深圳地铁逼停:卡斯柯CBTC系统经验不足
将目前地铁内采用的公用免费频段,更改为付费的专用频段,是解决地铁信号系统受外界干扰最彻底的办法
2012年11月1日清晨,李立(化名)挤上了深圳地铁2号线上的一趟列车。8时15分时,列车一到岗厦北站,突然播报:地铁发生故障,所有乘客赶紧下车。约十分钟后,下趟列车进站,李立随着焦躁的人群再次挤上去,没想到很快地铁再次播报发生故障,要求乘客下车。直到第三辆列车,李立才如愿到达市民中心站。
李立称,事故当天广播并未解释故障原因,仅称“发生故障”。
11月5日,这条线路故障重演,再次停运;11月7日,深圳地铁5号线在行驶过程中亦多次中断运行。
数天之内,深圳地铁缘何频频停运?全国地铁是否亦面临同样问题?
双“车道”被占
距离第一次故障八天之后,深圳地铁集团正式对外称,初步判断列车停运原因是,线路信号系统受到车上乘客所持3G路由器产生的信号干扰所致。此类便携式3G路由器,工作原理有别于3G手机自身Wi-Fi功能,它可将移动通信3G信号转换为Wi-Fi信号,供无线终端使用。换言之,是乘客带入地铁的移动Wi-Fi热点干扰了列车信号,“逼停”地铁。
“出事”的深圳地铁2号线、5号线,均采用基于无线通讯的移动闭塞系统(CBTC),以国内外通行的2.4GHz频段进行无线数据传输。2.4GHz为公众免费频段。
也就是说,全国城市地铁皆使用2.4GHz频段,而Wi-Fi也使用同一频段。
深圳地铁集团资源开发分公司通信工程部高级工程师周杭介绍,在2.4GHz开放频段中,共有14个频点,其中仅有三个频点是互不干扰的,即1频点、6频点、11频点三个频点。深圳地铁刚好使用了这三个互不干扰的频点,其中前两个频点为信号系统所用,第三个频点为车载电视所用。
“14个频点都是免费开放的,Wi-Fi是全覆盖,换句话说,Wi-Fi使用1频点-6频点中任何一个,都会对地铁1频点和6频点造成干扰;Wi-Fi使用6频点-11频点中的任何一个频点,会对6频点和11频点造成干扰。”周杭说。
Wi-Fi能“轻而易举”影响到地铁信号,区别仅在于严重程度。深圳地铁方面亦不讳言,2号线、5号线并非公司首次检测到信号被干扰,此前有过先例。“我们之前一直在对被干扰的线路进行检测、分析。”深圳地铁集团党群部部长兼新闻发言人汪玉竹对《财经》记者称。
基于2.4GHz频段极易被外部“抢夺”,深圳地铁方面并非毫无预案。
在2.4GHz频段中,深圳地铁设有红、蓝两个频点,一个主用,一个备用,当红色频点受到外部干扰时,系统将自动启动蓝色频点;当蓝色频点受到外部干扰时,系统自动启动红色频点。周杭将其描述为“相当于我们开了两条车道(两个频点),一条车道(一个频点)被(Wi-Fi)占用,还有另外一条车道”。
然而,深圳地铁几次紧急停车,恰恰是因为两条“车道”同时被外界信号占用,引起数据包延时传输甚至堵塞,从而导致信号系统安全保护功能启动。
这里所说的Wi-Fi干扰,并非手机的WLAN热点功能,其功率一般只有几个毫瓦,干扰较弱,而是来自于便携式3G无线路由器。
便携式3G无线路由器信号强度一般功率也多低于50毫瓦,但随着市场发展,越来越多路由器发射功率达到了100毫瓦的国际标准上限,“深圳一些山寨路由器发射功率最高的达300毫瓦”。汪玉竹称,这种强度使得Wi-Fi在频点争夺中处于有利位置。
深圳地铁集团自行成立了调查组,其工作人员进行的相关试验表明,在每节车厢携带七八个无线路由器进入,列车信号系统就会立即受到干扰。
深圳市无线电管理局业务处副处长杨春认可深圳地铁集团的结论。她透露,早在今年8月左右,深圳地铁方面就已经监测到有零星干扰信号,“随后深圳地铁内部一直在进行相关测试和排查,所以这次很快就确定是Wi-Fi信号干扰到了地铁信号”。
既然全国城市地铁都普遍使用公共免费的2.4GHz频段,为什么目前只有深圳地铁爆出Wi-Fi干扰问题?
外部干扰被忽视
深圳地铁方面将地铁故障的原因也归结为“深圳无线城市建设走在国内前列”。
深圳地铁采用的CBTC技术,是集尖端的无线电通信技术和自动化控制技术于一体的列车自动控制系统。汪玉竹认为,采用这种技术并无不妥,“CBTC先有,然后有Wi-Fi。我们不可能预见到五年后、十年后的事物。这是新技术发展和应用产生的新问题。”
但是,即使在深圳地铁集团内部,对地铁信号系统的安全性亦存有疑问。
由深圳地铁集团内部人士撰写的《移动闭塞信号系统车地无线传输初步研究报告》提到,目前深圳地铁1号线、2号线、3号线和5号线均采用CBTC(只有4号线使用准移动闭塞系统),原设计方只考虑了地铁内部的抗干扰问题,但未考虑来自外部的干扰。报告提及,深圳市无线电管理局曾多次质疑2.4GHz开放频段在地铁使用的安全性。
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