地铁CBTC信号系统的WiFi风险防范建议
CBTC数据通信子系统的无线干扰
CBTC数据通信子系统的无线干扰提纲:1. CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程2. CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系3. CBTC数据通信子系统的无线干扰的成因和特点4. 针对CBTC数据通信子系统的无线干扰的解决方案5. CBTC数据通信子系统的无线干扰案例分析一、CBTC数据通信子系统的基本原理和工作流程CBTC(Communication-Based Train Control)是基于数据通信技术的地铁列车自动驾驶系统,由列车设备、地面设备、通信系统和控制系统组成,其中通信系统是CBTC系统的重要组成部分。
CBTC数据通信子系统采用Wi-Fi、LTE等现有的无线通信技术,实现列车和地面设备之间的信息交换和数据传输。
CBTC数据通信子系统通过与列车设备之间的无线通信,实现列车位置、速度、状态等信息的传输,并提供控制指令。
地面设备接收并处理这些信息,并发送控制指令给列车。
这一过程为列车的自动控制提供了可靠的技术支持。
然而CBTC数据通信子系统在使用Wi-Fi、LTE等通信技术的同时,也面临着无线干扰的等问题,影响着其工作效果与安全性。
二、CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术的关系CBTC数据通信子系统采用的是Wi-Fi、LTE等通信技术。
而这些通信技术本身也存在着一定的无线干扰问题。
因此,CBTC数据通信子系统的无线干扰与现有无线技术是密切相关的。
Wi-Fi技术的无线干扰:Wi-Fi技术采用的是2.4GHz和5GHz频率的无线信号,这些频率段的信号易受到建筑物、障碍物、天气等因素的影响,出现抖动、衰减等问题,从而导致Wi-Fi的数据传输速率降低,数据传输质量下降,该问题称为Wi-Fi的无线干扰。
LTE技术的无线干扰: LTE通信技术采用的是更高频率的无线信号,高频率的无线信号功率较低,穿透能力较差,同时也容易被建筑物、地下隧道等环境干扰,导致LTE信号覆盖范围减小、信号质量不稳定、数据传输速率降低等问题,称为LTE的无线干扰。
关于地铁CBTC系统无线干扰问题的探讨
关于地铁CBTC系统无线干扰问题的探讨发布时间:2022-09-28T09:49:12.261Z 来源:《科技新时代》2022年9期作者:吴春生[导读] 无线信号干扰问题较为突出,不仅影响了CBTC系统通信质量稳定性,而且给地铁运行造成了安全隐患。
因此,探讨CBTC系统无线干扰问题的解决策略具有非常重要的意义。
(中国铁路通信信号上海工程局集团有限公司,上海200072,工程师专业:轨道交通信号)摘要:无线干扰问题是影响地铁CBTC系统运行的主要因素。
文章简单介绍了地铁CBTC系统无线干扰问题的表现,论述了问题原因,并对问题的解决策略进行了进一步探究,希望为地铁CBTC系统的稳定运行提供一些参考。
关键词:地铁;CBTC系统;无线干扰前言:当前,CBTC系统(Communication Based Train Control System)已成为世界主流地铁控制系统,可以实现车地双向连续无线数据传输,为地铁运行速率的提升提供支持。
但是,在CBTC系统运行过程中,无线信号干扰问题较为突出,不仅影响了CBTC系统通信质量稳定性,而且给地铁运行造成了安全隐患。
因此,探讨CBTC系统无线干扰问题的解决策略具有非常重要的意义。
1 地铁CBTC系统无线干扰问题表现1.1设备间无线干扰在同一信号覆盖区运行多辆地铁时,地铁CBTC系统必须与信号覆盖区域的无线接入点建立通信渠道。
因多地铁通信信道频率一致,极易造成上行链路中全部地铁车辆发送信号信道相互占用,信号之间相互重叠,引发接收端干扰,降低地铁车辆运行安全可靠性[1]。
1.2外部无线干扰无线通信终端接入依据是802.11系列协议,工作频段为2.4GHz~2.4835GHz,每一信道带宽均为22MHz。
若CBTC系统周边运行的无线局域网与系统使用频段重合,则会严重干扰CBTC系统网络,导致CBTC系统工作中断或时断时续。
2 地铁CBTC系统无线干扰问题原因无线电波是在开放空间内传播加载,一次无线通信包括发射机发射特定频率点播、接收机接收特定频率电波两个过程,根据频率差异可以区分有价值信号并接收。
