的运行。

从基础的布设技术角度来讲，首先，允许接入波导管的无线天线数量需要控制在4根，其长度需要控制在500米左右，为了提升整体设备的传输效率，还需要结合实际情况进行调整，同时建立在工程需求的角度可以适当增长波导管的实际长度，并且结合增长的参数进行数据传输效果检测，避免对数据传输的有效性产生影响，这种方法通常利用在单线单隧道波导管铺设中，有着较强的灵活性。双线双轨道的通信导管铺设也需要结合实际情况，灵活的选择波导管的数量以及连接方式，为了确保传输质量得到控制，通常以一段或者三段为主，能够维持基础的通讯需求[4]。

2.3波导管的安装技术

在进行波导管安装施工之前，必须要结合实际的工程平面图以及放线定位落实综合分析，可以通过当前先进的bim技术进行立体研究，选择合适的安装位置，通常来讲隧道、地面都可以作为安装地点。但是要根据实际情况做好防护工作，例如防水，防潮，防撞击碾压等，安装的位置必须要维持与列车距离不变，同时漏缝波导管和无线天线之间也要保持30厘米至40厘米左右的距离，确保能够实现数据的正常传输。在安装过程中可以利用激光测距仪或者激光角度尺进行参数和距离的修正，确保能够满足实际的安装需求，为后期的信号传输提供稳定的条件和环境。

三、系统设备的调试方法

在波导管以及配套设施安装之后，还需要结合实际的需求进行调试和测验，确保波导管能够起到稳定可靠的数据传输保障，同时也要建立在通信系统以及远程系统的角度进行多项体系的联合测试。首先需要进行传输测试，进一步检查波导管的衰减量参数，首先需要选择强度和频率已知的信号进行接入，确保信号传输具有连贯性，在波导管的末端要设置测量仪器，分析信号的传输质量和频率，建立在完整性和全面性的基础上进行检测，要检测所有波导管覆盖的区域，结合其强度计算衰减量，若符合则代表设备运行状态稳定，若存在问题，需要及时的查找原因并且进行优化。其次要进行回声测试，回声测试主要是分析在波导管安装之后，其中是否存在异物，异物的存在不仅会降低导管自身的质量，也会直接影响信号传输的通畅性和稳定性，测试的设备涉及到了故障测试仪、微波检测装置[5]，需要事先在波导管系统内部接入相关参数一致的高频信号，在另外一端符合标准的测量范围内进行信号捕捉，结合信号频率的状态分析异物的位置，及时清除并且恢复波导管的正常状态。

四、系统耗损的优化方法

4.1管道衔接处的损耗及优化分析

在波导管配置的过程中，衔接的部分若存在系节上的问题并有可能影响传输的质量，因此在落实管道优化的过程中，必须要利用同轴电缆进行衔接质量的优化。通常来讲若裂隙管的衰减参数达到每米0.1DB时，需要通过tgcc配件进行衰减优化。另外也需要建立在波导管自身的无限损耗角度进行测量，超出的部分需要结合每米0.11DB进行标准划分，若波导管的布设位置是在隧道的顶部时，则需要利用膨胀螺钉进行悬挂敷设，若隧道顶管和地铁的轨道之间的高度有差异时，需要挑选合适的支架，进行轨道平面布置，进一步增强二者之间的平均距离稳定性。

4.2同轴线缆耗损及优化分析

为了进一步提升不同数据信号传输的有效性，在进行波导管布设的过程中，必须要确保末端的体系强度，满足标准，管路的末端配置需要具备额定的功率，并且进行参数测量，涉及到了多重无线单元的组合结构，由于同轴电缆自身具有较强的灵活性，能够有效实现管路中多个分区的高效连接，但是同轴电缆自身也存在较高的损耗，以每米0.12DB为主，为了避免损耗积累，最终影响信号传输的质量，要进一步减少电缆的实际应用长度，同时建立在损耗最大化的角度进行状态评估，进一步减少损耗发生的几率，在满足实际的电缆应用长度标准时，也能够进一步控制同轴电缆造成的损耗。

4.3选择合适波导管进行创新

波导管的选择以及建设方式也是直接影响信号传输损耗程度的主要因素，因此在前期架构系统规划的过程中，就需要结合实际情况制定完善的波导管敷设方案，结合实际情况安装固定支架，利用法兰盘进行衔接，其间只需要控制在200米，轨道的分叉区需要和同轴电缆进行连接，并且将连接点定位在波导管的两侧，确保分散出去的信号，能够具备通畅的传输条件。

五、结束语

综上所述，当前地铁工程已经成为了城市轨道交通建设的重点，而地铁运行的稳定性则依赖于地铁信号系统的质量，当前波导管技术已经成为了地铁信号系统建設的主要技术体系之一，在实际应用过程中必须要结合实际情况严格设置波导管的敷设方法以及位置，加强对传输质量的检测和优化，进一步提升波导管技术的应用价值，与此同时也要建立在既有技术体系的基础上不断进行创新，打造新型的波导管应用方案，这样才能够提升地铁信号系统的建设效率和稳定性。

参  考  文  献

[1]孙志法，张华军.波导管技术在地铁信号系统中的应用[J].建筑工程技术与设计，2017，（18）：189-189.

[2]杨丁明.地铁信号系统中波导管应急抢修探讨[J].中国高新技术企业，2012，（7）：109-111.

[3]邱奎，徐行，肖培龙等.波导管技术在地铁信号系统中的应用[J].铁道通信信号，2008，44（11）：43-46.

[4]柏承江.基于地铁信号系统中波导管技术的应用[J].西部皮革，2016，38（14）：25.

[5]邓俊.广州地铁CBTC信号系统车-地通信传输方式的分析比较[J].铁道通信信号，2011，47（11）：52-55.