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所屬欄目:電子技術論文 發布日期:2012-09-20 08:47 熱度:
【內容摘要】地鐵建設是緩解我國交通運輸壓力的重要工程,除了對基本的建筑結構采取有效的施工方案外,施工單位還需要對電氣工程采取有效的控制措施。地鐵信號系統是負責傳輸列車運行信號的結構,可及時把整條線路的交通狀態傳達給控制中心,以引導操控人員正確的控制列車。為了保持信號系統的高效率傳輸,對其存在的干擾因素深入分析是必不可少的,本文分析了電磁干擾對地鐵信號系統的影響。
【關鍵詞】電磁干擾;地鐵;信號系統;影響分析
電磁干擾是由于電磁現象引起的一系列不良反應,當其它傳輸信號處于電磁區域內則會受到電磁現象的破壞,導致原始信號傳輸的強度減弱。隨著我國通信行業的日趨發達,電磁現象對信號干擾的破壞性受到了人們的高度重視。分析電磁干擾對地鐵信號系統的干擾可保證交通運輸線路的安全性。
一、電磁干擾的三大要素
電磁干擾并非單獨的電磁現象,其需要借助不同的傳播媒介或器材才能完成干擾活動。一般情況下,電磁干擾必須具備干擾源、耦合途徑、接收器等三大要素,每一種結構之間互相傳輸感應信號以實現電磁干擾。
圖1電磁干擾的組成要素
1、干擾源。電磁干擾的來源十分廣泛,大部分電氣設備或元件的使用均會存在不同程度的干擾。對于地鐵信號系統來說,常見的干擾源有微處理器、微控制器、傳送器等。時鐘電路是最大的干擾來源,隨著邊沿跳變速率的加快,其對信號系統造成諧波干擾。
2、耦合路徑。電磁干擾需經過傳輸通道才能對其它設備造成干擾,當噪聲被耦合到電路里時則會經過導體傳輸,從而造成了不同的電磁干擾現象。由于地鐵信號系統均有電磁波的輻射,給電路間的耦合創造了有利的條件。若電路中的電流出現變化時便會出現電磁波干擾。
3、接收器。地鐵信號系統受到電磁干擾也是因為系統設備裝置了接收器,接收射頻輻射的方式引起干擾問題。如:目前,地鐵信號系統實現了數字化電路改造,而在復位、中斷、控制信號等臨界狀態時,信號系統受到的電磁干擾問題最嚴重,往往會破壞了信號傳輸的穩定性。
二、電磁干擾傳播的途徑
無論是哪一種電磁干擾,其對周圍設備或元件造成破壞時均需要借助不同的途徑完成,電磁干擾的傳播方式集中于傳導耦合、輻射耦合等兩方面。我國地鐵工程運行期間,要想避免電磁干擾帶來的不利影響,必須根據電磁干擾的傳播途徑制定應對策略。具體情況:
1、傳導傳輸。該類形式的電磁干擾傳播要求干擾源、敏感器間存在某種電路連接,讓干擾信號能夠及時傳遞給敏感器,最終出現干擾后的異常反應。地鐵信號系統里的傳輸電路主要有導線、導電構件、供電電源、公共阻抗、接地平板、電阻、電感等,每一種電路均可作為電磁傳導途徑。
2、輻射傳輸。此傳播路徑通常是利用相關介質完成的干擾,如:電磁波等,并且輻射干擾的區域可以逐漸擴散開來。輻射耦合的形式多種多樣,如:線對線耦合,某處發射的電磁波被另一處天線接收;場對線耦合,電磁場經過導線感應發生耦合等,這些形式電磁干擾的范圍較廣。
三、電磁干擾對地鐵信號系統的影響
信號系統是地鐵工程信息化建設的重點構成,其主要功能是及時傳遞地鐵信號,指導操控人員合理調控列車運行,避免各種意外事故的發生。一旦地鐵信號系統出現異常,其對整條交通線路的安全性將造成極大的危害,嚴重時引發交通事故。根據勘測數據顯示,電磁對地鐵信號系統的干擾影響表現在軌道、列車、通信幾個方面。
1、電磁對軌道電路的干擾
以某一列車的運行狀態為研究對象,經監測獲取相應的軌道電路運行資料,其干擾波形如圖2。圖中最上面的橫線表示音頻軌道電路正常工作范圍內干擾的限值為600mA;A1、B1、C1、A2、B2、C2分別表示干擾信號變化的狀態。在列車向接觸網要電的時間段A1→B1和A2→B2,因接觸網直流電流的擴大,音頻軌道電路工作范圍內的干擾信號也更加強烈。
圖2電磁對軌道電路的干擾
2、電磁對車上信號的干擾
列車在運行期間,其車上信號也會受到電磁現象的不利干擾。根據監測數據確定列車信號的工作范圍內內的干擾波形,如圖3。圖中最上面的橫線表示車上信號正常工作范圍內干擾的限值,一般為1000mA。參照圖中的數據判斷,車上信號正常工作范圍內的干擾信號幅度最大值在500mA,在限定范圍內。
圖3電磁對車上信號的干擾
結論
總之,電磁干擾破壞了地鐵信號系統的穩定運行,對列車安全行駛造成了巨大的隱患。確定地鐵信號系統電磁干擾的來源之后,技術人員需及時采取有效的方案處理干擾問題,保持交通信號的有序傳輸。
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文章標題:電磁干擾對地鐵信號系統的影響
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