冗余BTM天线最小安装距离研究

针对加载冗余车载设备时列车底部安装空间有限的问题,分别对冷备、热备冗余天线与应答器传输模块BTM天线间的最小安装距离进行研究。利用FEKO软件建立单个BTM天线、安装冷备冗余BTM天线、安装热备冗余BTM天线3种模型。研究冷备、热备冗余天线在不同安装距离条件时BTM天线的有效作用范围,找出冗余天线对BTM天线有效作用范围产生影响的临界点,即冷备、热备冗余BTM天线的最小安装距离。研究结果表明,冷备冗余天线的最小安装距离为1.12m,热备冗余天线的最小安装距离为3m。冗余BTM天线最小安装距离研究压缩了冗余车载设备在列车底部的占用空间,提高了其在机车上安装的灵活性。     

新型BTM天线吊架设计与应用

介绍了新型BTM天线吊架的设计原则及功能。通过与安装在转向架上的天线吊架进行对比,得出安装在车体底架隔墙上的新型BTM天线吊架的优点,并通过相关有限元仿真计算分析及模拟冲击振动试验来验证天线吊架的静强度和耐疲劳性能,以确保天线吊架设计的安全性与可靠性,进而达到提高BTM天线接收性能、保证高速动车组运行安全的目的。     

加装屏蔽板后应答器传输模块天线性能的研究

为了保护应答器传输模块(BTM)天线不被线路上扬起的道砟损伤,以及尽量减少车底复杂电磁环境对BTM天线的干扰,在BTM天线四周加装钢材质的屏蔽板。通过仿真计算,分析屏蔽板取不同高度、距BTM天线不同水平距离时BTM天线的回波损耗以及与频率的关系,确定屏蔽板的高度为150mm,距BTM天线的水平距离为100mm。基于毕奥-萨伐定理计算BTM天线的磁场强度,并仿真BTM天线磁场强度的分布以及对干扰信号的衰减。结果表明:加装屏蔽板后,不仅没有影响BTM天线的信号传输性能,还在一定程度上增加了天线的有效通信范围和对干扰信号的衰减,提高了接收信号的信干噪比,从而降低了误码率。对BTM天线加装屏蔽板的实车试运行结果也表明:所设计加装的屏蔽板,既能保护BTM天线,又能保证BTM天线正常的信号传输。     

应答器传输模块抗干扰性量化及自动测试研究

为准确检测应答器传输模块(BTM)设备受外界干扰时的译码能力并提高整机测试的效率,使用虚拟仪器技术搭建BTM自动化测试平台,在进行BTM设备自动测试的同时增加抗干扰门限值的测定。利用自动测试平台分别将单频、调幅及高斯白噪声等多种类型的干扰信号自动与报文信号进行混合,按测试序列调整频偏及信号速率和信号功率,并能够实现通信环境模拟、测试结果自动判断等。研究结果表明,通过上述方法可以自动判断干扰信号对报文正常接收的影响程度,并可绘制BTM抗干扰性能门限图,将测试结果可视化呈现。该研究将为制定设备可靠性指标提供量化依据,为设备性能改进提供技术支撑。     

基于RBF-DRNN应答器传输系统高速适应性评估方法研究

应答器传输模块(BTM)在不同速度下接收有效报文帧数的准确预测是评估其速度适应性的关键，因此提出一种基于RBF-DRNN的有效接收报文帧数预测方法，用于定量评估传输系统在350 km/h及以上运行条件下的适应性。首先，采用径向基函数(RBF)神经网络建立列车速度与车载设备接收最大、平均、最小比特数之间的非线性回归模型；然后，利用深度递归神经网络(DRNN)建立车载设备接收比特数、误码率、有效率与接收有效报文帧数之间的评估模型；最后，基于RBF模型预测的高速下接收比特数，结合实际误码率、有效率，预测传输系统在更高时速下接收有效报文帧数的变化范围。利用某线路联调联试数据，对模型性能进行测试。结果表明，当列车运行速度达350 km/h及以上时，评估平均误差为0.45帧，最大绝对误差为0.81帧，可有效预测更高速条件下BTM有效接收报文帧数，为应答器传输系统的高速适应性评估提供指导意义。     

