探讨城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题

胡昇鸣 

苏州轨道交通有限公司运营分公司 江苏苏州 215000

摘要：本文旨在探讨城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题，分析干扰问题的成因和影响，提出解决干扰问题的有效方法和措施。通过对城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题的深入研究和探讨，本文旨在为解决城市轨道交通系统中传感器干扰问题提供参考和借鉴，促进城市轨道交通系统的安全性、可靠性和智能化水平的提升。

关键词：传感器；城市轨道；交通车载；信号速度

城市轨道交通作为现代城市交通系统的重要组成部分，对于城市的发展和运行起着至关重要的作用。在城市轨道交通系统中，车载信号速度传感器作为关键的传感器之一，承担着测量车辆速度、实现列车运行控制和安全监测的重要任务。然而，在实际运行中，车载信号速度传感器常常会受到各种干扰，导致传感器输出的速度信号不准确或失真，影响列车的运行安全和正常运行。

一、城市轨道交通车载信号速度传感器的工作原理

（一） 车载信号速度传感器的作用

车载信号速度传感器在城市轨道交通系统中扮演着至关重要的角色，其主要作用是实时测量车辆的运行速度，为列车的运行控制、安全监测和故障诊断提供关键数据支持。通过车载信号速度传感器获取的准确速度信息，系统可以实现对列车的精准控制，确保列车的安全运行和正常运行。

（二）车载信号速度传感器的工作原理

车载信号速度传感器通常采用霍尔效应、电磁感应或光电传感等原理工作。以霍尔效应传感器为例，当车轮转动时，传感器感知到磁场的变化，从而产生相应的电信号[1]。这些信号经过信号处理电路处理后，转换为车辆的速度信息。传感器工作原理简单、可靠，能够准确测量车辆的速度并输出相应信号。

（三）车载信号速度传感器的应用场景

车载信号速度传感器广泛应用于城市轨道交通系统中的地铁、轻轨、有轨电车等车辆上。在列车运行过程中，车载信号速度传感器可以实时监测车辆的速度，为列车的运行控制和安全保障提供重要数据支持。此外，车载信号速度传感器还可以与其他系统集成，如列车控制系统、列车监控系统等，实现信息共享和联动控制，提高列车运行效率和安全性。

二、城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题分析

（一）干扰问题的定义和分类

城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题指的是在传感器工作过程中受到外部因素影响，导致传感器输出的速度信号出现异常或失真的情况。干扰问题可以分为内部干扰和外部干扰两类。内部干扰是指传感器本身因为设计缺陷或故障导致的干扰，外部干扰则是指外部环境中的电磁干扰、振动干扰等因素对传感器正常工作造成的影响。

（二）干扰问题的影响和危害

城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题会严重影响列车的运行安全和正常运行。如果传感器受到干扰导致输出速度信号不准确或失真，可能会导致列车的速度控制失效，甚至引发事故。此外，干扰问题还会影响列车的运行效率和准时性，给城市轨道交通系统的正常运行带来不利影响。

（三）干扰问题的成因分析

城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题的成因多种多样。内部干扰可能是由于传感器本身设计不当、零部件老化或损坏等原因引起的；外部干扰则可能是由于列车电气系统的电磁干扰、轨道振动、环境温度变化等外部因素引起的[2]。对干扰问题的成因进行深入分析可以帮助找出问题根源，进而采取有效措施解决干扰问题，确保车载信号速度传感器的正常工作和准确性。

三、城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题解决方法

（一）传感器位置优化

传感器位置的优化是解决城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题的重要措施之一。通过合理设计和优化传感器的安装位置，可以减少传感器受到外部干扰的可能性。例如，将传感器安装在车辆结构稳定、电磁干扰较小的位置，避免与其他电气设备或信号源过近，可以有效降低干扰对传感器的影响，提高传感器的准确性和稳定性。

