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        非洲城際鐵路通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

        2017-12-26 11:09:57張洪巖姚金龍張健
        商情 2017年36期

        張洪巖+姚金龍+張健

        【摘要】隨著中國援建非洲政策的不斷開展,興修鐵路提升一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和人流量,無線通信技術(shù)在城際鐵路上的應(yīng)用也成為必然。非洲地區(qū)相對(duì)貧苦需要盡量壓縮成本同時(shí)滿足人們對(duì)無線通信質(zhì)量的要求,因此模擬對(duì)講機(jī)廣泛應(yīng)用于交通,運(yùn)輸,制造,建筑,油田,煤礦等行業(yè),在專用通信領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。

        【關(guān)鍵詞】模擬對(duì)講機(jī) 調(diào)度通信 車站臺(tái) 覆蓋

        一、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

        本系統(tǒng)以模擬400MHz信道機(jī)通信為基礎(chǔ),通過多二次開實(shí)現(xiàn)鐵路中心調(diào)度員、車站值班員、機(jī)車司機(jī)相互通信、維修人員手持臺(tái)之間的相互通信。在通話的功能基礎(chǔ)上擴(kuò)展出一鍵緊急呼叫功能,使用信令呼叫通信更安全,系統(tǒng)主備同時(shí)運(yùn)行工作更穩(wěn)定。網(wǎng)管中心接至直放站近端機(jī)、CAD服務(wù)器、錄音服務(wù)器,能夠查看機(jī)器工作狀態(tài)、錄音內(nèi)容及回放、數(shù)據(jù)庫信息等,具有通信穩(wěn)定,報(bào)警及時(shí),通信安全等特點(diǎn)。

        二、項(xiàng)目需求

        此項(xiàng)目為滿足某非洲地區(qū)城際鐵路通信需求。實(shí)現(xiàn)控制中心調(diào)度人員指揮調(diào)度各車站值班人員、機(jī)車司機(jī),以及緊急情況下緊急呼叫,并支持錄音功能。

        該對(duì)講機(jī)覆蓋系統(tǒng)的信號(hào)覆蓋區(qū)域?yàn)槭彝?,主要地域?yàn)檐囌炯拌F路沿線;

        系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備2組常規(guī)工作頻道和2組緊急通信信道,正常通信使用常規(guī)工作頻道,不互相產(chǎn)生干擾和影響,緊急情況下,機(jī)車司機(jī)和車站值班員可實(shí)現(xiàn)一鍵緊急呼叫:

        采用室外全向天線和射頻同軸電纜組成的天饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的覆蓋,最大限度的保證覆蓋范圍提高通信質(zhì)量。

        三、系統(tǒng)說明

        (一)系統(tǒng)組成說明

        基站架設(shè):控制中心基站的射頻信號(hào)給到近端機(jī),近端機(jī)通過光信號(hào)給到遠(yuǎn)端機(jī),遠(yuǎn)端機(jī)在把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)連接到全向天線上,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的覆蓋。

        車站的架設(shè):A集中站包括遠(yuǎn)端機(jī)、車站臺(tái)、車站臺(tái)天線、鐵塔天線。B非集中站包括車站臺(tái)、車站臺(tái)天線。使用集中站的遠(yuǎn)端機(jī)覆蓋臨近的非集中站信號(hào)。

        車臺(tái)的架設(shè):車臺(tái)安裝在列車上,使用沿線的集中站遠(yuǎn)端機(jī)覆蓋的信號(hào)。

        手持臺(tái);維修及防災(zāi)人員使用,使用沿線的集中站遠(yuǎn)端機(jī)覆蓋的信號(hào)

        緊急報(bào)警:當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí),車臺(tái)、站臺(tái)可以一鍵緊急呼叫調(diào)度此時(shí)呼叫的優(yōu)先級(jí)最高,可以搶斷其他普通呼叫。

        CAD服務(wù)器、錄音服務(wù)器:控制中心CAD服務(wù)器與ATS服務(wù)器有通信連接,可以獲取列車位置信息,在通過基站發(fā)給車臺(tái)實(shí)現(xiàn)位置校核,錄音服務(wù)器可記錄所有的通話內(nèi)容。

        (二)區(qū)域覆蓋分析

        根據(jù)本區(qū)域的地形地貌,覆蓋計(jì)算采用Hata模型。其公式為:

        式中:

        f—工作頻率(MHz)

        ht—發(fā)射天線高度(m)

        hr—接收天線高度(m)

        a(hr)—接收天線高度修正因子

        d—傳播距離(km)

        K—小區(qū)類型的校正因子

        Cte5rrain—地形校正因子

        OKUMURA—Hata模型中,有關(guān)a(hr)和K的參數(shù)如下表所示:

        Cterrain地形校正因子

        具體這個(gè)項(xiàng)目中f=400MHz,ht=40m,hr=4m(車臺(tái)和站臺(tái)的天線在車頂和屋頂);hr 1.5(手持臺(tái)天線的高度),d=5km,采用普通鄉(xiāng)鎮(zhèn)地形模型,丘陵地區(qū),

        可計(jì)算出空間損耗L=120.95dB(車臺(tái)和站臺(tái));L=125.82dB(手持臺(tái))

        對(duì)于直放站遠(yuǎn)端機(jī)下行來說:設(shè)備發(fā)射功率為8W(39dBm),7/8“饋線長(zhǎng)度為100m(損耗1.49dB),接頭損耗為1dB,發(fā)射天線增益為10dBi,車臺(tái)、站臺(tái)天線增益為3.5dBi;手持臺(tái)增益為2.15dBi。

        可計(jì)算出到達(dá)車臺(tái)、車站臺(tái)射頻接口的信號(hào)強(qiáng)度為:

        S=39-1.49-1-120.95+10+3.5=-70.94dBm(車臺(tái)和站臺(tái))

        S=39-1.49-1-120.95+10+2.15=-72.29dBm(手持臺(tái))

        車臺(tái)、站臺(tái)、手持臺(tái)的接收靈敏度為-112dBm,設(shè)計(jì)余量41dB和39.7dB,完全可以滿足接收機(jī)良好接收的需要。

        對(duì)于手持臺(tái)、車臺(tái)、站臺(tái)上行來說:電臺(tái)發(fā)射功率均為5W(36.99dBm),天線增益2.15dBi(手持臺(tái));車臺(tái)、站臺(tái)增益3.5dBi,直放站遠(yuǎn)端機(jī)接收天線增益為10dBi,線纜損耗1.49dB,接頭損耗1dB。

        可計(jì)算出到達(dá)中繼臺(tái)射頻接口的信號(hào)強(qiáng)度為:

        S=36.99+2.15+10-1.49-1-125.82=-79.17dBm

        S=36.99+3.5+10-1.49-1-125.82=-77.82dBm

        直放站遠(yuǎn)端機(jī)的接收靈敏度為-110dBm,),設(shè)計(jì)余量30.83dB(手持臺(tái));車臺(tái)、站臺(tái)(32.18 dB),完全可以滿足接收機(jī)良好接收的需要。

        根據(jù)地圖顯示的信息,直放站遠(yuǎn)端機(jī)覆蓋可以達(dá)到5公里(注:全向天線需要安裝在鐵塔上確保高度在40米以上)。

        四、結(jié)論

        此方案可滿足該非洲城際鐵路無線通信需求。endprint

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