轨道交通通信系统安全性能测试的信号传输质量

轨道交通通信系统是列车安全运行的“神经中枢”，信号传输质量直接关联车地指令交互、乘客信息发布及设备状态监控的可靠性。在安全性能测试中，传输质量是核心指标——从误码率、时延等基础参数，到隧道、高速等场景的信号表现，每一项测试都需精准覆盖，以验证系统在复杂环境下的稳定性，为轨道交通筑牢“通信安全防线”。

信号传输质量的核心指标与测试逻辑

误码率（BER）是数字信号的“accuracy红线”——轨道交通要求BER≤1e-6，若超过1e-5，控制指令可能出现歧义（如“减速”变“加速”）。测试用误码分析仪发送已知序列，对比接收端差异，重点排查连续误码（≥5个错误比特）。

时延决定控制实时性，CBTC系统要求车地时延≤100ms，否则列车无法及时响应调度。测试用网络测试仪发送带时间戳的数据包，统计平均时延与最大时延，需排除链路拥塞导致的突发时延（如超过200ms需优化）。

车地无线通信的场景化测试要点

隧道是无线传输的“硬骨头”——封闭空间导致多径反射，信号衰减可达20dB以上。测试沿隧道每50米测RSSI（接收信号强度≥-85dBm）与误码率（≤1e-6），重点验证漏缆接头处的信号连续性（接头衰减≤0.5dB）。

车站区域人员密集，多径效应易引发符号间干扰。测试在站台、站厅测LTE-M下行吞吐量（≥10Mbps），确保早高峰（人员密度≥1.5人/㎡）时乘客信息系统（PIS）的视频流畅，无丢包。

有线传输系统的基础性能验证

光纤是骨干传输媒介，单模光纤衰减标准为≤0.35dB/km（1310nm）、≤0.25dB/km（1550nm）。测试用光功率计测发送/接收端光功率，若衰减超0.5dB/km，需查光纤熔接质量或弯曲半径（≥30mm）。

电缆串扰是隐性风险，电力与数据电缆间距需≥30cm，否则近端串扰（NEXT）超-40dB（标准≤-60dB）。测试用网络分析仪测相邻电缆串扰，重点排查交叉路口敷设问题。

多系统干扰下的传输抗扰测试

轨道交通中GSM-R、LTE-M、5G共存，频段相邻易干扰。如LTE-M带外发射超-30dBm/MHz，会干扰GSM-R上行链路。测试用信号发生器模拟，测GSM-R接收灵敏度（≥-104dBm），下降超3dB需调功率或加滤波器。

非通信设备（如牵引电机）的电磁辐射也影响信号。测试用干扰源模拟10V/m电场，测无线模块信噪比（≥15dB），下降超5dB需加电磁屏蔽（如金属外壳接地）。

高速动态场景的传输稳定性验证

列车300km/h运行时，多普勒频移（±267Hz）影响解调。测试用多普勒模拟器模拟，测误码率（≤1e-5），过高需调接收机环路带宽（如从100Hz增至200Hz）。

高速切换需保障连续性，列车80km/h过切换点时，要求切换时延≤50ms、失败率≤0.1%。测试测切换丢包率（≤0.5%），确保车载监控视频无卡顿。

冗余机制的传输质量保障测试

双链路冗余（如核心交换机双光纤）是常用设计。测试断开主链路，测备用链路切换时间（≤100ms），统计切换误码率（≤1e-6）与丢包率（≤0.5%），确保业务无缝衔接。

无线双通道（LTE-M+5G）可提可靠性。测试主链路（LTE-M）中断时，备用链路（5G）接管时间（≤50ms），验证车载监控无卡顿，业务不中断。

极端环境下的信号传输鲁棒性测试

温度影响设备性能，光模块+70℃时发射功率降约0.5dB。测试用恒温箱模拟-40℃到+70℃，测发射功率（≥0dBm）与误码率（≤1e-6），确保高温信号稳定。

振动易导致连接松动，列车振动（10Hz-100Hz）可能使光纤接头松动。测试用振动台模拟，测光功率波动（≤0.5dB），波动大需换防震接头（如LC/APC防水型）。