軌道移頻信號智能單元的研究與實現(xiàn).pdf

1、ZPW-2000型無絕緣軌道電路目前已成為我國鐵路的主流制式,軌道移頻信號的正常工作對行車安全意義重大,因此需要對軌道移頻信號的相關參數(shù)進行實時檢測,利用檢測結(jié)果實現(xiàn)全電子執(zhí)行單元電碼化模塊的閉環(huán)發(fā)碼控制,提高電碼化模塊的可靠性。另一方面,把軌道移頻信號的相關參數(shù)納入微機監(jiān)測系統(tǒng),進行實時監(jiān)測,既可以記錄工作日志,又可以方便維修。論文在分析軌道電路及軌道移頻信號特點的基礎上,針對移頻信號參數(shù)檢測需要的高分辨率和實時性,提出了系統(tǒng)的軟硬件

2、設計方案。
　　軌道移頻信號智能單元實現(xiàn)的主要功能是檢測軌道移頻信號的載頻頻率和低頻頻率?？紤]到整個系統(tǒng)的時效性,在硬件選擇上,采用高性能、低功耗、浮點運算 DSP器件TMS320F28335為核心處理器對軌道移頻信號采集運算。通過Matlab分析軌道移頻信號的數(shù)學模型,得出了軌道移頻信號時域和頻域的特點,經(jīng)過比較,其頻域特征可被用來計算載頻頻率和低頻頻率,最終采用了基于頻域特征的頻譜分析法。在算法上,考慮到FFT變換中頻率分辨率

3、和實時性是一對不可調(diào)和的矛盾,因此采用欠采樣技術(shù)降低了采樣頻率。同時,采用比值校正法和能量重心法對初步得到的頻率進行校正,從而提高了檢測精度,減小檢測的誤差。算法采用 TI的浮點運算函數(shù)庫修改,縮短了運行時間,提高了執(zhí)行效率。對實物測試驗證后得出軌道移頻信號智能單元的檢測精度滿足設計要求。系統(tǒng)使用雙路DSP并行完成采集和計算,通過內(nèi)置的SPI總線比較一致后輸出結(jié)果,提高了系統(tǒng)的可靠性,可實現(xiàn)站內(nèi)電碼化閉環(huán)發(fā)碼控制和微機監(jiān)測系統(tǒng)軌道移頻信

4、號實時采集和監(jiān)測。
　　軌道移頻信號智能單元是全電子計算機聯(lián)鎖執(zhí)行單元電碼化模塊的關鍵組成部分。電碼化模塊通過CAN總線接收聯(lián)鎖設備下發(fā)的指令,控制電碼化發(fā)碼設備把調(diào)制好的低頻和載頻信息發(fā)送到軌面上,電碼化模塊中的軌道移頻信號智能檢測單元接收到功出信號后,識別出低頻和載頻信號,并與接收到的聯(lián)鎖信息進行比較,若一致,則成功發(fā)碼;若不一致,則停止發(fā)碼并輸出報警信息。報警信息通過CAN總線傳送到維修終端,形成閉環(huán)發(fā)碼。同時把載頻和低頻信