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁CBTC系统信号系统分析与故障
地铁CBTC系统是一种基于无线通信和计算机网络技术的列车信号系统,用于实现地铁列车的精确控制和调度。
CBTC系统通过实时监测列车位置和速度,可以保证列车之间的安全距离,并优化列车运行效率。
CBTC系统在实际运行过程中也可能会遇到各种故障,下面对一些常见的故障进行分析。
CBTC系统可能会出现传输故障,如无线信号中断或传输延迟。
这会导致列车位置和速度信息不能及时更新,从而影响列车行驶的安全性和准确性。
为了解决这个问题,CBTC系统通常会采用冗余设计,如多通道无线传输或备份网络连接,以提高系统的可靠性。
CBTC系统还可能会受到恶劣天气条件的影响,如大雾或暴雨天气。
这些天气条件会降低信号的传输质量,从而影响CBTC系统的性能。
为了应对这个问题,CBTC系统通常会采用降低列车速度或增加安全距离等措施,以确保列车行驶的安全性。
CBTC系统还可能会受到人为破坏或恶意攻击的影响。
这可能包括非法入侵系统、篡改数据或破坏设备等行为。
为了防止这种情况的发生,CBTC系统通常会采用严格的安全措施和加密技术,以确保系统的安全性和稳定性。
地铁CBTC系统是一种复杂的信号系统,用于实现地铁列车的精确控制和调度。
CBTC 系统在实际运行过程中也可能会遇到各种故障,如传输故障、硬件故障、恶劣天气条件和人为破坏等。
为了确保CBTC系统的可靠性和稳定性,需要采取相应的措施来防止和解决这些故障。
城市轨道交通C B T C系统可用频率分析与无线干扰防护对策
- 93 -CHINA RAILWAY 2016/060 引言无线通信是基于通信的列车控制(CBTC)系统中各功能子系统信息交换的桥梁[1]。
一旦通信频段出现外来有害干扰,并且干扰时间超过车-地双向通信允许的最长时延,列车自动保护(ATP)系统将触发紧急制动,这将严重影响行车效率,甚至可能造成乘客人身伤害。
考虑到城市轨道交通列控无线通信系统(简称无线CBTC系统)的功能和承载的业务特征,在实际部署中除应避免系统内部的自干扰外,还必须预防系统外部的干扰。
系统内部的自干扰一般可通过无线覆盖区设计、网络优化等措施避免[2]。
而系统外部的干扰主要来自与其同频、邻频的其他无线电系统,干扰场景比较复杂,处理相对困难,潜在危害也最大。
城市轨道交通线路通常分为地下、地面和高架3部分。
地下部分由于地层的天然屏蔽,使得地上干扰信号很难进入,电磁环境相对干净。
地面和高架部分通常位于城市楼宇之间或郊区空旷地带,这些区域无线发射设备数量多,存在较大的受干扰风险。
无线CBTC系统的服役年限一般为15~20年,随着社会发展,各种新的无线电应用大量出现,而频谱资源是有限的,为提高频谱利用效率,多个系统共享频谱资源是发展的趋势,客观上也会造成无线CBTC系统所处电磁环境更加复杂。
2012年,深圳地铁蛇口线受便携移动Wi-Fi热点(MiFi)设备干扰之后,大量文献从MiFi干扰机制及应对策略、既有系统的抗干扰能力、未来系统的可用频率等方面进行了讨论。
在此,立足于我国(以下均指内地)无线电频率规划、分配现状,分析无线CBTC系统的同频和邻频频段的使用情况,以及将来可能出现的干扰问题,并给出干扰防护建议。
由于干扰的发生是信号功率、发射时间与传播距离等多条件综合作用的结果,因此认为某系统会产生对CBTC系统的干扰是指产生干扰的条件比较容易满足。
这里既考虑目前在用的无线CBTC系统,也兼顾未来可能在规划频段部署的系统。
由于文中多处引用我国无线电频率规划分配文件,为行文简洁,在不出现歧义的情况下,只标出发文机构的简称和文号。
地铁轨道交通无线WIFI解决方案
1.建设背景
信锐-无线地铁 4.解决方案 2.方案难点
3.网络架构
建设背景
政策支持-《十三五规划》
市场需求
市场调查数据分析,八成以上的 “加快智能交通发展,推广先进 网友认为应该装 WiFi 。互联网 +的大 信息技术和智能技术装备应用加强联 背景下,逢坐必问WiFi并不为过。 程联运系统、智能管理系统、公共信 息系统建设,加快发展多式联运,提 地铁系统是一个服务部门,有义务满 高交通运输服务质量和效益”。建设 足旅客的合理需求。 综合运输公共服务平台和交通大数据。
