專利名稱：鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號檢測方法，特別涉及一種鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法。
背景技術(shù)：
鐵路軌道電路由鋼軌、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備組成，用于由地面設(shè)備向車載設(shè)備傳輸機(jī)車信號信息，并用來實現(xiàn)斷軌的檢查。其原理如圖1所示。發(fā)送設(shè)備將信息發(fā)送到軌道上，經(jīng)過一段鋼軌的傳輸送到接收設(shè)備。兩個相鄰分區(qū)由絕緣節(jié)分隔，形成一個接一個的閉塞分區(qū)?，F(xiàn)在實現(xiàn)自動閉塞的制式為移頻信號，移頻信號是由兩個頻率的信號交替變化實現(xiàn)的，其波形如圖2所示。兩個交替變化的頻率稱為上/下邊頻，其中頻率低的一個稱為上邊頻，頻率高的一個稱為下邊頻。在圖2中就是變化慢的部分稱為上邊頻，變化快的部分稱為下邊頻。傳統(tǒng)的檢測方法包括兩個主要步驟，第一步是將圖2所示的呈正弦波形的移頻信號經(jīng)過波形整理電路整理成如圖3所示的方波形式的方波信號；第二步是將方波信號通過計數(shù)電路進(jìn)行計數(shù)，根據(jù)在一定時間內(nèi)計數(shù)的個數(shù)就可以計算出頻率。如圖3所示，如在0-t1時間內(nèi)計數(shù)，就可以測出頻率為f1的信號(較窄的信號)；如在t1-t2時間內(nèi)計數(shù)，就可以測出頻率為f2的信號(較寬的信號)；如在t2-t3時間內(nèi)計數(shù)，也可以測出頻率為f1的信號(較窄的信號)。最后將計數(shù)電路中計數(shù)的值送顯示器，就可以顯示出頻率來。但是這種方法在存在干擾時，其過零點不穩(wěn)，容易造成計數(shù)誤差。存在干擾時的波形如圖4所示，經(jīng)波形整理后的方波信號如圖5所示。由圖4、圖5可見，由于信號中存在于擾，使其0電平的信號延遲或提前，造成信號經(jīng)過整形電路后，其方波信號不規(guī)則，導(dǎo)致計數(shù)值不準(zhǔn)，因而計算出的頻率也就不準(zhǔn)了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種新的鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，包括以下主要步驟a、采集數(shù)據(jù)由采集電路實時采集一定數(shù)量的軌道電路信號并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；b、乘以窗函數(shù)將步驟a得到的數(shù)字信號送入數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器將數(shù)字信號乘以一定寬度的窗函數(shù)，得到其中一種頻率的信號；c、付里葉變換數(shù)字信號處理器對步驟b得到的信號進(jìn)行快速付里葉變換，得到其頻率值；d、判斷頻率值數(shù)字信號處理器對步驟c得到的頻率進(jìn)行判斷，得到移頻信號的上/下邊頻值并將結(jié)果送顯示器顯示或送存儲裝置存儲。
所述的窗函數(shù)為g(tτ)=12τμe-(t-τ)2/4μ]]>式中，μ為窗的寬度，τ為截取信號的開始時間。
所述的μ值為2.5601E-6，所述的τ值為任意選取的固定值。
所述的采集電路采集的軌道電路信號數(shù)據(jù)為1024個，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率為8000Hz。
本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法由于引入了窗函數(shù)，并對其寬度進(jìn)行了優(yōu)化選擇，計算出的上/下邊頻準(zhǔn)確，不受干擾的影響，既能滿足在中國鐵路運(yùn)營的移頻軌道電路，也能滿足UM71型無絕緣軌道電路。


圖1為鐵路軌道電路的基本構(gòu)成；圖2為鐵路軌道電路產(chǎn)生的移頻信號波形圖；圖3為移頻信號的方波形式；
圖4為帶有干擾的移頻信號；圖5為由圖4所示帶有干擾的移頻信號整理出的方波信號；圖6為本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法的主流程圖；圖7為本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法的硬件電路圖；圖8為本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法中步驟b的計算流程；圖9為本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法在數(shù)字信號處理器中進(jìn)行的程序。
具體實施例方式
本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法可結(jié)合圖6、圖7、圖8說明如下本發(fā)明中的檢測裝置的硬件構(gòu)成如圖7所示。來自鋼軌的軌道電路信號，經(jīng)過A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到DSP(數(shù)字信號處理器)芯片，DSP將數(shù)字信號經(jīng)過一系列的運(yùn)算，得到移頻信號的上/下邊頻值，然后將結(jié)果送到存儲裝置或顯示器顯示。
