軌道移頻信號(hào)智能單元的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、ZPW-2000型無(wú)絕緣軌道電路目前已成為我國(guó)鐵路的主流制式,軌道移頻信號(hào)的正常工作對(duì)行車(chē)安全意義重大,因此需要對(duì)軌道移頻信號(hào)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),利用檢測(cè)結(jié)果實(shí)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(hào)的相關(guān)參數(shù)納入微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),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(hào)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)移頻信號(hào)參數(shù)檢測(cè)需要的高分辨率和實(shí)時(shí)性,提出了系統(tǒng)的軟硬件

2、設(shè)計(jì)方案。
　　軌道移頻信號(hào)智能單元實(shí)現(xiàn)的主要功能是檢測(cè)軌道移頻信號(hào)的載頻頻率和低頻頻率?？紤]到整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)效性,在硬件選擇上,采用高性能、低功耗、浮點(diǎn)運(yùn)算 DSP器件TMS320F28335為核心處理器對(duì)軌道移頻信號(hào)采集運(yùn)算。通過(guò)Matlab分析軌道移頻信號(hào)的數(shù)學(xué)模型,得出了軌道移頻信號(hào)時(shí)域和頻域的特點(diǎn),經(jīng)過(guò)比較,其頻域特征可被用來(lái)計(jì)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(shí)時(shí)性是一對(duì)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(shí),采用比值校正法和能量重心法對(duì)初步得到的頻率進(jìn)行校正,從而提高了檢測(cè)精度,減小檢測(cè)的誤差。算法采用 TI的浮點(diǎn)運(yùn)算函數(shù)庫(kù)修改,縮短了運(yùn)行時(shí)間,提高了執(zhí)行效率。對(duì)實(shí)物測(cè)試驗(yàn)證后得出軌道移頻信號(hào)智能單元的檢測(cè)精度滿足設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)使用雙路DSP并行完成采集和計(jì)算,通過(guò)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(shí)現(xiàn)站內(nèi)電碼化閉環(huán)發(fā)碼控制和微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軌道移頻信

4、號(hào)實(shí)時(shí)采集和監(jiān)測(cè)。
　　軌道移頻信號(hào)智能單元是全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖執(zhí)行單元電碼化模塊的關(guān)鍵組成部分。電碼化模塊通過(guò)CAN總線接收聯(lián)鎖設(shè)備下發(fā)的指令,控制電碼化發(fā)碼設(shè)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(hào)智能檢測(cè)單元接收到功出信號(hào)后,識(shí)別出低頻和載頻信號(hào),并與接收到的聯(lián)鎖信息進(jìn)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(bào)警信息。報(bào)警信息通過(guò)CAN總線傳送到維修終端,形成閉環(huán)發(fā)碼。同時(shí)把載頻和低頻信