信息化交通建设
PIS乘客信息系统和CBTC-基于无线通信的列车自动控制系统是列车搭载的信息化运行管理系统
WiFi无线覆盖不但可以解决布置问题 还可以做到集成式有线无线一体化管理 实现车—地之间的双向通信,并且传 输信息量大,传输速度快 实现移动自动闭塞系统,大量减少区 间敷设电缆,减少一次性投资及减少日 常维护工作 提高区间通过能力,灵活组织双向运 行和单向连续发车,易适应不同车速不 同运量、不同类型牵引的列车运行控制
客流分析系统
内置客流分析系统, 无需购买第三方软 件。支持分区域、 分 AP 进行客流统计 分析,可统计车站 候车人数、车内实 际人数以及人流密 度及人流的流动。
信息化交通建设wifi无线覆盖不但可以解决布置问题还可以做到集成式有线无线一体化管理实现车地之间的双向通信并且传输信息量大传输速度快实现移动自动闭塞系统大量减少区间敷设电缆减少一次性投资及减少日常维护工作提高区间通过能力灵活组织双向运行和单向连续发车易适应不同车速不同运量不同类型牵引的列车运行控制pis乘客信息系统和cbtc基于无线通信的列车自动控制系统是列车搭载的信息化运行管理系统集中管理维护地铁路线一般长达十几公里布置ap数量众多有线无线构成的网络管理困难
地铁无线通信信号覆盖盲区改进建议
地铁无线通信信号覆盖盲区改进建议近年来,地铁成为城市居民日常出行的重要交通工具之一,随着城市的不断发展,地铁线路也在不断扩张,但是地铁线路的无线通信信号覆盖问题也随之暴露出来。
地铁无线通信信号覆盖盲区成为了乘客们出行中的一大难题,尤其是在地下隧道和站内通道中信号往往会出现中断或者无法正常连接的情况,给乘客的出行带来了不便和不安全因素。
如何改善地铁无线通信信号覆盖盲区,提高地铁通信网络的稳定性和覆盖范围,是当前迫切需要解决的问题之一。
一、提高基站密度地铁无线通信信号覆盖盲区的主要原因之一是基站密度不足。
在地下隧道和站内通道中,地形地势与建筑结构会对无线信号的传播产生一定影响,因此在这些区域增加基站密度是改善信号覆盖的有效手段之一。
可以通过增加基站数量、提高天线的安装高度、优化天线方向等方式来提高基站覆盖范围和信号稳定性,进而缩小盲区范围,提高通信网络的稳定性。
二、采用多频段技术目前地铁通信网络中使用的频段主要集中在2G、3G和4G频段,然而在地下隧道和站内通道中,由于环境复杂多变,不同频段的信号传播特性差异较大,导致信号覆盖不足和盲区问题。
采用多频段技术是提高地铁通信网络覆盖范围和稳定性的有效途径。
多频段技术能够充分利用不同频段的优势,提高信号的传播范围和稳定性,为乘客提供更加稳定的通信服务。
三、引入MIMO技术MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是一种利用多个天线在发送端和接收端进行数据传输的技术,可以显著提高无线通信系统的数据传输速率和覆盖范围。
在地铁通信网络中引入MIMO技术可以有效解决信号盲区和覆盖不足的问题,提高通信网络的稳定性和数据传输速率,为乘客提供更加高效和稳定的通信服务。
四、加强信号扩展设备的布设信号扩展设备是一种能够提高无线信号传播范围的设备,其主要功能是通过扩大信号覆盖范围和增强信号强度来解决盲区和覆盖不足的问题。
在地下隧道和站内通道中,加强信号扩展设备的布设可以有效改善信号覆盖不足和盲区问题,提高通信网络的稳定性和覆盖范围,为乘客提供更加稳定和高效的通信服务。
地铁CBTC系统无线通信技术抗干扰方案
2.1 数据传输系统介绍 数 据 通 信 子 系 统(D a ta Co mmun icati ons
Subsystem,DCS)是一个封闭通信网络,为 CBTC 系统中的 ATP/ATO、联锁、ATS、维护监测等子系 统提供高可靠性的数据通道。
数据通信 D C S 系统,在各设备之间通过有线
1 概述
在城市轨道交通系统中,基于通信的列车控制 系统 (CBTC) 应用广泛,此系统采用 IEEE802.11 标 准 ISM 2.4 GH z 频段,使用 W LAN 技术实现列车 控制信息的传输,完成列车与轨旁设备的通信功能。
I S M 频段被称为 I S M(工业、科学、医疗)频 段,在这一频段内,存在着大量的工业、民用设备, 包括例如大功率医疗设备、家用 Wi-Fi 设备、移动 热点、工业 WLAN 设备等。由于是开放频段,存在 着大量的免费用户,包括例如大功率医疗设备、家 用 W i - F i 设备、移动热点、工业 W L A N 设备等。
