地铁通信无线漏缆维护保养建议

高亮

摘要：本文从地铁无线系统漏缆常见问题分析入手，阐述当前漏缆设备维护保养中可能忽视的环节，从而引出新的问题处理方案，明确新思路、方案引入无线漏缆常规维护保养中的必要性。作为信号的媒介，根据不同区域的信号覆盖难度及要求，需要对不同信号媒介进行选择，从而满足用户的实际使用需求，确保无信号盲区及信号干扰问题。基于设备稳定性要求，在地铁区间内信号覆盖，绝大多数选择无线直放站加漏泄同轴电缆方式达成信号无死角覆盖要求，而区间内相应规格型号漏缆的固定效果，主要依靠漏缆卡具完成，可以说漏缆卡具种类及现场安装方式的选择，其性能的优劣对区间无线信号覆盖、行车安全有着很大的影响。

关键词：辐射型漏泄同轴电缆，卡具的“三力”，锁紧螺母

0引言

随着我国轨道交通行业的迅猛发展，以及5G移动通信技术的成熟运用，作为城市轨道交通无线通信传统媒介之一的漏泄同轴电缆，也得到了非常广泛的运用。区别于无线铁塔、室内天线，安装在轨行区内的无线漏泄同轴电缆，随着地铁运行时速的显著提升，受到列车在高速状态下产生的活塞效应影响，同时冲击载荷、风振、现场环境及极端恶劣气候对设备的稳定性也提出了严格要求，现场安装的漏缆卡具结构、材料、性能必须与使用漏缆保证契合，不松动、不脱落，确保高速行驶下的列车无线信号覆盖的稳定、连续。

1 系统架构

1.1总体架构

地铁由地下高架车站区块、庞大的基地库区、长大的地下区间通道、复杂高架过渡段区域，林立的控制中心大楼等模块组成，各式各样的环境对于无线信号覆盖的要求显得尤其严苛，而针对不同覆盖类型，只有采用不同的设计方案，结合多种类的无线设备，才能保持信号完整覆盖，确保行车调度的持续畅通。

1.2车站信号覆盖

车站覆盖设计要结合设备配置特点，以现有设备最大限度完成站厅覆盖的目标，首先考虑将室内低廓天线分别放置在接近车站出入口的位置，在完成站厅信号覆盖的前提下，尽可能多的向出入通道内辐射信号。对于设备室的无线信号覆盖，一方面利用站厅低廓天线辐射的信号，另一方面利用经过设备室附近的（一般在设备室下层或设备室一侧）漏泄电缆辐射的信号。而站台利用站台侧漏泄同轴电缆辐射的信号。（如图1）

1.3室外基地信号覆盖

基地一般较为广阔空旷，楼宇众多但不密集。一般采用室外楼顶全向天线分集接收，远端库内设置光纤直放站，楼宇间使用无线室内天线以保证整个车辆段范围内的信号覆盖质量。（如图2）

1.4区间信号覆盖

区间使用无线漏泄同轴电缆，较长区间架设无线直放站（远端机）并通过无线漏泄同轴电缆方式覆盖。（如图3）

可以看出漏泄同轴电缆主要使用在站台及整个地下、高架区间，该设备的运行状态的好坏对区间无线通信的质量有着很大的影响。

2 漏缆设备使用及维护

2.1漏缆介绍

漏泄同轴电缆是一种特殊的同轴电缆，其外导体上开有周期性槽孔，其具有普通RF电缆和天线的双重功能。其具有使用频段宽、可同时兼顾多个系统接入、传输距离远、空间覆盖距离远、信号辐射均匀、系统驻波小、互调低、安装方便、连接可靠、耐环境性能强、使用寿命长、性价比高等特点。漏泄同轴电缆覆盖已成为带状分布区域无线覆盖系统的主流覆盖方式。

漏泄同轴电缆按辐射模式可分为耦合型漏泄同轴电缆和辐射型漏泄同轴电缆。

a、耦合型漏缆是在普通RF电缆外导体上进行铣槽、开孔，其槽孔间距远小于工作波长。电磁波通过小孔衍射，激发电缆外导体外部电磁场，因而外导体的外表有电流，于是存在电磁辐射。电磁能量以同心圆的方式扩散，以达到发射和接收信号的作用。

b、辐射型漏缆是经过冲孔薄铜带纵包护套而成，其根据特定的使用频率进行设计，根据特定频率的波长计算出合理的开槽长度、角度、节距等信息，并使得特定频率的信号通过槽孔进行辐射，产生同相迭加，以达到发射和接收信号的作用。

c、耦合型漏泄是漏缆外导体上的表面波的二次效应，而辐射型漏泄是由外导体上的槽孔直接辐射产生。耦合型电缆适合于宽频谱传输，漏泄的电磁能量无方向性，并随距离的增加迅速减小。辐射型漏缆与工作频率密切相关，漏泄的电磁能量有方向性，相同的漏泄能量可在辐射方向上相对集中，并且不会随距离的增加而迅速减小（对特定频率和指定方向，耦合损耗比较小）。因此，根据不同的应用场合可选择不同类型的漏泄电缆，一般专用通信无线分配有固定的频段，所以较多选择辐射型漏泄同轴电缆作为地铁无线信号传递载具。

