城市隧道調頻廣播信號覆蓋解決方案

 隨著我國經濟的快速發展，城市交通日益嚴重，城市隧道已經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構特點，成為城市交通中最為特殊的路段，也是施工和營運管理中的重點、難點，特別是處于大交通流量路段的長隧道，安全形勢十分嚴峻。因此，保障安全運營、提高通行服務水平是隧道系統建設工作的重中之重。盡管各隧道在通風、照明、消防、火災報警、交通控制、視頻監控、緊急廣播等幾大系統上的設計和材料使用上都已經十分先進，基本上建成的隧道內手機信號的覆蓋也已經做到盡可能的完善。但是在廣播信號的接收上卻存在著缺陷，廣播信號在隧道內被屏蔽，形成盲點。我國各地都建有自己的交通廣播網，并且在全國大部分地區以實現了調頻同步廣播網，而如今許多司機在城市駕駛車輛時，往往習慣于通過收聽廣播來了解路況信息或者緩解駕駛的疲勞，當車輛駛入隧道而廣播信號出現信號質量下降甚至中斷，同時隧道內一旦發生緊急情況，隧道管理人員不能通過車上的調頻收音機向駕乘人員播放隧道內行車的各項規定及交通安全信息，當隧道內出現堵塞、交通事故、發生火災等情況時，組織疏導車輛及人員的緊急調度就成了問題。



    工程師對隧道目前調頻廣播覆蓋情況全部進行了現場測試， 取得了詳細的測試數據，為進一步做好隧道調頻信號的覆蓋工作提供了有力的依據。經實地測試，發現隧道口信號電平基本在 60 dBuv 左右，進入隧道口 50 米左右電平值就下降到 35 dBuv 左右，而進入隧道口 100 米以內大部分隧道只有 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 本身電弧產生的高頻諧波，隧道內空間電磁環境底噪均在 35dBuv 左右，所以在設計時要適當加大泄露電纜末端電平值或加大直放站輸出功率，確保隧道內有足夠的信號電平。

    根據文件要求，系統設計要求采用“無線接收—信號解調—二次調制—多路混合—寬帶放大—漏纜輻射”的信號工作杭州隧道調頻廣播系統覆蓋工程流程，采用此方法實際是差頻（微小差頻）調制，在隧道口空間信號與漏纜信號差值在-3dB～+3dB 的過度區會出現一個相干區域，也就是收音機里會出現同頻干擾噪聲，這一區域大概會在 50-100 米，這是不可避免的。

    對于長隧道而言，這一現象不是很嚴重，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，隧道內穩定接收區域只有200米左右。

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

    針對這一問題， 我們采用 FPGA+DDS 的數字濾波技術，并對預定頻率進行 200KHz數字濾波，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都是一致的，這樣也就是一套同信號源的“同步廣播”系統，具有“同頻、同幅、同頻偏、同相位”的同步廣播系統，因為天線接收點距離不會超過 300 米，相位差不會超過 1μm(微秒)，我國同步廣播技術標準規定，立體聲同步廣播相位差在 5μm(微秒)之內，單聲道同步廣播相位差在 10μm(微秒)之內，完全滿足同步要求。



    所以建議全部隧道采用“數字濾波，數字選頻”方式，解決洞口相干區問題，同時節省了多路解調器、調頻調制器，降低了系統造價。

    城市隧道內一旦發生事故，大多都是惡性事故，因為隧道是個封閉環境，隧道內的事故往往伴隨著火災，汽車開進隧道后，司機根本無法獲取隧道內的真實情況。采用“ 寬帶群載波系統” 作為應急廣播發射主機，在隧道內敷設泄露電纜，同時可將當地交通廣播引入隧道內，一旦車輛進入隧道發現前方有事故后，只需要打開車載收音機，不需要調諧，在任意一個頻率上都可以收聽到應急廣播的內容，車上的司乘人員可以在應急廣播的指揮下有序撤離或等待救援。