5 结论
地铁中 W L A N 设备的应用范围将持续增多, 而 随 着 基 于 2.4G 产 品 应 用 的 进 一 步 增 加, 采 用 W L A N 技术的 C B T C 车地无线通信将遇到更多的 干扰因素,对地铁系统运营造成影响。
因此,在地铁设计中,需要合理的使用无线抗 干扰技术来减轻或抑制无线干扰 ;并且在未来,能 够使用地铁信号系统专用频点彻底解决信号的干扰 性问题,这样才能最大限度地发挥 CBTC 系统的优 势,提高运营效率。
轨旁设备之间的数据通信通过有线网络提供透 明传输通道,车载设备与轨旁设备之间的数据通信 通过车 - 地无线网络提供的透明传输通道。 2.2 应用环境分析
地铁无线CBTC车地通信抗干扰技术分析研究和对策
地铁无线CBTC车地通信抗干扰技术分析研究和对策摘要在地铁CBTC系统运行中,抗干扰是非常重要的一项问题。
在本文中,将就地铁无线CBTC车地通信抗干扰技术和对策进行一定的研究。
关键词:CBTC;车地通信;抗干扰技术;分析;对策1 引言随着我国科学技术的发展,基于车地通信的CBTC技术已经广泛的应用到了我国的地铁建设之中。
而该技术在为我们提供便利的同时,也存在着一定的信号干扰情况,特别是车厢内同类频率的干扰,更是会对车辆运行过程中信号传输的稳定性产生影响。
对此,就需要我们能够通过良好抗干扰技术的研究与应用对该问题进行解决。
2 CTBC抗干扰技术2.1 FHSS体制在该体制中,其将传统的窄带调制信号载波频率放置在一个具有伪随机序列控制之下对离散跳变进行实现,以此对频谱扩展功能进行实现。
在此种环境下,发射机频率在发送之后首先会在预定频率下实现跳变,而其跳变时间所具有的间隔,我们则称之为跳速。
载波频率的每一跳,都由该伪随机码所生成的编码确定,而其跳变所具有的规律,又可以称之为调频图案。
当其出现在信号之中时,则将对干扰以及噪声产生叠加,而对于信息的接收方,为了能够更好的获取信息,就需要能够产生同信号发射端具有同步特征的调频序列。
而在跳频扩频的过程中,其并不具有较为固定的中心频率,这种情况的存在,就会使载波频率在一个相对较宽的频带范围内以高速的方式实现跳变。
同时,由于信息收发的双方在不同频率点上往往都具有着较短的停留时间,即使在某个时刻收发设备同干扰源处于同一频率,也可能出现信号间的同频干扰情况,并对系统产生较短时间干扰。
而对于直序扩频来说,由于其对固定频率方式进行应用,如果CTBC同干扰源处在同一频率上,且干扰信号具有着较高的电平,则可能由于对CTBC信号产生压制而使列车出现停车情况。
2.2 正交频分复用对于该技术来说,其是一种较为特殊的、具有多载波特征的技术。
同传统短波调制解调技术相同,该技术在频域内也将信道分成了较多的数量,并在每一个子信道上,通过独立子载波的应用以分别、独立的方式在对信号进行调制之后向外进行传输,且允许这部分信号频谱的重叠特征,并通过对波形正交情况的保持则能够对不同子信道上的信号干扰情况进行克服。
城市轨道交通CBTC系统无线同频干扰应对策略解析
蔡昌俊 :广州市地下铁道总公司高级工程师 510310广州收稿日期 :2013-06-09城市轨道交通 CBTC 系统无线同频干扰应对策略蔡昌俊摘要 :目前基于通信的列车控制系统 (CBTC 很多采用 IEEE 802.11标准的无线局域网 (WLAN 技术来实现车 -地信息交互 ; 针对 WLAN 无线局域网通信系统存在的同频干扰问题进行分析研究 ; 结合 CBTC 应用环境 , 提出抗干扰应对策略 , 以提高 CBTC 无线通信系统的健壮性和可用性。
