磁浮交通車地無線通信系統風險分析與預防分析綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u31329磁浮交通車地無線通信系統風險分析與預防分析綜述 1190121.1車地無線通系統風險分析 1252241.1.1EMC風險分析 1128351.1.2硬件風險分析 1106411.1.3軟件風險分析 2169481.2預防措施 298431.2.1EMC風險預防 2118921.2.2硬件風險預防 3313991.2.3軟件風險預防 3車地無線通系統風險分析EMC風險分析通信系統在傳播中受到的干擾主要來源是環境、硬件、系統頻率規劃，這些是無線通信系統內主要的干擾REF_Ref10518\r\h[20]。對于系統的設置情況，需要對單個通信系統本身內部可能產生的干擾進行考慮。而對于多個通信網絡的情況，由于多個信源基站的存在，基站與基站之間在信號傳輸過程中就會對彼此產生影響，產生的影響有互調干擾、鄰頻干擾和同頻干擾。互調干擾系統元件因為具有非線性的特點，這就會使多個不同頻率的信號傳輸時相互間調制，產生新的組合頻率，即互調產物，新信號的產生會對原信號的干擾稱作互調干擾，其產生主要原因有兩種：接收機互調干擾：接收機的輸入端存在好幾個不同頻率的強信號而引發。發射機互調干擾：一部及以上發射機發射的信號，通過AP等方式傳播到另一架發射機，致使末級功率放大器在非線性作用下彼此發生調制，產生新的組合頻率，新的頻率信號發射出去就對在接收機接收時造成了信號干擾。同頻干擾提高列車移動通信時頻率的利用率和在地區上利用高密度的頻率重復方式，可以在一定程度上增大系統容量，但也會造成同頻干擾。即同頻區域間距越近，干擾越大，復用次數、利用率就越高，因此提高利用率需要在無線通信網絡頻率設置時對這兩方面進行考慮REF_Ref10626\r\h[21]。鄰頻干擾鄰頻干擾就是指相鄰信道間的干擾。無線通信系統在工作時需要多信道共同工作，為了有效利用頻譜，信道與信道的頻率間隔要求設計的很小這就導致了鄰頻干擾產生。硬件風險分析通信系統的硬件故障基本可以分為接口故障、線路故障、設備故障等，這些故障會導致數據傳輸失效，嚴重時可能造成重大事故。接口故障設備接口的連接可能會因為人為觸碰等原因造成接口接觸松動，或者因為時間長久超過了接口的使用壽命，這樣的情況就會產生接觸不良、接口功能失效使得信息傳輸失效。前者可通過重新將接口插入來測試是否故障。線纜故障通信設備之間存在較多且復雜的線路，這些線路存在互相纏繞在一起導致短路狀況的發生，這種情況會使線纜進行信息傳輸時產生安全相關問題，如信息傳遞延時，缺失。同時線纜可能因為外界因素（如老鼠咬壞、環境影響）導致線纜損壞，這就需要人工對線纜進行更換。設備故障通信系統設備會因為內部零件故障或人為操作不當導致設備無法正常運行，通常這種故障會使得設備在較長一段時間內無法使用，進而導致系統之間的數據無法傳輸，嚴重時可能會造成較為重大的事故。軟件風險分析在軟件的安全方面，需要保障報文的發送完整，報文如果錯誤會造成傳輸數據錯誤和傳輸的時間延時等后果。假如數據在傳輸到達的時間推遲或者數據錯誤，可能會發生列車晚點以及列車相撞的事故，這是十分危險的。因此對于此類風險故障需要進行分析，以保障列車安全運行以及運輸效率。數據傳輸中產生的風險如下：重復：信宿再次接收一樣的報文。刪除：傳輸過程中報文丟失，導致信宿無法接收到。插入：信源和信宿傳輸時，另一個信源插入了信息。重排序：接收的報文順序與發送時的順序不符。損壞：接收的報文與信源端發送的報文不符。延時：信宿端接收到信息的時間超過規定范圍。偽裝：外部用戶設法偽裝成內部用戶以入侵內部通信。預防措施EMC風險預防互調干擾防護發射機與接收機的互調干擾，采取的措施是提高天線共用設備隔離度，對于天線分用設備，減少發射機間的耦合，加大天線間間距且用垂直分離架設。同頻干擾防護對于同頻干擾可用以下手段進行防護：對同頻復用距離和頻率配置進行新的調整優化，它們的調整方案能直接影響系統干擾防護REF_Ref10793\r\h[22]。電子式的賦形波束天線，增加頻率復用性。為了讓天線的能量盡可能落到本區域，下傾天線主軸，減少落到到外同頻區域，以此提高干擾保護比。同時使用高增益定向天線，如頂部尖銳的天線。利用分集技術降低同頻干擾從而減弱衰落影響。與干擾區域保持一定距離的同時對天線的主軸角度進行調整。降低基站發射功率、天線高度，但發射功率要達到干擾保護比要求。鄰頻干擾防護鄰頻干擾相比同頻干擾更容易解決。接收機的選擇性加上調整頻道間隔可以有效消除此干擾。因此同頻干擾的處理方法也適用于鄰頻干擾。硬件風險預防冗余設計需要準備二套或以上相同的設備來完成任務的設計，這樣能將系統出現故障次數大大減少。針對不同的情況，冗余設計也有不同的設計調整。硬件冗余主要采用重復線路、備份線路法。重復線路將兩條相同線路并聯在一起，完成一條線路的任務，由于是并聯因此只需一條線路正常工作，設備就能正常運行。備份線路現將作為備份的線纜擱置一旁，當主線纜發生故障無法正常運輸時，系統就啟用備份線路，同時將輸入輸出端從故障線路處連到備份處，這樣就保證系統運作正常。通過增加硬件費用，該冗余技術保證系統可靠性、可用性。設備冗余即采用1+1的裝配方法。分區無線電控制系統由結構冗余的兩個插件來完成主要功能，這兩個插件控制無線電分區管轄范圍的一些地面無線電基站，以梳狀間隔分布，在地面無線電分區內構成兩個環路X、Y。車載無線控制系統也擁有這樣兩個插件，它們分別對首車廂和尾車廂內的移動無線基站進行控制，這樣車上也有了兩個環路。中央無線控制系統擁有主控計算機和輔助計算機。由此整個車地無線通信系統就形成了2套冗余配備的設備，如此結構既保證設備相互獨立，又確保互通數據。當一條環路發生條故障，另一條線路還可以頂替并完成信號傳輸，保證了車地通信的安全性。軟件風險預防在系統傳輸信息時報文重復、刪除、