城市隧道调频广播信号覆盖解决方案

 随着我国经济的快速发展，城市交通日益严重，城市隧道已经成为解决城市交通的主要方式，城市隧道由于其呈隐蔽带状的结构特点，成为城市交通中最为特殊的路段，也是施工和营运管理中的重点、难点，特别是处于大交通流量路段的长隧道，安全形势十分严峻。因此，保障安全运营、提高通行服务水平是隧道系统建设工作的重中之重。尽管各隧道在通风、照明、消防、火灾报警、交通控制、视频监控、紧急广播等几大系统上的设计和材料使用上都已经十分先进，基本上建成的隧道内手机信号的覆盖也已经做到尽可能的完善。但是在广播信号的接收上却存在着缺陷，广播信号在隧道内被屏蔽，形成盲点。我国各地都建有自己的交通广播网，并且在全国大部分地区以实现了调频同步广播网，而如今许多司机在城市驾驶车辆时，往往习惯于通过收听广播来了解路况信息或者缓解驾驶的疲劳，当车辆驶入隧道而广播信号出现信号质量下降甚至中断，同时隧道内一旦发生紧急情况，隧道管理人员不能通过车上的调频收音机向驾乘人员播放隧道内行车的各项规定及交通安全信息，当隧道内出现堵塞、交通事故、发生火灾等情况时，组织疏导车辆及人员的紧急调度就成了问题。



    工程师对隧道目前调频广播覆盖情况全部进行了现场测试， 取得了详细的测试数据，为进一步做好隧道调频信号的覆盖工作提供了有力的依据。经实地测试，发现隧道口信号电平基本在 60 dBuv 左右，进入隧道口 50 米左右电平值就下降到 35 dBuv 左右，而进入隧道口 100 米以内大部分隧道只有 20 dBuv，需要做覆盖。

    特别注意的问题： 采用 LED 光源照明的隧道，由于 LED 电源或 LED 本身电弧产生的高频谐波，隧道内空间电磁环境底噪均在 35dBuv 左右，所以在设计时要适当加大泄露电缆末端电平值或加大直放站输出功率，确保隧道内有足够的信号电平。

    根据文件要求，系统设计要求采用“无线接收—信号解调—二次调制—多路混合—宽带放大—漏缆辐射”的信号工作杭州隧道调频广播系统覆盖工程流程，采用此方法实际是差频（微小差频）调制，在隧道口空间信号与漏缆信号差值在-3dB～+3dB 的过度区会出现一个相干区域，也就是收音机里会出现同频干扰噪声，这一区域大概会在 50-100 米，这是不可避免的。

    对于长隧道而言，这一现象不是很严重，但是对于 300 米左右短隧道，会在隧道出入口各有 100 米相干区，隧道内稳定接收区域只有200米左右。

    对于开天窗的隧道，此现象可能会多次出现，在天窗口的位置都会出现上述现象。

    针对这一问题， 我们采用 FPGA+DDS 的数字滤波技术，并对预定频率进行 200KHz数字滤波，这样既可以选取出有用的频率，而且保证输出频率和原始频率的所有参数都是一致的，这样也就是一套同信号源的“同步广播”系统，具有“同频、同幅、同频偏、同相位”的同步广播系统，因为天线接收点距离不会超过 300 米，相位差不会超过 1μm(微秒)，我国同步广播技术标准规定，立体声同步广播相位差在 5μm(微秒)之内，单声道同步广播相位差在 10μm(微秒)之内，完全满足同步要求。



    所以建议全部隧道采用“数字滤波，数字选频”方式，解决洞口相干区问题，同时节省了多路解调器、调频调制器，降低了系统造价。

    城市隧道内一旦发生事故，大多都是恶性事故，因为隧道是个封闭环境，隧道内的事故往往伴随着火灾，汽车开进隧道后，司机根本无法获取隧道内的真实情况。采用“ 宽带群载波系统” 作为应急广播发射主机，在隧道内敷设泄露电缆，同时可将当地交通广播引入隧道内，一旦车辆进入隧道发现前方有事故后，只需要打开车载收音机，不需要调谐，在任意一个频率上都可以收听到应急广播的内容，车上的司乘人员可以在应急广播的指挥下有序撤离或等待救援。