关键词 :城市轨道交通 ; CBTC ; 无线局域网 ; 同频干扰 ; 策略Abstract :Wireless Local Area Network technology following the IEEE 802.11standard is widely applied to fulfill the information interaction between the train and wayside in communication-based train control system (CBTC .Aimed at the prevalent co-channel interference problems of WLAN system , by analy-zing and researching these problem causes , the anti-interference strategy is put forward to improve the ro-bustness and availability of wireless communication of CBTC system.Key words :Urban railway transit ; Communication-based train control ; Wireless local area network ; Co-Channel interference ; Strategy1概述城市轨道交通 CBTC (基于通信的列车控制系统普遍使用 IEEE 802. 11的无线局域网(WLAN 技术 , 实现车 -地无线通信。
地铁CBTC车地无线通信系统中防WiFi干扰的措施
地铁CBTC车地无线通信系统中防WiFi干扰的措施作者:石军来源:《科技传播》 2017年第23期摘要近年来CBTC 列车控制系统在地铁运营中发挥着重要作用,但随着移动WiFi 的广泛应用,对CBTC 车地无线通信系统产生了明显干扰。
本文先简要分析WiFi 信号对地铁CBTC 车地无线通信系统产生干扰的原因,并在此基础上提出地铁CBTC 车地无线通信系统中防WiFi 干扰的可行性措施,为地铁的健康运营与管理提供一定理论参考。
关键词地铁;CBTC 车地无线通信系统;WiFi 干扰;预防措施中图分类号 TN91 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2017)200-0124-02随着我国城市化进程的不断发展,地铁因其高速、便捷、经济的优势迅速在城市公共交通领域占据重要位置,并且成为缓解各个城市交通拥挤问题的关键工具。
地铁的顺利运行主要依靠其核心控制系统即信号系统,其中基于通信的移动闭塞系统CBTC 因具有良好的信息传输速度与巨大的信息传输量,并且性价比高等优点,在短时间内成为各个城市地铁建设中广泛使用的无线系统。
地铁CBTC 车地无线通信系统在信息传输过程中使用的是2.4GHz 开放频段,无需审核或付费,在地铁运行过程中的任何时间都能使用。
在当今信息技术时代,在各类移动终端中使用WiFi 已成为日常普遍现象之一,为了方便人们在无WiFi 热点铺设的地点也能上网,运营商开发出各类便携WiFi 设备,因此在人流量巨大的地铁空间中经常有不同的WiFi 信号,此类信号使用的也是2.4GHz 开放频段,对地铁的CBTC 车地无线通信系统带来很大干扰,在上海、深圳等地铁线路中均出现过因信号干扰被近暂停运行的事件,对地铁的安全稳定运营带来很大隐患。
1 WiFi 信号对地铁CBTC 车地无线通信系统产生干扰的原因CBTC 属于十分先进的基于无线通信的列车信号控制技术,在国内各大城市的轨道交通领域发挥着重要作用,而WiFi 也是当前人们日常出行中不可缺少的网络工具,几乎每个人每天都会用到这一工具。
地铁cbtc系统wlan车地无线系统干扰分析
• 208•ELECTRONICS WORLD ・技术交流地铁CBTC 信号系统WLAN 车地无线方案已在多条地铁线路应用,由于WLAN 方案采用2.4GHz 公共频段,不少地铁线路都出现过WLAN 系统受到外界无线干扰影响地铁正常运营的情况。
文中介绍了典型的无线干扰案例,并给出了应对无线干扰的建议方案。
1.引言2007年以来,国内新建的地铁线路信号系统基本上采用的是CBTC 信号系统。
地铁CBTC 信号系统中比较关键的一个组成部分是车地无线通信系统。
由于当时的技术条件限制,车地无线系统基本上采用的都是基于802.11协议(常用802.11g )工作在2.4GHz 公共频段的WLAN 系统。
标准WLAN 并没有考虑列车高速移动的通信需求,因此在将WLAN 应用到CBTC 系统时通常针对WLAN 在高速移动情况下的场景作了切换功能优化。
直到2016年初LTE-M 标准发布后,新建地铁线路普遍开始采用基于专用频段的LTE 车地无线系统,信号车地通信性能有了明显提升。
