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。     

基于列控车载BTM设备的应答器误码处理研究

分析应答器传输系统的信号特点,搭建FSK信号解调的Simulink等仿真环境,结合应答器误码故障发生时列控车载BTM设备记录模块采集的数据,对应答器上行链路误码问题进行特征分析,得到信号的频谱、波形等特征,为现场的故障排查提供分析方法,对设备的优化提供指导。     

护轨对应答器干扰的仿真研究

应答器是一种基于电磁耦合原理的点式传输设备,容易受到周围金属物的影响,因此安装在护轨旁边的应答器可能会受到护轨的干扰。到目前为止,尚未发现有文献报道护轨对应答器干扰的相关研究。本文通过FEKO软件对应答器进行建模仿真与实测验证,在应答器模型中加入护轨模型,仿真护轨对应答器的干扰,通过对护轨开槽尺寸进行优化,找出最合理的开槽尺寸。研究结果表明,护轨主要对应答器的串扰区造成干扰,在理想情况下护轨开槽尺寸不小于2mm就能满足场强一致性的要求,并且开槽尺寸越大对应答器的干扰越小,但当开槽尺寸达到一定值时,通过增大开槽尺寸进一步减小护轨对应答器的干扰效果十分有限。     

分相区应答器传输系统电磁干扰分析及防护技术研究

应答器传输系统是列车运行控制系统的重要组成部分,其安装位置处的电磁环境复杂,实际运行中因电磁干扰导致的BTM故障频发,给列车安全运行造成隐患。为提高应答器传输系统的电磁兼容性能,研究分相区应答器传输系统的电磁干扰并提出相应的防护方案。对分相区弓网放电的原因进行理论分析,测量过分相时BTM上行链路频段内的电磁辐射骚扰;通过对列车及应答器传输系统建模仿真,研究分相区弓网放电对应答器传输系统车载天线的电磁干扰耦合规律;最后根据电磁干扰空间耦合的特点,提出阻断其能量耦合通路的防护措施,设计CAU天线定向约束屏蔽装置,在实验室测量其屏蔽效果,并在现场进行运行试验。结果表明,CAU天线加装屏蔽板后,BTM工作频带内的3～3.5 MHz处差模骚扰降低幅度可达20 dB左右,同时BTM报文质量由0.83提高到0.91,说明提出的CAU天线定向约束屏蔽方案能够有效提高CAU天线的抗干扰性能,同时也不会影响BTM的正常信号传输,从而保证应答器传输系统的正常通信技术要求,有望降低应答器传输系统的故障率,具有较高的推广应用价值。     

车载BTM天线电磁干扰耦合规律研究

在地面应答器与车载BTM天线进行信号传输的过程中,车载设备很容易受到电磁干扰,其中以瞬态脉冲干扰最为频繁也最为严重,开展车载BTM天线的电磁干扰耦合规律研究,掌握其干扰耦合特性,对于保障列车信号正常传输具有重要意义。本文首先从应答器系统的工作原理与传输特性出发,对车载BTM天线进行仿真建模分析;针对典型脉冲干扰信号进行时域、频域以及能量分布分析;基于建立的车载BTM天线模型,仿真计算了车载BTM天线端口耦合电流在不同类型、不同极化角度、不同入射角度干扰信号影响下的大小。研究表明,在水平极化脉冲信号干扰下,其对车载BTM天线造成的电磁干扰影响远大于垂直极化,且当其入射方向与车载BTM天线主瓣方向一致时,对车载BTM天线的影响最大。     

点式应答器传输模块测试技术

点式应答器传输模块(balise transmission module, BTM)是中国列车控制系统(CTCS)车载子系统必不可少的设备,可实现车地间信息的传输。文章针对实际车地传输中偶尔会有"丢点"现象,即无法收到地面应答器的报文信号的问题,提出设计开发一套应答器车载设备测试系统,阐述了该系统的原理和软、硬件架构。试验表明,该测试系统较好地实现了对应答器传输过程中上下链路关键参数的考核。     

适用于既有线的大容量应答器传输系统

为了使列车运行控制记录装置(LKJ)的数据来源从车载下移到地面,提出采用大容量应答器从地面向LKJ提供控车数据,解决LKJ数据更新工作量大、维护成本高和管理难度大的问题.大容量应答器采用双信道,提高了数据容量,减少应答器使用数量,满足LKJ控车的数据需求.大容量应答器传输系统满足互联互通兼容性、应答器数据安全性、系统抗扰性、可维护性及可靠性要求.     

