应答器传输单元关键解调技术研究

应答器传输单元（BTM）是车载设备的关键设备之一,用于解调地面应答器发送的应答器报文。对天线在恶劣工作环境下接收的FSK信号进行解调,FSK信号解调处理的精度和可靠性是保证BTM安全可靠运行的基础。在大量调研相关文献的基础上,给出了正交解调的解析原理,并提出了一种基于此解析原理的抗干扰的正交解调方法。仿真实验结果表明该方法具有较好的抗干扰效果。     

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。     

基于Duffing振子的2FSK信号检测方法研究

针对在强噪声环境中传输的应答器上行链路2FSK信号的检测问题,本文基于混沌系统对初始条件敏感及对噪声免疫的特性,利用Duffing振子检测应答器2FSK信号.结合混沌系统产生相变的条件和2FSK信号的调制方式,给出利用Duffing振子检测微弱2FSK信号的方法和步骤,并利用功率谱熵对系统在策动力作用下所处的不同状态进行判别.在理论分析的基础上,利用Matlab/Simulink建立仿真模型.仿真结果表明,利用Duffng振子检测2FSK信号,及以功率谱熵为判据的方法是可行的,并且其性能优于传统的相干检测法.该方法具有较高的检测精度和很好的抗噪声性能.     

基于互相关—峭度和小波软阈值的EEMD降噪方法研究

针对目前EMD分解后IMF分量优选方法的不足,提出了一种基于互相关—峭度和小波软阈值的EEMD降噪方法。该方法利用EEMD对信号进行分解得到IMF分量,计算IMF分量的峭度值、标准差及其与原信号的互相关系数。根据互相关系数、标准差和峭度值,设置优选条件,将选定的IMF分量进行重构。与互相关系数、峭度准则单独作为优选条件的重构结果进行对比,结果表明这种新型优选方法的效果更好,利用基于互相关—峭度和小波软阈值的EEMD降噪方法对滚动轴承微弱故障信号进行处理,能够更精确地提取到轴承故障特征。     

基于CEEMD的无绝缘轨道电路调谐区故障特征提取

针对无绝缘轨道电路调谐区故障特征难以提取的问题,提出基于补充总体平均经验模态分解(CEEMD)的调谐区故障特征提取方法。采用四端网理论和传输线理论构建无绝缘轨道电路模型,仿真分析调谐区不同故障对轨道电路表面电压的影响;利用经验模态分解(EMD)、总体经验模态分解(EEMD)及CEEMD分别对电压信号进行分解,再提取故障特征向量。仿真结果表明:CEEMD方法抑制了EMD和EEMD引起的模态混叠和残留噪声现象,提高了运算效率,能够有效提取无绝缘轨道电路调谐区故障特征。     

一种改进的EEMD算法及其在滚动轴承故障诊断中的应用

总体经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法由于其自适应性和抗混叠的特性,在轴承故障诊断领域得到广泛应用。针对总体经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方法中参数难以准确获取的问题,提出了基于改进的EEMD分解和Teager能量算子的滚动轴承故障诊断方法。首先对故障信号进行预处理,自动获取EEMD方法中的加入白噪声大小和总体平均次数两个重要参数。之后对信号进行EEMD分解,得到若干个本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),利用峭度准则选取其中峭度最大的分量并进行Teager能量算子解调,最后通过能量谱识别出滚动轴承的工作状态和故障类型。将该方法应用到滚动轴承仿真故障数据和实际数据中,实验结果表明,该方法可有效提取滚动轴承故障特征频率信息,验证了所提方法的可行性。     

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。     

欧洲应答器编码策略的安全性研究

应答器信息在车-地间进行无线传输过程中的安全可靠性对于保障列控系统的安全十分重要。我国列车控制系统（CTCS）已将应答器作为CTCS-1及以上级别系统的关键设备，用于向运行列车传输列控安全信息。本文分析了应答器信息在传输和接收过程中可能存在的随机突发错误、异步传输错误、长短帧报文误译及报文切换时错译等各种错误模式。为保证信息传输和接收过程的安全可靠性，研究了欧洲应答器编码策略中采用的CRC循环冗余码及同步信息码校验、10到11bit字转换、整形约束条件检查等防护措施在编、译码过程中对以上错误模式的防范能力，从理论上论证得到：欧洲应答器编码策略有效保证了应答器信息在传输和接收过程中的安全性，对于我国研制适用于CTCS的应答器具有借鉴作用。     

欧洲应答器编码策略的安全性研究

应答器信息在车-地间进行无线传输过程中的安全可靠性对于保障列控系统的安全十分重要。我国列车控制系统(CTCS)已将应答器作为CTCS-1及以上级别系统的关键设备,用于向运行列车传输列控安全信息。本文分析了应答器信息在传输和接收过程中可能存在的随机突发错误、异步传输错误、长短帧报文误译及报文切换时错译等各种错误模式。为保证信息传输和接收过程的安全可靠性,研究了欧洲应答器编码策略中采用的CRC循环冗余码及同步信息码校验、10到11 bit字转换、整形约束条件检查等防护措施在编、译码过程中对以上错误模式的防范能力,从理论上论证得到:欧洲应答器编码策略有效保证了应答器信息在传输和接收过程中的安全性,对于我国研制适用于CTCS的应答器具有借鉴作用。     

应答器在基于通信的列车控制系统中的应用

应答器是城市轨道交通信号控制系统中的安全设备,是整个信号系统安全体系中不可或缺的部分,通常配合车载电子地图使用,目前广泛应用在现代轨道交通信号控制系统中。介绍了应答器的工作原理,进一步详细分析了数据传输速率对应答器数据传输质量的影响,并对应答器在CBTC(基于通信的列车控制)系统中的功能进行了探讨。应答器具有结构简单、安装灵活、维护方便、功能多样、信息传输可靠性高、信息容量大等特点,已经成为现代列车运行控制系统中重要的信号设备。     

BTM智能检测系统设计思路

应答器传输系统是CTCS-2/3级列控车载系统中ATP设备的重要组成单元,BTM工作是否正常对动车组列控车载设备的运用有直接影响.研究BTM智能化检测系统的设计思路,如何采用较便利的测试方法,实现在列车动态运行条件下对BTM下行链路发射信号中心频率、下行链路信号发射能量、上行链路信号频偏的检测及上行链路信号I u1等性...     

