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轨道移频信号智能单元的研究与实现
| 论文题名： | 轨道移频信号智能单元的研究与实现 |
| 关键词： | 无绝缘轨道电路;移频信号;智能单元;参数检测;硬件设计 |
| 摘要： | ZPW-2000型无绝缘轨道电路目前已成为我国铁路的主流制式,轨道移频信号的正常工作对行车安全意义重大,因此需要对轨道移频信号的相关参数进行实时检测,利用检测结果实现全电子执行单元电码化模块的闭环发码控制,提高电码化模块的可靠性。另一方面,把轨道移频信号的相关参数纳入微机监测系统,进行实时监测,既可以记录工作日志,又可以方便维修。论文在分析轨道电路及轨道移频信号特点的基础上,针对移频信号参数检测需要的高分辨率和实时性,提出了系统的软硬件设计方案。 轨道移频信号智能单元实现的主要功能是检测轨道移频信号的载频频率和低频频率。考虑到整个系统的时效性,在硬件选择上,采用高性能、低功耗、浮点运算 DSP器件TMS320F28335为核心处理器对轨道移频信号采集运算。通过Matlab分析轨道移频信号的数学模型,得出了轨道移频信号时域和频域的特点,经过比较,其频域特征可被用来计算载频频率和低频频率,最终采用了基于频域特征的频谱分析法。在算法上,考虑到FFT变换中频率分辨率和实时性是一对不可调和的矛盾,因此采用欠采样技术降低了采样频率。同时,采用比值校正法和能量重心法对初步得到的频率进行校正,从而提高了检测精度,减小检测的误差。算法采用 TI的浮点运算函数库修改,缩短了运行时间,提高了执行效率。对实物测试验证后得出轨道移频信号智能单元的检测精度满足设计要求。系统使用双路DSP并行完成采集和计算,通过内置的SPI总线比较一致后输出结果,提高了系统的可靠性,可实现站内电码化闭环发码控制和微机监测系统轨道移频信号实时采集和监测。 轨道移频信号智能单元是全电子计算机联锁执行单元电码化模块的关键组成部分。电码化模块通过CAN总线接收联锁设备下发的指令,控制电码化发码设备把调制好的低频和载频信息发送到轨面上,电码化模块中的轨道移频信号智能检测单元接收到功出信号后,识别出低频和载频信号,并与接收到的联锁信息进行比较,若一致,则成功发码;若不一致,则停止发码并输出报警信息。报警信息通过CAN总线传送到维修终端,形成闭环发码。同时把载频和低频信息通过CAN总线传送给微机监测系统,利用微机监测系统实现对载频和低频频率信息的实时监测和记录,并形成日志,便于查找系统出现的问题。这样会降低电码化设备故障的频率,大大提高了列车运行的安全性;同时,可方便设备维修人员的工作,提高其工作效率。 |
| 作者： | 邱浩博 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 陈光武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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