基于趋势分析BTM和应答器运用状态研究

BTM和应答器设备是列车运行控制系统的重要设备,随着高铁运营时间的增长、运营里程和动车组保有量的不断增加,车载BTM设备和地面应答器组,不可避免的会出现不同程度的运用状态下降,影响列车运输效率及行车安全。本文通过列控车载BTM设备运用数据,采用趋势分析和大数据统计对比的分析方法,结合设备检修维护以及故障排查结果,构建设备运用状态趋势分析模型,对车载BTM设备和地面应答器设备的运用状态趋势进行分析,动态评估设备运用状态,在设备故障前发出预警提示,及时检修维护,降低设备发生故障的风险,为电务设备从故障修转向预防修提供可靠保障。     

列控车载BTM设备电磁干扰故障处理

动车组电磁环境复杂,列控车载BTM设备容易受到电磁干扰。结合北京电务段现场故障案例,对列控车载BTM设备电磁干扰故障进行分析,提出干扰排查方法及防干扰解决措施。     

应答器传输系统作用过程分析

应答器传输系统由地面应答器、车载天线单元和车载应答器接收单元组成。列车高速移动时,车载天线单元相对应答器产生时空变化,传输信道形成时变特性。基于电磁场理论,解释应答器传输系统的工作原理,阐述其电感耦合的本质。通过研究应答器输入输出随空间变化关系、输出随时间变化关系,分析应答器输入输出特性,得到在系统射频能量传输过程中,应答器和车载天线单元在不同空间位置时的作用过程。通过模拟仿真,反映出应答器传输系统的时变非恒参过程,以及相对距离的变化对传输效能的影响。并以耦合系数S_(21)为研究对象,探讨空间位置对S_(21)的影响。     

300T型ATP设备应答器信息传输系统故障处置方法探讨

为保障300T型ATP设备应答器信息传输系统的正常运行,结合应答器信息传输系统结构,针对BTM校验超时、BTM端口无效、BSA故障等,分析故障产生的原因,提出处置措施。为进一步提高ATP设备应答器信息传输系统的运用质量,提出优化二级修检修项目、安装新型BTM单元的建议。     

基于GPIB总线的BTM自动测试系统

在列控车载(Train Control Onboard)系统设备中,应答器传输模块即BTM(Balise Transmission Module)作为车载设备与地面设备的信息传输通道,起着至关重要的作用.     

有源应答器功能拓展及应用探讨

我国列控系统应用的有源应答器为点式单向传输设备向车载设备传送地面可变信息,文章通过对有源应答器的内部原理框图进行梳理分析,提出利用车载设备天线向地面应答器提供电磁能量的27.095 MHz连续波,加以适当的调制,向地面应答器传输车载设备相关的信息,使应答器由目前的单向传输数据改变为具有双向传输数据的能力。主要目的有:(1)具有下传功能的有源应答器可以组成应答器轨道电路,从原理上分析可以取代计轴轨道电路或其他轨道电路部分功能,简化轨旁设备和维护工作量;(2)应答器原有的上传数据功能不变,避免既有系统大幅度技术修改,通过灵活设置有源应答器,可组成具有特色的纯点式列控系统。点式列控系统可以作为CTCS-4或CBTC的降级备用系统,还可最大限度地兼顾适应CTCS-2、3车载设备,该点式列控系统与目前CBTC采用的点式列控有较大的区别。文章对有源应答器功能拓展及应用探讨对未来列控系统的降级备用系统方案,提供新的发展思路。     

基于WNN算法的BTM故障诊断方法

高效、准确的故障定位技术是列车安全运行的重要保证。针对列车超速防护系统（ATP）车载设备故障分析存在复杂性高、依赖专家经验等问题,提出将小波神经网络（Wavelet Neural Network,WNN）算法应用于车载设备故障诊断的方法。针对车载设备中的应答器传输模块（Balise Transmission Module,BTM）,首先根据经常发生的故障类型,匹配ATP中相应的故障日志语句;然后建立网络结构,利用小波理论修正网络的权值与参数;最后结合WNN算法精准地分析和预测故障。选取BTM单元的100组故障数据作为样本进行仿真实验,并与BP神经网络、GA-BP神经网络以及SVM算法进行对比。实验结果表明：通过小波算法优化神经网络的测试样本平均绝对误差降低至6.917%,相关系数提高到97.402%,该算法在高速铁路列控车载设备故障分析方面有较高的准确性。     

