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广深港高铁隧道无线对讲信号覆盖
来源:
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作者:pmoa84dfe
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发布时间: 1829天前
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隧道无线对讲信号覆盖
国内实用的隧道无线通信一般仅应用于较短的运营隧道, 运营阶段的隧道通信条件已相对稳定, 但对正处于施工阶段的隧道, 尤其是长大隧道, 由于电波纵向传播衰减严重, 且隧道状况每天都在发生变化,无线通信问题很难处理。对处于运营阶段的隧道, 目前国内实用的隧道通信方案成本相当高昂, 其中偶极天线转发方案的通信距离已做到5km 。该方案在隧道中等间隔布设多台偶极天线转发机以加长纵向传输距离, 转发机间借助 一条同轴电缆传输待转发信号,为减少干扰, 缆中信号均经载波调制。由于组成该系统的设备昂贵,技术处理有难度,故每公里造价约需 7～ 8 万元。
国内实用的隧道无线通信一般仅应用于较短的运营隧道, 运营阶段的隧道通信条件已相对稳定, 但对正处于施工阶段的隧道, 尤其是长大隧道, 由于电波纵向传播衰减严重, 且隧道状况每天都在发生变化,无线通信问题很难处理。对处于运营阶段的隧道, 目前国内实用的隧道通信方案成本相当高昂, 其中偶极天线转发方案的通信距离已做到5km 。该方案在隧道中等间隔布设多台偶极天线转发机以加长纵向传输距离, 转发机间借助 一条同轴电缆传输待转发信号,为减少干扰, 缆中信号均经载波调制。由于组成该系统的设备昂贵,技术处理有难度,故每公里造价约需 7～ 8 万元。
隧道无线对讲信号覆盖
目前一些发达国家的高速公路沿线有使用 900M H z 无线漏泄通信系统的报道, 其原理是用一条经特 殊设计的屏蔽层有缺陷的同轴电缆从头至尾布设于公路旁, 信号在缆中一边向前传送一边沿缆漏泄, 漏泄 出的电磁波即可完成沿缆的无线通信。 这种系统的电磁波仅沿缆分布, 电波覆盖区呈条带状, 很适合已完工隧道的运营通信, 系统在电波覆盖区内的传输损耗很低, 通信质量优良, 但成本过高, 每公里造价在 10万元左右。
在一定频率范围内, 漏泄通信系统使用的频率越低, 其相应成本就越低, 目前成本最低的漏泄系统是 英国煤矿使用的 40M H z 系统, 若对设备合理配置, 其每公里造价仅 3 万元左右。
但漏泄系统仅适用于运营隧道, 并不适合隧道施工现场的实地应用, 问题出在掌子面: 施工中的掌子面是在不断移动的, 按正常进度大约每天近 10m , 而漏泄通信是靠一条截面积较大的同轴电缆来完成隧道 内无线通信的,这种电缆的传输阻抗由其截面的特殊构造和使用材料决定, 不能频繁接续, 否则要造成传输信号的很大损失, 并且, 由于电缆在信号传输过程中存在辐射损耗和传输损耗, 必须每隔一定距离在缆 中插入双向放大器以弥补信号损失, 由于掌子面还在不断爆破, 漏缆末端离掌子面又不能太近, 在最不利的条件下,掌子面距漏缆末端的距离有时可达近1km ,漏缆方案无法沟通这段纵向开路距离,从而造成掌子面区域通信的不便,而掌子面的通信恰恰又是施工调度通信中最重要的部分, 必须设法解决。
广深港高铁隧道为双洞隧道，施工地域很大,隧道很长,出口段还包括地域复杂广大的卸碴场, 为实现高效快速施工,施工单位希望能解决无线调度通信问题,并要求电波覆盖率尽可能达到100% ,经与主 管单位和施工单位多次协商, 决定采用 460MHz频段漏泄同频、异频无线转发的方案, 460MHz频段漏泄系统用来沟通已完工隧道部分的无线通信,同频转发系统沟通卸碴场, 异频转发频率定于 460MHz频段以利用隧道的波导效应沟通漏缆末端和掌子面间的无线联系,为进一步加大开路传输距离, 考虑到隧道内过 往运输车辆的影响, 准备用高增益螺旋极化天线将 460MHz。频段电磁波对准掌子面发射。由于掌子面工 作人员的工作区域和人员组成均较固定, 可以专门为相关人员配备 460MHz频段手持电台。若将转发机吊装在漏缆末端拱顶, 则转发机不必频繁移动即可满足施工无线调度通信需要,这样,漏缆末端到掌子面 之间的无线通信问题即可得到彻底解决。