可以考虑传感器的安装高度和角度，传感器安装的高度和角度会影响其对车辆速度信号的采集效果。通过合理调整传感器的安装高度和角度，可以最大限度地减少地面振动和其他干扰对传感器的影响，提高传感器的测量精度和稳定性。另外，可以考虑采用防护罩或护套来保护传感器。在城市轨道交通系统中，车载传感器容易受到外部环境的影响，如雨水、灰尘等，导致传感器性能下降或损坏。通过安装防护罩或护套，可以有效保护传感器免受外部环境的影响，延长传感器的使用寿命，确保传感器的准确性和稳定性。

（二）信号处理技术改进

对城市轨道交通车载信号速度传感器的信号处理技术进行改进也是解决干扰问题的关键措施之一。通过采用先进的信号处理算法和技术，可以提高传感器对干扰信号的抑制能力，减少干扰对传感器输出信号的影响。例如，采用数字滤波、信号平滑处理等技术，可以有效滤除干扰信号，提高传感器的抗干扰能力，确保输出的速度信号准确可靠。

另外，自适应滤波技术能够根据实时的信号特征和环境变化自动调整滤波参数，从而更加灵活地适应不同干扰情况。通过自适应滤波技术，传感器可以实时监测并调整滤波器的参数，有效抑制干扰信号，提高传感器的抗干扰能力和准确性。还可以考虑引入波束形成技术，波束形成技术是一种利用多个传感器接收信号并进行合成处理的技术，可以有效提高信号的分辨率和抗干扰能力。通过在车载信号速度传感器中应用波束形成技术，可以实现对信号的定向接收和处理，减少干扰信号的影响，提高传感器的性能和稳定性。综合考虑传感器安装高度和角度的调整以及采用防护罩或护套的措施，可以进一步优化城市轨道交通车载信号速度传感器的安装位置，提高传感器的抗干扰能力和稳定性，确保传感器输出的速度信号准确可靠。

（三）屏蔽和滤波措施应用

在解决城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题时，采用屏蔽和滤波措施也是一种有效的方法。通过在传感器电路中添加屏蔽罩或屏蔽层，可以有效隔离外部电磁干扰，减少干扰信号对传感器的影响。同时，采用滤波器对传感器输出信号进行滤波处理，去除高频干扰信号，保留有效信号，提高传感器的稳定性和准确性。这些屏蔽和滤波措施的应用可以有效降低传感器受到干扰的可能性，提高传感器的工作性能和可靠性[3]。

同时，多层屏蔽技术可以在传感器周围设置多层屏蔽罩或屏蔽层，形成多重屏蔽防护，有效隔离外部电磁干扰，最大限度地减少干扰信号对传感器的影响。通过多层屏蔽技术的应用，可以提高传感器的抗干扰能力，确保传感器输出信号的稳定性和准确性。自适应滤波技术则是能够根据实时的信号特征和干扰情况自动调整滤波参数，实现对传感器输出信号的动态滤波处理。通过引入自适应滤波技术，可以更加灵活地适应不同干扰情况，提高传感器的抗干扰能力和准确性，确保输出的速度信号稳定可靠。

综合考虑多层屏蔽技术和自适应滤波技术的应用，可以进一步优化城市轨道交通车载信号速度传感器的屏蔽和滤波措施，提高传感器的抗干扰能力和稳定性，确保传感器在复杂环境下的正常工作。

结束语：

在城市轨道交通系统的发展和运行中，传感器的稳定性和准确性对于列车的安全运行和运行效率至关重要。通过不断优化传感器技术、加强干扰问题的预防和解决，可以提高城市轨道交通系统的智能化水平和运行质量，为乘客提供更加安全、便捷和舒适的出行体验。希望本文的探讨和研究能够为城市轨道交通系统的相关工作者和研究人员提供有益的参考和启发，共同致力于城市轨道交通系统的安全、高效和可持续发展，为城市交通运输领域的发展贡献力量。

参考文献：

[1] 郭治芒,黄文媛.探讨城市轨道交通车载信号速度传感器干扰问题[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2022(7):4.

[2] 杨荣兵,梁建彬,毕文峰,等.城市轨道交通信号系统过分相限速保护方案研究[J].现代城市轨道交通, 2023(10):25-29.

[3] 汪彧.地铁信号设备无线系统抗干扰的分析及措施[J].工程与管理科学, 2022, 4(9):55-58.