CTCS3-300T列控车载BTM设备抗骚扰技术研究

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。     

基于双链路监测的地面应答器健康状态动态检测与评估

为实现对地面应答器的故障预测与健康管理,提出了一种基于双链路监测的地面应答器健康状态动态检测与评估方法.首先,基于电子设备故障预测与健康管理实施过程,对地面应答器智能维护需求进行分析,提出将地面应答器工作过程中的传输性能作为系统健康状态的表征.其次,针对下行链路动态检测,提出将可供现场实时测量的车载天线输入阻抗作为健康...     

高速铁路CTCS-2级列控系统地面设备分析及应用

正1列控系统地面设备设置原则1.1应答器设置原则应答器工作原理:由车载传输模块产生功率载波,通过安装于机车底部的双频感应收发天线发送,当机车到达地面点式应答器有效作用范围时,地面点式应答器将接收到的功率载波变换为应答器内各功能模块的工作直流能量,同时应答器的控制电路工作,将存储器内由编程器预     

基于电磁感应动态模型的欧标应答器系统定位研究

采用欧标应答器系统获得的列车绝对位置存在不确定性，不确定性的增加会降低列车的停车精度。通过分析欧标应答器位置修正系统的构成及内部信息流，发现欧标应答器系统有效电磁作用时间误差和速度测量误差对其获得的绝对位置不确定性有较大影响。针对有效电磁作用时间问题，采用四边形模拟应答器发送天线、八边形模拟应答器传输模块接收天线建立应答器系统的磁通量分布模型，并引入磁通量随列车运动的变化，得到磁场感应电动势的动态速度模型（电磁感应动态模型）。基于该模型分析动生电动势、感生电动势与电磁作用距离的关系及干扰、旁瓣对电磁作用距离的影响；通过分析现场实测列车定位数据的电磁感应有效区域数值分布，验证电磁感应动态模型计算数据与实测数据的相符性。结果表明：支持向量机SVM从基于电磁感应动态模型标记的现场实测训练数据中学习得到的应答器位置修正异常分类模型可以实时对列车应答器位置修正做出评估，对于偶然性干扰或旁瓣等导致的异常修正可以给出报警；基于电磁感应动态模型对实测电磁作用时间数据进行修正后，可降低时间数据带来的相对平均误差达47.7%，从而获得更为精确的列车绝对位置，提高列车停车精度。     

应答器传输系统的电磁耦合机理及工程安装优化研究

应答器传输系统是一种基于电磁耦合机理的自动识别系统,目前已广泛应用于国内外的高速铁路及城市轨道交通系统。为了解决应答器传输系统在工程应用中存在的问题(如安装模式优化、系统可靠性等),有必要对该系统的电磁耦合机理做深入的研究,探究其蕴含磁现象的物理本质。本文深入分析了车载天线与地面应答器之间能量和数据的传输过程,建立了应答器I/O特性、射频磁场分布、信号辐射模式等理论模型,给出了计算应答器作用距离的一般步骤;并在此基础上,研究了地面应答器横向、纵向2种安装模式的本质差异,评估了2种安装模式对不同安装高度、横向偏移的适应性,给出了2种安装模式的优化参数。实测数据与理论分析相符,表明该理论分析方法能够有效地分析应答器系统的物理本质,对于应答器系统的优化、工程安装模式的选择具有一定的指导意义。     

CTCS 3级车载设备仿真测试平台的研究

基于我国铁路发展需求,铁路部门提出发展适于我国国情的CTCS(列车运行控制系统)的策略.CTCS 3级仿真系统中车载设备主要由9个模块组成,其中包括核心模块、人机接口(MMI)、无线传输模块(RTM)、应答器传输模块(BTM)、输出模块、输入模块、测速模块、运行管理记录单元和设备维护记录单元.车载设备与其外部的列车运行仿真器、RBC(无线闭塞中心)、应答器等构成完整的CTCS3级仿真测试平台.以C++ Builder 6.0为开发平台设计和实现CTCS 3级车载设备核心功能,其中包括最严格速度曲线和动态速度曲线的计算、列车动态速度监督等功能.