由于施工工地条件恶劣,工况条件经常变化,施工无线通信系统必须能适应施工现场的严酷情况, 同 频、异频转发系统必须与漏缆系统耦合成一个统一的整体,转发装置必须防水、抗颠簸,必须能经受住近距 离爆破的强大冲击波, 由于工地电源负荷变化剧烈, 整套系统还必须能适应宽广的电源电压波动范围。
随着国家的经济高速增长，我国交通运输业也迎来了快速的发展，铁路、公路、轨道交通尤其发展迅速，面对日益发展的交通运输业，交通通讯迎来了新的难题，特别是一些隧道区域，驾驶环境复杂，视野不开阔，往往是成为事故多发区域，因此专业无线通讯设备已经成为隧道日常工作、应急救援以及指挥调度必不可少是设备。
隧道通讯一般采用移动通讯设备，因此电话不太适合隧道使用。手机、公网对讲机、专业对讲机成为选择，由于手机和公网对讲机依托运营商网络，很多隧道没有信号覆盖，有覆盖的地方一旦遇到应急事故网络必然拥堵，经常无法通信，而且公网本身存在不稳定性，因此国内隧道的通讯都不采用这俩种方式。专业对讲机有自己的频率范围，专网专用。因此在日常通讯中，信号稳定，通讯及时，是隧道日常通讯和应急救援以及指挥调度的最佳选择。
由于隧道本身特殊地理环境，对所有的无线电信号屏蔽很严重，但是不同的隧道又有不同的特点，但是几乎所有的隧道都要做无线通讯系统的覆盖，终端对讲机才可以使用。隧道覆盖主要分为铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等，每种隧道具有不同的特点，一般来说公路隧道比较宽敞，对隧道里面的覆盖状况，有车通过与无车通过时差别不大。车辆通过时，隧道内剩余空间较大，可根据实际情况选择尺寸大一些的天线，以获取较高的增益，使覆盖范围更大。而铁路隧道一般来说要狭窄一些，特别是当火车经过时，剩余的空间很小，火车对隧道的填充会对信号的传播产生较大的影响，且天线系统的安装空间有限，使天线的尺寸和增益受到很大的限制。另外，不管是哪种隧道，都存在长短不一的状况，短的隧道只有几百米，而长的隧道有十几公里。在解决短隧道覆盖时，可采用灵活经济的手段，如在隧道口附近用普通的天线向隧道里进行覆盖。但是，这些手段可能在解决长隧道覆盖时不起作用，对于长隧道的覆盖必须采取其它一些手段。因此，对于每段隧道的解决方案可能都会有所区别，必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。
所以针对不同的项目，要定制不同的无线对讲系统覆盖方案。下面就了解一下这些具体方案：
一、同轴电缆无源分布天线
这种覆盖方案的设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。同轴电缆的衰减较小，天线增益的选择主要取决于安装条件，在条件许可的情况下，可选用增益相对较高的天线，来提高覆盖范围。适用于较短的1000米以内的隧道。
二、光纤同轴电缆有源分布式天线系统
在某些复杂的隧道覆盖环境中，可采用光纤同轴电缆有源分布式天线系统来替代同轴电缆无源分布天线系统。它更适用于覆盖地下隧道（地铁隧道）和站台。采用光纤同轴电缆有源分布式天线系统的主要好处包括在室内安装的电缆数减少、可适用更细的电缆、采用光缆可降低电磁
三、漏泄电流
采用泄漏电缆进行隧道覆盖，是一种最为常用的方法，这种方法的好处在于：
1、 可减小信号阴影和遮挡，在复杂的隧道中采用分布式天线，对讲机与某特定天线之间可能会受到遮挡，导致覆盖不好； 2、信号波动范围减少，与其它天线系统相比，隧道内信号覆盖均匀； 3、可对多种服务同时提供覆盖，泄漏电缆本质上是宽带系统，多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆，考虑到在隧道中经常使用某些无线系统（寻呼系统、告警系统、广播等），采用共享一条泄漏电缆的方法，可省去架设多条天线的工程。
语音扩展方案：
可以在隧道中不同距离安装和对讲机同一频段的接收设备和语音外扩设备，一旦发生事故，可以通过本系统对被控车辆和人员实施广播呼叫，统一协调部署，合理安排救援。
中转台与放大器之间，采用光纤做链路传输射频信号的对讲机信号放大器称为光纤直放站。
对讲机光纤直放站由近端机和远端机组成。
对讲机光纤直放站的近端机通过电缆和耦合器与对讲机基站（中转台）相连。
对讲机光纤直放站的远端机通过电缆和天线与需要覆盖的区域相连。
对讲机光纤直放站的近端机和远端机通过光纤相连。
1：信号质量好
2：安装简单方便
3：对安装人员和测试设备要求低，无需调试。
4：可以用于所有区域的对讲机信号覆盖系统