目前基于WLAN 车地无线通信方案的CBTC 地铁线路数量众多,由于WLAN 方案选用2.4GHz 公共频段进行车地通信,并且WLAN 系统允许的EIRP 值比较低,地铁乘客、地铁线路沿线楼宇都有WLAN 的广泛应用,在地铁线路运营过程中容易受到这些外界无线系统的干扰;本文主要讨论WLAN 车地无线通信方案的干扰案例,并对车地无线通信干扰排查给出建议。
2.实际干扰案例针对WLAN 车地无线系统,常见的无线干扰可分为同频干扰、邻频干扰和阻塞干扰等几种情况。
同频干扰是指和信号车地无线系统相同频段的无线干扰,不限于采用802.11协议的无线设备;邻频干扰是指工作频段与DCS 车地无线频段临近的无线干扰;阻塞干扰是指阻塞干扰指无线接收机在接收无线信号时,受到接收信号频率两旁、高频回路带内一个强信号的冲击,导致无线接收机推向饱和而阻碍自身的正常通信,这种干扰可能直接导致WLAN modem 的接收机出现不可用的情况,在列车通过强干扰区域后车地通信将恢复正常。
地铁CBTC系统无线环境要求
地铁CBTC是基于WLAN(IEEE802.11b/g)的车地无线通信系统,面临环境空间无线干扰问题,干扰可以简单分为两种类型:Wi-Fi干扰和非Wi-Fi干扰,以下分别进行分析,为了简单化,我们仅分析基于IEEE802.11b/g标准的2.4GHz 频段的CBTC设备干扰。
一、Wi-Fi干扰Wi-Fi干扰是指工作于2.4GHz频段内的其它Wi-Fi设备产生的干扰,干扰的影响是占用空口带宽,降低业务流量,增加延时和丢包率,Wi-Fi干扰可以分为同频干扰和邻频干扰。
802.11b/g占用带宽为25MHz,干扰设备的信道间隔小于25MHz可视为同频干扰,若使用1信道,那么1,2,3,4,5信道的干扰都算同频干扰,6信道是邻频干扰。
在地铁CBTC无线环境中应该完全避免同频干扰,同频干扰的影响程度与干扰源的占空比有密切关系,根据理论分析和实际测试结果,如果占空比较高,较弱的同频干扰信号(-95dBm左右)就足以对工作信道造成严重干扰。
邻频干扰可以等效为同频干扰来分析,IEEE802.11g标准的发射频谱模板(OFDM)如下:其中,fc--信道的中心频率;dBr――相对于sinx/x峰值的dB数(即相对于信号最大谱密度的的dB值)。
1信道与6信道之间的信道间隔是25MHz,信道带宽是20MHz,那么邻道(6信道相对1信道即为邻道)的下边带在fc+15MHz 处,如下图:按照国家无委会的AP 的最大发送功率为20dBm (EIRP ),带宽为20MHz 。
即20dBm/20MHz 。
对20MHz 取以2为底的对数有:241020log 62=⨯ 72324=⨯(2倍带宽对应3dB 功率增加)则20dBm-72=-52dBm ,则20dBm/20MHz 可换算为-52dBm/Hz按照上图802.11g 的频谱模板,我们可以知道邻道的中心频率点在,下边带在处。
也即比衰减量在-20dBr 到-28dBr 之间(红点),我们取-24dBr 。
列车控制系统 (CBTC) 面临的七类网络安全威胁
列车控制系统(CBTC) 面临的七类网络安全威胁一、概述公共交通运营商正在利用更多的数字技术来提高运营效率。
基于通信的列车控制系统(CBTC)是该战略的一个关键要素,使用移动闭塞原理来减少间隔,从而大幅提高地铁网络容量。
随着现场连接部件的减少和运输流量优化软件,新一代CBTC不仅增加了运输可用性和准点率,而且降低了维护和运营成本。
其中许多优势是通过系统互操作性和使用IoT 技术实现的。
然而,这种更高的效率是有代价的,CBTC 系统不再与外部世界隔绝,其攻击面正在扩大。
因此,它们正成为外部网络攻击更容易访问的目标,也更容易向其他业务系统输出风险。
二、CBTC 系统主要面临七类网络安全威胁。
1. CBTC 列车到地面的无线通信容易受到网络攻击,可能导致列车劫持,并成为运营商网络的攻击媒介。
说明:一部分在运营的CBTC系统列车与地面的通信通常基于WLAN 技术来实现列车控制。
WLAN 在身份验证、加密和传输等关键技术方面面临高漏洞。
此外,较旧的CBTC 实施采用旧的Wi-Fi 技术(802.11X),网络保护非常薄弱,并可能遭受攻击,如嗅探、流氓AP、中间人攻击、邪恶孪生攻击和拒绝服务(DoS)。
影响:攻击者可以利用弱无线协议劫持列车,传输紧急命令或渗透生产网络。
另一个挑战是处理干扰,这可能会导致可用性损失,退到降级模式。