2.2卡具介绍

漏缆卡具是固定无线漏缆的直接工具，目前漏缆固定方式常见的主要有钢绞线卡具吊装、支架卡具托举、支架卡具抓握式（如图6）。

卡具根据种类又分为普通型及防火型两种，按一定比例、间隔安装（9：1）而高架区间与地下区间内使用的卡具也不相同。（如图7）

卡具的主要参数要求为“三力”，即轴向拔出力、抗拉承载力、抗剪承载力，根据行业标准可知，“三力”中要求最高的为抗拉承载力。

2.3漏缆保养

为了确保区间无线信号的正常覆盖，保证行车调度的正常畅通，线路班组每半年需要对区间馈线、防雷、卡具状态进行检查，对松动、进水、老化线缆进行更换，对松动、脱落的漏缆卡具进行固定，最后使用專业仪表对区间无线信号拉网测试，并与往期数据进行对比参照，确保测量数值符合标准。

2.4漏缆故障

建设阶段由于野蛮施工导致的漏缆破损，跳线接头、堵头（防水胶带）不紧密牢固导致的漏缆进水，漏缆卡具不牢靠导致的大面积漏缆松脱，对无线漏缆信号覆盖有很大的影响，造成区间信号骤减、不稳定，严重时会危及行车安全。

3案例分析

3.1故障现象

2018年12月，班组巡检发现高架区间漏缆卡具存在脱落情况，请点对区域内漏缆卡具进行检查，并对松动卡具的进行紧固;但随着时间推移，漏缆卡具脱落数量较多，问题未能彻底整改。（如图9）

3.2故障影响

问题区间1.8公里高架区域最高，上下行卡具松动、脱落数量达到334个，占比约9.6%，区域通话质量有小幅下降，同时脱落的漏缆存在入侵轨行区风险。

3.3处理经过

通过对比发现漏缆卡具松动、脱落现象主要集中在高架区间H型钢立柱区域，高架过渡段、声屏障区域，地下区间漏缆卡具只有极个别存在问题。现场防火卡具固定效果较好，未出现相关问题，主要的故障集中在普通卡具的松动、脱落上，现场松动的普通卡具仍可以手动恢复使用，未出现断裂或破损的情况。另外其他区域虽未出现大量卡具松动、脱落现象，但排查发现卡具后端螺丝、螺杆很多存在松动、缺失现象，需要及时整改处理。

高架区间H型钢立柱处安装设计图如下：

3.4原因分析

漏缆卡头与“C型支架”连接位置采取双螺母并死的方案进行防松，但现场仍然出现松动，原因可能是安装之前未完全拧紧，双螺母加弹垫的防松脱效果失效，在列车行进过程中产生的震动，使螺母发生松动，进而导致卡具及漏缆松脱。

当卡头与C型支架之间出现松动，列车经过时形成的风振，会带动漏缆瞬时振幅较大，导致漏缆从松动的卡头中脱扣。

以下为对比螺母拧紧与松动时抗剪力测试（如图12）

同时该漏缆卡具在本项目中采用水平安装，受漏缆重力影响，主要受抗剪承载力，而抗剪力本身并不是该类型漏缆卡具“三力”中最具防护性抗性力。

4维保优化

4.1锁紧螺母

由于漏缆卡具与固定钢结构间螺母松动，会导致卡具“三力”性能的大幅度下降，在活塞风、风振等的影响下会加剧漏缆的松动、脱落，需要在原有的双螺母基础上增加锁紧螺母用于固定（如图13）：

4.2 卡具优化

考虑到该项目应用环境的特殊性，为确保设备可靠性，可以使用新型双爪卡具或者在原有比例基础上增加防火卡具。（由原先的10米内9个普通卡具1个防火卡具，按现场实际情况调整为10米内9个普通卡具配2-4个防火卡具）。（如图14）

4.3设计优化

由一般卡具设计“三力”中，抗拉力属于最高承载力，而该项目中漏缆卡具使用水平安装方式，受漏缆重力影响，主要受抗剪承载力，而抗剪力本身并不是该类型漏缆卡具“三力”中最具防护性抗性力，即设计初就应该将卡具使用垂直方向，确保主要受抗拉承载力影响，增强容错率。

5 结束语

无线系统作为调度与列车司机间沟通的桥梁，对行车安全有着举足轻重的影响，是通信专业中及其重要的组成部分。区间漏缆又是确保区间无线信号覆盖的主要设备媒介，因此保证漏缆的正常使用，是非常重要的。只有从主观上足够重视，并创造良好的客观运行环境，做到管理专业化、维护专业，才能确保轨道交通通信系统的安全生产运行，确保专网通信的可靠畅通，服务于轨道交通运输安全生产。

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作者简介：喻玺;男;1987年10月生;南京地铁运营有限责任公司 苏省南京市南京地铁运营有限公司通号分公司通信技术管理 通信技术管理、工程师