基于DSP的列車超速防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、目前我國鐵路上采用的是人工跳線的方式來管理, 方式比較落后，不利于火車提速。許多高速鐵路發(fā)達(dá)國家已經(jīng)廣泛采用列車超速防護(hù)系統(tǒng)(簡稱ATP)設(shè)備，這是我國高速鐵路建設(shè)以及地鐵和城市輕軌交通所急需的安全設(shè)備。為了使火車能在各種制式(AC計數(shù)，F(xiàn)SK，ZPW2000)下都能安全運(yùn)行，且無須人工干預(yù)，我們開發(fā)了這套ATP系統(tǒng)。本系統(tǒng)支持三種信號的輸入及在其各自頻帶范圍內(nèi)的濾波處理，以分離三種制式信息。并通過DSP以及PIC單片機(jī)來對這些濾波處理

2、后的信息進(jìn)行數(shù)字處理，分析其中的載頻信息和低頻信息。該超速防護(hù)系統(tǒng)(ATP)硬件系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)是采用三塊DSP信號采集板冗余設(shè)計。將三板處理結(jié)果輸出至一塊判決板，判決板接收來自三塊信號采集板的信號，對來自各板同類信號之間進(jìn)行比較，采用3選2的原則進(jìn)行控制輸出。 由于軌道電路的特殊性，在惡劣的傳播環(huán)境下的信號，干擾很難控制，對硬件濾波的性能以及解調(diào)算法的抗干擾性提出了很高的要求。這也是ATP系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的兩大技術(shù)難點(diǎn)。本研究采用Ti公司

3、的生產(chǎn)的DSP處理器TMS320F2812為核心信號處理器，配合Microchip公司的單片機(jī)PIC16F877為協(xié)信號處理器，組成信號采集板，對列車信號進(jìn)行采樣、量化、處理。信號判決板采用雙CPU架構(gòu)，雙軟件設(shè)計，使用兩塊PIC16F877，防止當(dāng)一塊MCU因故障停止工作導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，對信號采集板進(jìn)行冗余判決，并輸出最終控制信息。采用互相關(guān)解調(diào)算法(能量算法)對軌道信號進(jìn)行解調(diào)，具有運(yùn)算速度快、精度高、抗干擾性能好、對硬件資源要求低等