2. CBTC 与OT/IT 网络的连接不安全。
说明:CBTC 系统与不同安全级别的系统越来越互联,以释放数字化的全部潜力。
交通优化需要列控管理和联锁系统之间的连接,或实时信息显示调度系统和乘客信息系统之间的连接,是其中的两个例子。
通常,这些连接在没有适当的安全措施(检查应用程序流量)的情况下实施。
影响:CBTC 存在来自较小关键网络的潜在渗透,这种渗透可能导致安全和可用性的影响。
3. 由于安全限制,CBTC 系统很难或不可能修补,使网络面临已知的漏洞。
说明:CBTC 系统上线运营需要经过漫长而复杂的安全审批流程。
地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施
地铁信号系统无线通讯传输的抗干扰措施摘要:地铁已成为现代大众出行的首选工具,通信系统作为保障地铁按时、安全出行的基础条件,必须增加对通信系统抗干扰工作的关注度,使各类运行管理信息在系统作用下,可靠、准确与迅捷地传递。
通信系统在运行中可能会因为外界因素或是其他因素的干扰,无法良好的传输信号,影响地铁出车的安全性。
当下应注意到此方面问题,关注通信系统抗干扰的工作方式,在工作方式作用下让通信系统在地铁运行的过程中良好地完成通信信号传输任务。
关键词:地铁;信号系统;无线通讯;抗干扰技术1.无线通信技术基本概况结合系统的适用范围大小,一般会按照使用对象的不同分为公网无线通信和专用无线通信两种。
其中地铁主要使用的是专用无线通信,可以及时掌握地铁运输的基本状况,获取车厢内部的调度指令,并能够实现实时监控。
就无线通信系统而言,不仅具有较大的数据容量,还应该具备观测物体移动的强大能力。
1.地铁无线通信信号系统的要求地铁通信结构在我国通信技术水平不断提高的过程中,朝网络化方向发展,在发展过程中以CBTC信号作为主体并建立通信信号通道。
该通道的建立对于我国地铁通信的发展具备时代意义,CBTC信号通信技术成为通信领域高度关注的项目,技术在应用中可以拥有良好的独立性。
在车辆运行信息与地面信息中,构建平衡的动态点,优化整体技术框架,在CBTC信号通信技术下开展独立项目。
研究地铁信号系统,完成对系统的结构优化工作,关注无线车载、天线车载、路由器元件信号功放设备。
在研究各类装置的过程中,关注系统内信息处理服务器的运行状况。
完成基本元件常规化运行控制后,建立动态化的管理框架,使服务器在地铁无线通信系统运行中发挥良好的作用,为系统可靠、稳定的运行提供助力。
按照一定标准划分地铁网络类别,需要清楚地铁网络各结构的组成状况。
列车尾部、列车头部均可以根据信号传输需求增设光缆结构,而光缆结构类型会根据列车不同区域以及信号传输要求灵活选择,但是必须确保光缆结构与信息冗余实现有效的对接。
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随着无 线通信 技术 的发 展 ,基 于 自由空 间传输 的无
, 地 铁 C B T C 系 统 现 状
级 ,以满足现代都 市每 日大流量 的城市 运输 要求 。 段的Wi F i 网络 。
茎 薹
4 盖 萎 盏
我 国新 建 地 铁 线 路 大 多直 接 采 用 了基 于 通 信 的列 旧金 山 、法 国巴黎 等地陆续 建设 了一 些试运行 线路 。 目
安 全 、高可靠 是设 计 的最高 原则 。C B T C 系统 中传递 的 广播 的 ,已绎发现 有一定数 量的智能终 端连接 到该 网络 数据 以列车控制 命令和 列车监控信 息为 主 ,数据流量很 上 ,这对C B T C 信号 系统会 产生更严重 的干扰 。这些便 携 小 ,最 高带宽不超过 1 0 0 k b / s ;但数据传递 要求高可靠和 式无线 终端 的使用 ,将会 影响地铁 系统 的正常运行 ,严
9 9 9 年9 月, E E E S m ]  ̄并颁布了第一个c B T c 标准 2 cB T c面 临的 wi F i 脆 弱性
( I E E E S t d 1 4 7 4 . 1 . 1 9 9 9)。该标准 详细定 义 了C B T C 系
统 的功能 ,指  ̄C B T C 的通信必须是 连续 的,实现连续 自
车控 制系统 ( C B T C 系统 ,c o mm u n i c a t i o n s — B a s e d T r a i n 前 ,我 国地铁 的C B T C 系统 基本采用免费2 . 4 G 频段的Wi F i
