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原文传递便携式轨道移频信号检测仪的研发

论文题名：	便携式轨道移频信号检测仪的研发
关键词：	轨道移频信号;磁阻效应;信号检测仪;运行速度;特征参数;列车位置
摘要：	从“十一五”提出加速发展铁路和城市交通规划至今，中国逐步跨入“高铁时代”，高铁的出现加快了铁路客运和货运的流动速度，提高了铁路运输的总体效率，为我国的经济发展和社会进步贡献了新的力量。但高速铁路列车运行速度的逐步提升以及列车运行密度的不断增加，也给铁路部门对列车的控制和调度提出了更高的要求。　　轨道电路是铁路运输系统十分重要的组成部分，肩负着对列车运行控制和信息传递的重任，而在轨道电路中，轨道移频信号是铁路电务与机车交流的“语言”，通过轨道移频信号不仅可以判断出列车的位置，也可以检测出列车的运行速度，向列车传递控制信息。因此，研发一款满足目前高速铁路移频信号检测要求的便携式轨道移频信号检测仪，能够快速、准确、便捷的检测出轨道移频信号的特征参数，及时发现移频设备故障，对维护移频设备稳定工作，保证列车安全运行，具有重要的现实意义。　　本课题以目前国内铁路客运普遍采用的ZPW-2000A型轨道移频信号为研究对象，通过查阅大量相关技术文献，结合现场调研，制定了便携式移频信号检测仪的设计方案，设计了检测仪的硬件电路，编写了检测仪的软件程序，通过实验室和现场测试证明了设计的检测仪满足轨道移频信号的检测要求。本文的主要研究内容如下：　　根据《铁路信号维护规则》及铁路部门对便携式轨道移频信号检测仪的实际需求，制定了检测仪的技术指标和设计方案；提出了基于磁阻效应的轨道移频电流检测方法，通过对磁阻传感器各项性能的分析及铁轨外围磁场分布的仿真，总结出磁阻传感器输出电压与铁轨外围磁场的映射关系，论证了基于磁阻效应的轨道移频电流检测方法的可行性。　　阐述了移频信号的表达和干扰来源，对信号在时域和频域的特性做了深入的分析研究；提出了基于带通采样的FFT轨道移频信号解调算法，利用MATLAB进行解调算法仿真，仿真结果表明该算法实现了轨道移频信号频率参数的精确解调，分辨率达到0.01Hz。　　以稳定性、可靠性为前提，以高能化、小型化、节能化为设计理念，设计了以C6748 DSP为核心的检测仪硬件电路，包括：微处理单元外围电路、传感单元电路、自动选择量程电路、AD转换电路、WIFI通信电路、电源电路、LCD屏幕接口电路、复位电路。　　设计了检测仪的软件流程，在CCS5.5开发环境下，编写了各个功能模块程序，包括：数据采集程序、FIR滤波程序、FFT算法程序、移频信号频率参数计算程序、均方根算法程序、WIFI通信程序、显示程序。　　在实验室和现场对设计的检测仪进行了功能验证实验和性能测试，包括：传感器线性输出验证实验、温度特性验证实验、置位和复位输出验证实验、传感单元抗扰性能现场测试、轨道移频信号检测性能测试、电压和电流检测性能测试、WIFI通信性能测试。验证实验和性能测试结果表明，设计的检测仪可以稳定、准确、快速、便捷的检测出轨道移频信号频率参数，为便携式轨道移频信号检测设备的发展奠定了基础。
作者：	安义岩
专业：	电气工程
导师：	田慕琴
授予学位：	硕士
授予学位单位：	太原理工大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文