檢測方法的步驟是，首先由采集電路實時采集1024個軌道電路信號并通過轉(zhuǎn)換頻率為8000Hz的模數(shù)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成1024個數(shù)字信號；接著將1024個數(shù)字信號送入數(shù)字信號處理器并存儲于存儲器1中；數(shù)字信號處理器將各數(shù)字信號乘以寬度為2.5601E-6的窗函數(shù)，得到另外的1024個數(shù)據(jù)，將這1024個數(shù)據(jù)存儲于存儲器2中。由于窗函數(shù)的寬度是一定的，可以保證對于上述1024個數(shù)字信號，或者是頻率為f1的信號，或者是頻率為f2的信號；然后對存儲器2中的數(shù)字信號進(jìn)行1024點的快速付里葉變換，并將變換結(jié)果中的實部存儲于存儲器3，虛部存儲于存儲器4；然后將存儲器3和存儲器4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜計算，結(jié)果存于存儲器5中，得到兩種不同的頻率f1或者f2；最后由數(shù)字信號處理器對存儲器5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，判斷是頻率f1還是f2，得到移頻信號的上/下邊頻值，并將結(jié)果送顯示器顯示或送存儲裝置存儲。檢測方法中所涉及的窗函數(shù)為g(tτ)=12τμe-(t-τ)2/4μ]]>式中，μ為窗的寬度，類似于時間長度，它決定了我們截取的信號只有一種頻率成份。τ決定窗口的位置，也就是說它決定了我們在哪個位置來截取這個信號。通過計算機(jī)仿真，我們優(yōu)化選取了μ＝2.5601E-6，它既能滿足在中國鐵路運(yùn)營的移頻軌道電路，也能滿足UM71型無絕緣軌道電路。τ的可以任意選取，是一個固定數(shù)。
本發(fā)明方法中步驟b的計算流程如圖8所示，整個在數(shù)字信號處理器中進(jìn)行的程序流程如圖9所示。
權(quán)利要求
1.一種鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，其特征在于，包括以下主要步驟a、采集數(shù)據(jù)由采集電路實時采集一定數(shù)量的軌道電路信號并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；b、乘以窗函數(shù)將步驟a得到的數(shù)字信號送入數(shù)字信號處理器，數(shù)字信號處理器將數(shù)字信號乘以一定寬度的窗函數(shù)，得到其中一個頻率的信號；c、付里葉變換數(shù)字信號處理器對步驟b得到的信號進(jìn)行快速付里葉變換，得到頻率值；d、判斷頻率值數(shù)字信號處理器對步驟c得到的頻率進(jìn)行判斷，得到移頻信號的上/下邊頻值并將結(jié)果送顯示器顯示或送存儲裝置存儲。
2.如權(quán)利要求1所述的鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，其特征在于所述的窗函數(shù)為g(tτ)=12τμe-(t-τ)2/4μ]]>式中，μ為窗的寬度，τ為截取信號的開始時間。
3.如權(quán)利要求2所述的鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，其特征在于所述的μ值為2.5601E-6，所述的τ值為任意選取的固定值。
4.如權(quán)利要求1所述的鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，其特征在于所述的采集電路采集的軌道電路信號數(shù)據(jù)為1024個，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換頻率為8000Hz。
全文摘要
一種鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法，包括采集軌道電路信號并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；將數(shù)字信號乘以一定寬度的窗函數(shù)，每次只得到一種頻率的信號；對這個信號進(jìn)行快速付里葉變換，就得到了其中的一個頻率；多次測量就可以得到兩種不同的頻率；對得到的頻率進(jìn)行判斷，得到移頻信號的上/下邊頻值等步驟。本發(fā)明鐵路移頻軌道電路傳輸信號的上/下邊頻檢測方法由于引入了窗函數(shù)，并對其寬度進(jìn)行了優(yōu)化選擇，計算出的上/下邊頻準(zhǔn)確，不受干擾的影響，既能滿足在中國鐵路運(yùn)營的移頻軌道電路，也能滿足UM71型無絕緣軌道電路。
文檔編號B61L1/18GK1731697SQ20051002554
公開日2006年2月8日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者張玉蓉 申請人:上海天源科技發(fā)展有限公司