城市隧道調(diào)頻廣播信號覆蓋解決方案

 隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市交通日益嚴(yán)重，城市隧道已經(jīng)成為解決城市交通的主要方式，城市隧道由于其呈隱蔽帶狀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，成為城市交通中最為特殊的路段，也是施工和營運(yùn)管理中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，特別是處于大交通流量路段的長隧道，安全形勢十分嚴(yán)峻。因此，保障安全運(yùn)營、提高通行服務(wù)水平是隧道系統(tǒng)建設(shè)工作的重中之重。盡管各隧道在通風(fēng)、照明、消防、火災(zāi)報(bào)警、交通控制、視頻監(jiān)控、緊急廣播等幾大系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)和材料使用上都已經(jīng)十分先進(jìn)，基本上建成的隧道內(nèi)手機(jī)信號的覆蓋也已經(jīng)做到盡可能的完善。但是在廣播信號的接收上卻存在著缺陷，廣播信號在隧道內(nèi)被屏蔽，形成盲點(diǎn)。我國各地都建有自己的交通廣播網(wǎng)，并且在全國大部分地區(qū)以實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻同步廣播網(wǎng)，而如今許多司機(jī)在城市駕駛車輛時，往往習(xí)慣于通過收聽廣播來了解路況信息或者緩解駕駛的疲勞，當(dāng)車輛駛?cè)胨淼蓝鴱V播信號出現(xiàn)信號質(zhì)量下降甚至中斷，同時隧道內(nèi)一旦發(fā)生緊急情況，隧道管理人員不能通過車上的調(diào)頻收音機(jī)向駕乘人員播放隧道內(nèi)行車的各項(xiàng)規(guī)定及交通安全信息，當(dāng)隧道內(nèi)出現(xiàn)堵塞、交通事故、發(fā)生火災(zāi)等情況時，組織疏導(dǎo)車輛及人員的緊急調(diào)度就成了問題。



    工程師對隧道目前調(diào)頻廣播覆蓋情況全部進(jìn)行了現(xiàn)場測試， 取得了詳細(xì)的測試數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步做好隧道調(diào)頻信號的覆蓋工作提供了有力的依據(jù)。經(jīng)實(shí)地測試，發(fā)現(xiàn)隧道口信號電平基本在 60 dBuv 左右，進(jìn)入隧道口 50 米左右電平值就下降到 35 dBuv 左右，而進(jìn)入隧道口 100 米以內(nèi)大部分隧道只有 20 dBuv，需要做覆蓋。

    特別注意的問題： 采用 LED 光源照明的隧道，由于 LED 電源或 LED 本身電弧產(chǎn)生的高頻諧波，隧道內(nèi)空間電磁環(huán)境底噪均在 35dBuv 左右，所以在設(shè)計(jì)時要適當(dāng)加大泄露電纜末端電平值或加大直放站輸出功率，確保隧道內(nèi)有足夠的信號電平。

    根據(jù)文件要求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求采用“無線接收—信號解調(diào)—二次調(diào)制—多路混合—寬帶放大—漏纜輻射”的信號工作杭州隧道調(diào)頻廣播系統(tǒng)覆蓋工程流程，采用此方法實(shí)際是差頻（微小差頻）調(diào)制，在隧道口空間信號與漏纜信號差值在-3dB～+3dB 的過度區(qū)會出現(xiàn)一個相干區(qū)域，也就是收音機(jī)里會出現(xiàn)同頻干擾噪聲，這一區(qū)域大概會在 50-100 米，這是不可避免的。

    對于長隧道而言，這一現(xiàn)象不是很嚴(yán)重，但是對于 300 米左右短隧道，會在隧道出入口各有 100 米相干區(qū)，隧道內(nèi)穩(wěn)定接收區(qū)域只有200米左右。

    對于開天窗的隧道，此現(xiàn)象可能會多次出現(xiàn)，在天窗口的位置都會出現(xiàn)上述現(xiàn)象。

    針對這一問題， 我們采用 FPGA+DDS 的數(shù)字濾波技術(shù)，并對預(yù)定頻率進(jìn)行 200KHz數(shù)字濾波，這樣既可以選取出有用的頻率，而且保證輸出頻率和原始頻率的所有參數(shù)都是一致的，這樣也就是一套同信號源的“同步廣播”系統(tǒng)，具有“同頻、同幅、同頻偏、同相位”的同步廣播系統(tǒng)，因?yàn)樘炀€接收點(diǎn)距離不會超過 300 米，相位差不會超過 1μm(微秒)，我國同步廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，立體聲同步廣播相位差在 5μm(微秒)之內(nèi)，單聲道同步廣播相位差在 10μm(微秒)之內(nèi)，完全滿足同步要求。



    所以建議全部隧道采用“數(shù)字濾波，數(shù)字選頻”方式，解決洞口相干區(qū)問題，同時節(jié)省了多路解調(diào)器、調(diào)頻調(diào)制器，降低了系統(tǒng)造價(jià)。

    城市隧道內(nèi)一旦發(fā)生事故，大多都是惡性事故，因?yàn)樗淼朗莻€封閉環(huán)境，隧道內(nèi)的事故往往伴隨著火災(zāi)，汽車開進(jìn)隧道后，司機(jī)根本無法獲取隧道內(nèi)的真實(shí)情況。采用“ 寬帶群載波系統(tǒng)” 作為應(yīng)急廣播發(fā)射主機(jī)，在隧道內(nèi)敷設(shè)泄露電纜，同時可將當(dāng)?shù)亟煌◤V播引入隧道內(nèi)，一旦車輛進(jìn)入隧道發(fā)現(xiàn)前方有事故后，只需要打開車載收音機(jī)，不需要調(diào)諧，在任意一個頻率上都可以收聽到應(yīng)急廣播的內(nèi)容，車上的司乘人員可以在應(yīng)急廣播的指揮下有序撤離或等待救援。