C o n t r o 1 ),原有 的轨道 控制系统也在进行 C B T C 系统 的升 网络来进行 数据传输 ,也有个 别线 路采用 了付 费5 . 8 G 频
性 ,『 六 1 I  ̄ L C B T C 系统 的数据 丢包 问题 与延 时瓶 颈 主要集 丁作 存此频段 。当地铁 经过 附近时 ,也会 受到或 多或少 中在 年一 地无 线通信 方 面。C B F C 系统 车一 地通 信普 遍采 的 干扰 。 用2 . 4 G 频段 的Wi F i 无线技 术 ,如何避 免非法用 户接入到 3 . 2 拒绝服务攻击
E t 趋完善 。 目前 ,该技术 已经在 2 0 多个 国家 的城市轨 道 些问题 。
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一73—
C B T C 系统作 为 控制列 车 运行 的核 心 系统 ,保 障高 增 多 。另外 ,某些 地铁信号 系统采用 的无线 网络是对外
动列 车控制 。
C B T C 信 号 系统在 全 球 的实际 应用 时 间不长 ,也 没
有经 过真 正 的压力 测试 。另 外 ,国产 C B T C 系统还 不 完
C B T C 系统 是具 有发 展潜 力 的列 车运 行控 制 系统 ,
善 ,一些信号设备与 [  ̄# b C B T C 系统 的协调工作还存在一
c B r r C系统 由地 面有 线 网 、车 载 有线 网 、车一 地 无 S c i e n c e a n d Me d i c i n e ) 频段 ,医院的医疗设备 、某 些 一 r
线通信 网3 部分 组成 。由于 以太 网技 术 的高带 宽 和成熟 厂 的监测设 备 、科研设 备 ,还有 家庭使用 的微波炉 等都
轨道 交 通 视 频 技术 实 验 塞
地铁C B T C 信号系统 的
W i F i 风险防范建议
崔鹏 :北京启明星辰信息安全技术有限公 司研发中心,副总监 ,北京,1 o 0 1 9 5
摘
要 :分析地 铁C B T C 信 号 系统现 状
及C B T C 面 临 的 Wi F i 脆 弱 性 ,从 无 线 干
扰 、拒 绝服 务 攻 击、 无 线入侵 、 无 线 欺 骗 等方 面阐述地 铁 信号 系统 的无 线
风 险 ,并提 出风 险防 范建议 。
关 键 词 :城 市 轨道 交通 ;C B T C 信号 系
统 ; Wi F i ;无 线 风 险
交通 中使 用 。2 0 0 4 年 ,武汉轻 轨 l 号线 首次使用 C B T C 系 统后 ,全 国很多城市 轨道交 通都选择 了应用C B T C 系统技
C B r r c 的无线通信 网中 ,如何 避免正常 民用无线信号对列
车通信系统造成十扰 ,也需重点考虑 。
无线信号暴露 在空中 ,容易遭受D o S 攻击 。无 线D o S
攻 击 可 以表 现 为 产 生 大 量 的 无 线 数 据 包 ,耗 尽 无 线 网络
C B ' I 、 C 系统 中所有 的列 车渊 度 、控制 信息 都是 以无 资源 ,使得 服务器无 暇他顾 、疲 于应付 ,没有 多余 的资 线方式在 列车 和轨旁设 备之 问传递 ,无线 网络 的开放性 源 处理正 常无线终端通信 。 所带来的易干扰 、易攻击等 问题 成为C B T C 系统 的最大安
I E E E 8 0 2 . 1 1 定义 了一种 客户端状 态机制 ,用于 跟踪
全隐患 ,而 且无线 网络 的架 构本身也 容易滋生探 测与欺 T作站 身份 验证 和关 联状 态 。状 态 l :没 有通 过验 证 , 骗等攻击行 为。
没有 与轨旁 无线 单元 建立 关联 ;状 态2 :通 过验证 ,没 有与 轨旁无 线单 元建 立关 联 ;状态 3 :通过 验证 ,与轨 旁无线单 元建立关 联 。车载 无线单元 根据它 们 的关 联和
低 时延 ,当列车 以 l 2 0 k m/ h 行 驶 时 ,数据 丢失率不 能超 重 的将会造成列 车紧急制动 、停运 、追尾等事故 。 过1 %,最高延时不 能大于5 0 0 n l s 。 此外 ,由于2 . 4 G 频段是Wi F i 3  ̄ 作 的I S M( I n d u s t r y ,