深圳地鐵逼停:卡斯柯CBTC系統經驗不足
將目前地鐵內采用的公用免費頻段,更改為付費的專用頻段,是解決地鐵信號系統受外界干擾最徹底的辦法
2012年11月1日清晨,李立(化名)擠上了深圳地鐵2號線上的一趟列車。8時15分時,列車一到崗廈北站,突然播報:地鐵發生故障,所有乘客趕緊下車。約十分鐘后,下趟列車進站,李立隨著焦躁的人群再次擠上去,沒想到很快地鐵再次播報發生故障,要求乘客下車。直到第三輛列車,李立才如愿到達市民中心站。
李立稱,事故當天廣播并未解釋故障原因,僅稱“發生故障”。
11月5日,這條線路故障重演,再次停運;11月7日,深圳地鐵5號線在行駛過程中亦多次中斷運行。
數天之內,深圳地鐵緣何頻頻停運?全國地鐵是否亦面臨同樣問題?
雙“車道”被占
距離第一次故障八天之后,深圳地鐵集團正式對外稱,初步判斷列車停運原因是,線路信號系統受到車上乘客所持3G路由器產生的信號干擾所致。此類便攜式3G路由器,工作原理有別于3G手機自身Wi-Fi功能,它可將移動通信3G信號轉換為Wi-Fi信號,供無線終端使用。換言之,是乘客帶入地鐵的移動Wi-Fi熱點干擾了列車信號,“逼停”地鐵。
“出事”的深圳地鐵2號線、5號線,均采用基于無線通訊的移動閉塞系統(CBTC),以國內外通行的2.4GHz頻段進行無線數據傳輸。2.4GHz為公眾免費頻段。
也就是說,全國城市地鐵皆使用2.4GHz頻段,而Wi-Fi也使用同一頻段。
深圳地鐵集團資源開發分公司通信工程部高級工程師周杭介紹,在2.4GHz開放頻段中,共有14個頻點,其中僅有三個頻點是互不干擾的,即1頻點、6頻點、11頻點三個頻點。深圳地鐵剛好使用了這三個互不干擾的頻點,其中前兩個頻點為信號系統所用,第三個頻點為車載電視所用。
“14個頻點都是免費開放的,Wi-Fi是全覆蓋,換句話說,Wi-Fi使用1頻點-6頻點中任何一個,都會對地鐵1頻點和6頻點造成干擾;Wi-Fi使用6頻點-11頻點中的任何一個頻點,會對6頻點和11頻點造成干擾。”周杭說。
Wi-Fi能“輕而易舉”影響到地鐵信號,區別僅在于嚴重程度。深圳地鐵方面亦不諱言,2號線、5號線并非公司首次檢測到信號被干擾,此前有過先例。“我們之前一直在對被干擾的線路進行檢測、分析。”深圳地鐵集團黨群部部長兼新聞發言人汪玉竹對《財經》記者稱。
基于2.4GHz頻段極易被外部“搶奪”,深圳地鐵方面并非毫無預案。
在2.4GHz頻段中,深圳地鐵設有紅、藍兩個頻點,一個主用,一個備用,當紅色頻點受到外部干擾時,系統將自動啟動藍色頻點;當藍色頻點受到外部干擾時,系統自動啟動紅色頻點。周杭將其描述為“相當于我們開了兩條車道(兩個頻點),一條車道(一個頻點)被(Wi-Fi)占用,還有另外一條車道”。
然而,深圳地鐵幾次緊急停車,恰恰是因為兩條“車道”同時被外界信號占用,引起數據包延時傳輸甚至堵塞,從而導致信號系統安全保護功能啟動。
這里所說的Wi-Fi干擾,并非手機的WLAN熱點功能,其功率一般只有幾個毫瓦,干擾較弱,而是來自于便攜式3G無線路由器。
便攜式3G無線路由器信號強度一般功率也多低于50毫瓦,但隨著市場發展,越來越多路由器發射功率達到了100毫瓦的國際標準上限,“深圳一些山寨路由器發射功率最高的達300毫瓦”。汪玉竹稱,這種強度使得Wi-Fi在頻點爭奪中處于有利位置。
深圳地鐵集團自行成立了調查組,其工作人員進行的相關試驗表明,在每節車廂攜帶七八個無線路由器進入,列車信號系統就會立即受到干擾。
深圳市無線電管理局業務處副處長楊春認可深圳地鐵集團的結論。她透露,早在今年8月左右,深圳地鐵方面就已經監測到有零星干擾信號,“隨后深圳地鐵內部一直在進行相關測試和排查,所以這次很快就確定是Wi-Fi信號干擾到了地鐵信號”。
既然全國城市地鐵都普遍使用公共免費的2.4GHz頻段,為什么目前只有深圳地鐵爆出Wi-Fi干擾問題?
外部干擾被忽視
深圳地鐵方面將地鐵故障的原因也歸結為“深圳無線城市建設走在國內前列”。
深圳地鐵采用的CBTC技術,是集尖端的無線電通信技術和自動化控制技術于一體的列車自動控制系統。汪玉竹認為,采用這種技術并無不妥,“CBTC先有,然后有Wi-Fi。我們不可能預見到五年后、十年后的事物。這是新技術發展和應用產生的新問題。”
但是,即使在深圳地鐵集團內部,對地鐵信號系統的安全性亦存有疑問。
由深圳地鐵集團內部人士撰寫的《移動閉塞信號系統車地無線傳輸初步研究報告》提到,目前深圳地鐵1號線、2號線、3號線和5號線均采用CBTC(只有4號線使用準移動閉塞系統),原設計方只考慮了地鐵內部的抗干擾問題,但未考慮來自外部的干擾。報告提及,深圳市無線電管理局曾多次質疑2.4GHz開放頻段在地鐵使用的安全性。
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