应答器传输模块带内干扰信号防护研究

阐述SUBSET-036应答器传输系统技术规范V3.0.0和V3.1.0版本对BTM带内抗干扰性能的测试要求；采集并分析动车组动态运行试验中BTM接收到的带内干扰信号；通过综合比较不同信号解调算法对BTM设备译码质量和抗干扰性能的影响，提出通过优化信号解调算法提高BTM带内抗干扰性能，以及采用天线屏蔽、电缆屏蔽等物理措施尽量减小干扰信号的强度。     

动车组BTM天线灵敏度测量装置

BTM天线是动车组列控车载设备接收应答器信息的核心设备,其感应灵敏度直接影响行车安全。针对目前检修维护时存在测量精度低、安全性差、劳动效率不高等问题,研发了一款以STM32F407单片机为主控芯片的BTM天线灵敏度测量装置,将激光测距传感器测量的距离数据通过远距离无线电LORA进行传输,并开发了适用于Android、Windows等平台的上位机软件,能够满足作业人员在不同场景下获取数据的需要。该装置实现了BTM天线灵敏度的远程高精度测量,可以有效保障作业安全,提高作业效率。     

CTCS3-300T列控车载BTM故障分析

应答器传输模块(BTM)是CTCS3-300T车载应答器传输系统的重要组成部分,实现从地面应答器接收数据报文并译码解析后传送给车载安全计算机的功能。然而频繁的BTM故障常常使运营列车触发制动甚至紧急停车,给铁路运营带来极大的影响。发生BTM故障的原因复杂,可能是因为BTM自身错误导致,也有可能是因为应答器传输系统中其他相关设备引起。通过研究BTM与应答器传输系统中其他设备的关联,以及BTM的工作过程来分析常见故障,并给出合理的解决措施,对减少BTM故障给铁路运营带来的不利影响,具有重要的指导意义。     

铁路GSM-R系统高速适应性测试及分析

400 km/h的高速铁路技术储备研发可以推动我国高铁的科技创新。高速条件下的服务质量直接关系着业务性能的优劣,而CSD承载的列控业务和GPRS承载的调度命令信息传送业务均涉及列车的运行控制和运营指挥,会对高速列车的行车安全产生重要影响。目前,我国尚未有针对400 km/h的GSM-R系统服务质量参数的评价标准,为保障业务质量和行车安全,采集了不同速度下铁路GSM-R系统服务质量指标试验数据——最小可用接收电平、列控类电路数据和GPRS数据,通过数据分析和理论分析,对这3类指标的传输特性进行研究,得到铁路GSM-R系统在400 km/h的高速适应性结果。结果表明,对于高速铁路GSM-R系统,最小接收电平目前为-92 dBm,在380 km/h等级时需修改为-81 dBm,在400 km/h等级时需修改为-79 dBm;列控类电路数据和GPRS数据传输特性高速适应性较强,均已满足相关标准要求。研究结果为400 km/h的GSM-R系统关键技术参数的评价标准的制定奠定重要基础,为未来高速铁路下一步提速提供参考。     

CTCS3-300T列控车载BTM设备抗骚扰技术研究简

BTM单元是列控车载ATP系统中的关键设备,负责将地面应答器报文信息接收并解码后提供给ATP系统;目前CTCS3-300T列控车载设备BTM单元因动车组电磁环境骚扰问题造成其故障率较高.通过理论分析推出电磁骚扰主要来源,骚扰测量结果说明动车组在开合VCB、升降弓、过分相时均存在明显的瞬态骚扰,从BTRA数据分析确定骚扰信号的时长为毫秒级,骚扰信号多数发生于动车组过分相区附近.据此提出并实施改进措施,大幅降低BTM设备故障率.