便攜式軌道移頻信號檢測儀的研發(fā).pdf

1、從“十一五”提出加速發(fā)展鐵路和城市交通規(guī)劃至今，中國逐步跨入“高鐵時代”，高鐵的出現(xiàn)加快了鐵路客運和貨運的流動速度，提高了鐵路運輸?shù)目傮w效率，為我國的經(jīng)濟發(fā)展和社會進步貢獻了新的力量。但高速鐵路列車運行速度的逐步提升以及列車運行密度的不斷增加，也給鐵路部門對列車的控制和調(diào)度提出了更高的要求。
　　軌道電路是鐵路運輸系統(tǒng)十分重要的組成部分，肩負著對列車運行控制和信息傳遞的重任，而在軌道電路中，軌道移頻信號是鐵路電務與機車交流的“語言

2、”，通過軌道移頻信號不僅可以判斷出列車的位置，也可以檢測出列車的運行速度，向列車傳遞控制信息。因此，研發(fā)一款滿足目前高速鐵路移頻信號檢測要求的便攜式軌道移頻信號檢測儀，能夠快速、準確、便捷的檢測出軌道移頻信號的特征參數(shù)，及時發(fā)現(xiàn)移頻設備故障，對維護移頻設備穩(wěn)定工作，保證列車安全運行，具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本課題以目前國內(nèi)鐵路客運普遍采用的ZPW-2000A型軌道移頻信號為研究對象，通過查閱大量相關(guān)技術(shù)文獻，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，制定了

3、便攜式移頻信號檢測儀的設計方案，設計了檢測儀的硬件電路，編寫了檢測儀的軟件程序，通過實驗室和現(xiàn)場測試證明了設計的檢測儀滿足軌道移頻信號的檢測要求。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　根據(jù)《鐵路信號維護規(guī)則》及鐵路部門對便攜式軌道移頻信號檢測儀的實際需求，制定了檢測儀的技術(shù)指標和設計方案；提出了基于磁阻效應的軌道移頻電流檢測方法，通過對磁阻傳感器各項性能的分析及鐵軌外圍磁場分布的仿真，總結(jié)出磁阻傳感器輸出電壓與鐵軌外圍磁場的映射關(guān)系，論證

4、了基于磁阻效應的軌道移頻電流檢測方法的可行性。
　　闡述了移頻信號的表達和干擾來源，對信號在時域和頻域的特性做了深入的分析研究；提出了基于帶通采樣的FFT軌道移頻信號解調(diào)算法，利用MATLAB進行解調(diào)算法仿真，仿真結(jié)果表明該算法實現(xiàn)了軌道移頻信號頻率參數(shù)的精確解調(diào)，分辨率達到0.01Hz。
　　以穩(wěn)定性、可靠性為前提，以高能化、小型化、節(jié)能化為設計理念，設計了以C6748 DSP為核心的檢測儀硬件電路，包括：微處理單元外圍電

5、路、傳感單元電路、自動選擇量程電路、AD轉(zhuǎn)換電路、WIFI通信電路、電源電路、LCD屏幕接口電路、復位電路。
　　設計了檢測儀的軟件流程，在CCS5.5開發(fā)環(huán)境下，編寫了各個功能模塊程序，包括：數(shù)據(jù)采集程序、FIR濾波程序、FFT算法程序、移頻信號頻率參數(shù)計算程序、均方根算法程序、WIFI通信程序、顯示程序。
　　在實驗室和現(xiàn)場對設計的檢測儀進行了功能驗證實驗和性能測試，包括：傳感器線性輸出驗證實驗、溫度特性驗證實驗、置位和