对CTCS-2级区段应答器运用的分析

应答器是C2区段列控地面重要设备之一,为模式曲线的计算提供必要的数据信息.结合《CTCS-2级列控系统报文举例设计(讨论稿)》和部颁发的相关技术政策对应答器的设置和应用进行了分析,并提出了相应的思考.     

对OTOS-2级区段应答器运用的分析

应答器是C2区段列控地面重要设备之一，为模式曲线的计算提供必要的数据信息。结合《CTCS-2级列控系统报文举例设计（讨论稿）》和部颁发的相关技术政策对应答器的设置和应用进行了分析，并提出了相应的思考。     

面向高速综合检测列车的应答器关键数据检测方法

应答器作为CTCS-2/3级列控系统的关键基础设备,其用户报文数据必须与现场列控数据准确对应。目前主要依靠人工及车载设备动态试验核对,工作量大且无法保证报文信息的准确性。为此提出了一种面向高速综合检测列车的应答器关键数据检测方法。首先通过KMP模式匹配算法实现现场列控数据的自动导入;其次利用深度路径搜索算法对应答器关键数据进行搜索,并和应答器用户信息进行对比,给出对比结果和报警日志;最后通过在海南西环线进行现场试验,验证可靠性,为高速铁路应答器报文检测研究及工程实践提供了有效的技术支持。     

应答器在线检测分析系统的研究及应用

针对列车运行过程中偶发应答器信息收不到，且缺少有效测试手段的问题，研制了应答器在线检测分析系统。通过在应答器下方安装采集射频信号的检测天线，实现对应答器传输系统上/下行链路信号的实时采集；由安装在轨道旁的检测装置对采集信号解码，解析中心频率、振幅抖动、频率偏移、平均数据速率及最大时间间隔误差等指标；结合数据挖掘技术，采用同类分析法和多点对比法对数据进行处理，准确找出应答器信息丢失的原因及应答器传输系统的故障部位，达到提升应答器传输系统维护质量的目的。     

相邻闭塞分区轨道电路信号相同载频问题的研究

研究相邻闭塞分区轨道电路信号相同载频对列控系统车载设备的影响。车载设备根据列车的当前速度和所接收的地面信息计算列车最高允许速度,并以应答器组位置校正为主、绝缘节位置校正为辅进行列车位置校正。当相邻闭塞分区轨道电路信号载频相同时,车载设备可能给出缩短的行车许可,甚至非安全的行车许可,影响列控系统的可用性和安全性。因此,在工程设计中,相邻闭塞分区轨道电路信号应采用不同的载频;对于已经存在的相同载频区段,可采取在载频相同的绝缘节分界处增加应答器组的解决方案。     

面向应答器传输模块测试的上行链路信号模拟器研究

应答器传输模块高速通过地面应答器时的接收性能测试是我国目前客运专线列控系统运用中亟需解决的问题。针对该问题,本文提出一种面向应答器传输模块测试的上行链路信号模拟器。首先分析应答器传输模块高速过点时的工作机理,深入研究车速对应答器传输模块高速过点时接收到的上行链路信号的幅度、频率和相位的影响,推导出应答器传输模块高速过点时实际接收到的上行链路信号表达式,然后提出基于自动测试系统和虚拟仪器设计方法的上行链路信号模拟器的软硬件实现方案。实际应用和测试表明,上行链路信号模拟器产生的信号和理论分析相符,可以有效地实现对应答器传输模块接收性能的测试。     

基于EMD广义能量的列车车轮故障诊断技术

针对列车车轮故障诊断,研究基于经验模态分解(EMD)广义能量法诊断技术。首先对钢轨振动信号进行经验模态分解,选取出有效本征模函数分量并赋予权重系数,然后求出各分量的能量加权和作为该信号的EMD广义能量值,最后确定出正常车轮的EMD广义能量安全域阈值,判断车轮的故障状态。采用仿真的正常及故障车轮的钢轨振动信号进行实验,验证提出的方法对正常和故障车轮的识别准确率达到90%以上。     

CTCS-3级列控系统轨旁设备仿真子系统的设计与实现

轨旁设备是列车控制系统中的重要组成部分,它可为列车控制系统提供地面应答器信息和轨道电路信息,以保证列车安全可靠地运行.本文主要对CTCS-3级列控系统中的轨旁设备进行研究,在CTCS-3级列控系统仿真平台的基础上,设计并实现了轨旁设备仿真子系统,最终达到了测试CTCS-3级列控设备的目的.     

应答器上行链路信号MTIE测试方法

应答器是列控系统里非常重要的设备,其上行链路信号的质量直接影响车载设备对数据的接收和解析。介绍了MTIE的定义及欧标的相关需求,对应答器上行链路信号MTIE测试的环境和方法进行阐述,并通过实际测试验证该方法的有效性。