基于DSP的列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).pdf

1、目前我國(guó)鐵路上采用的是人工跳線的方式來(lái)管理, 方式比較落后，不利于火車(chē)提速。許多高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)廣泛采用列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)ATP)設(shè)備，這是我國(guó)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(chē)能在各種制式(AC計(jì)數(shù)，F(xiàn)SK，ZPW2000)下都能安全運(yùn)行，且無(wú)須人工干預(yù)，我們開(kāi)發(fā)了這套ATP系統(tǒng)。本系統(tǒng)支持三種信號(hào)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(guò)DSP以及PIC單片機(jī)來(lái)對(duì)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(hào)采集板冗余設(shè)計(jì)。將三板處理結(jié)果輸出至一塊判決板，判決板接收來(lái)自三塊信號(hào)采集板的信號(hào)，對(duì)來(lái)自各板同類(lèi)信號(hào)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(hào)，干擾很難控制，對(duì)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(hào)處理器，配合Microchip公司的單片機(jī)PIC16F877為協(xié)信號(hào)處理器，組成信號(hào)采集板，對(duì)列車(chē)信號(hào)進(jìn)行采樣、量化、處理。信號(hào)判決板采用雙CPU架構(gòu)，雙軟件設(shè)計(jì)，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(duì)信號(hào)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(duì)軌道信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，具有運(yùn)算速度快、精度高、抗干擾性能好、對(duì)硬件資源要求低等