相敏軌道電路接收器信號處理方法
【專利摘要】相敏軌道電路接收器信號處理方法，涉及信號處理技術。本發(fā)明包括下述步驟：1)分別對軌道信號和局部信號作A/D轉換，產(chǎn)生數(shù)字軌道信號SG(t)和數(shù)字局部信號SJ(t)°；2)分別對軌道信號和局部信號作離散傅里葉變換，得到軌道信號正弦分量aG(k)、軌道信號余弦分量bG(k)、局部信號正弦分量aJ(k)、局部信號余弦分量bJ(k)，3)分別采用折疊算法和迭代算法計算軌道/局部信號幅值和相位；4)分別以迭代算法和折疊算法計算結果為依據(jù)，通過閾值函數(shù)計算比較值若以折疊算法計算結果為依據(jù)的和以迭代算法計算結果為依據(jù)的二者皆大于等于預設的繼電器吸起閾值，則繼電器吸起；若二者皆小于等于預設的繼電器落下閾值則繼電器落下。本發(fā)明處理精度高，處理速度快。
【專利說明】相敏軌道電路接收器信號處理方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號處理技術。

【背景技術】
[0002] 數(shù)字化是鐵路信號控制系統(tǒng)發(fā)展的一個重要方向。數(shù)字信號處理技術隨著計算機 和信息科學的發(fā)展應運而生，并得到迅速發(fā)展。近年來，數(shù)字信號處理已經(jīng)在通信、自動化 等領域得到了極為廣泛的應用。隨著電子技術的發(fā)展，25HZ相敏軌道電路接收端也逐步采 用電子化，代替以前二元二位繼電器機械式動作，徹底解決了原繼電器接點卡阻、抗電氣化 干擾能力不強、返還系數(shù)低等問題，與原繼電器的接收阻抗、接收靈敏度相同，提高了安全 性和可靠性。
[0003] 目前國內(nèi)除了采用機械式的二元二位繼電器檢查軌道占用情況，還有基于51單 片機開發(fā)的相敏接收器，二元二位繼電器是純機械式動作，存在接點卡阻、抗電氣化干擾能 力弱，返還系數(shù)低等問題，而基于51單片機開發(fā)的相敏接收器，由于數(shù)據(jù)處理能力低，處理 方式只能采用查表方式，處理數(shù)據(jù)簡單，誤差范圍大等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種具有更高安全性和可靠性的相敏軌道電 路接收器信號處理方法。
[0005] 本發(fā)明解決所述技術問題采用的技術方案是，相敏軌道電路接收器信號處理方 法，其特征在于，包括下述步驟：
[0006] 1)分別對軌道信號和局部信號作A/D轉換，產(chǎn)生數(shù)字軌道信號Sjt)和數(shù)字局部 信號s/t)，所述軌道信號超前局部信號90° ;
[0007]2)分別對軌道信號和局部信號作離散傅里葉變換，得到軌道信號正弦分量％〇〇、 軌道信號余弦分量bjk)、局部信號正弦分量a/k)、局部信號余弦分量b/k)，
[0008] 3)分別采用折疊算法和迭代算法計算軌道信號幅值\、軌道信號相位料j、局部信 號幅值&、局部信號相位％，得到折疊算法計算結果和迭代算法計算結果；
[0009] 4)以折疊算法計算結果為依據(jù)，通過閾值函數(shù)計算比較值/(4肩;，山并且 以迭代算法計算結果為依據(jù)，通過閾值函數(shù)計算比較值/(4展4碼）；
[0010] 若以折疊算法計算結果為依據(jù)的/(4，％，4,朽)和以迭代算法計算結果為依據(jù) 的/(4，％，4/，朽）二者皆大于等于預設的繼電器吸起閾值，則繼電器吸起；
[0011] 若二者皆小于等于預設的繼電器落下閾值則繼電器落下。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是，處理精度高，處理速度快，滿足軌道電路接收器準確快速的 處理信號，即使的給予信號表示，發(fā)明基于雙套獨立通道處理，最后采用二取二安全結構， 提供信號處理結果的安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是微電子接收器原理圖。
[0014] 圖2是微電子接收器的系統(tǒng)結構圖。
[0015] 圖3是本發(fā)明的信號處理原理圖。
[0016] 圖4是迭代算法仿真示意圖。
[0017] 圖5是迭代算法結果曲線圖。

【具體實施方式】
[0018]參見圖 1、2、3。
[0019] 本實施例的原理是，軌道電路的發(fā)送端發(fā)送25Hz的軌道信號，軌道信號通過鋼軌 傳送至接收端，微電子接收器將鋼軌傳輸?shù)浇邮斩说能壍离娐沸盘柡托盘?5Hz電源屏傳 送的局部電源信號進行數(shù)字信號處理（局部信號超前軌道信號90° )，將處理后得到的信 號幅值和相位，進行計算，并與預設閥值進行比較，最后執(zhí)行輸出，驅動后級繼電器吸起或 落下。
[0020] 軌道信號和局部信號處理部分包括去噪，模數(shù)轉換，數(shù)字信號處理。
[0021] 數(shù)字信號處理過程為：將軌道信號Xjt)或局部信號XT(t)通過A\D過轉換為數(shù) 字軌道信號(t)或局部信號ST (t)，再通過離散傅里葉變換轉換為25Hz基波正余弦分量 (ae(k)、bjk)為軌道25Hz基波正余弦分量；aT(k)、bT(k)為局部25Hz基波正余弦分量）， 通過轉換方程，計算軌道信號和局部信號相位和幅值（4?，死，為,ft最后將轉換計算后的 幅值和相位，計算執(zhí)行下級動作值/(4,，％，沁，朽）。
[0022] 解釋：
[0023]fs:采樣頻率；
[0024]Ts:采樣周期，其中

【權利要求】
1. 相敏軌道電路接收器信號處理方法，其特征在于，包括下述步驟： 1) 分別對軌道信號和局部信號作A/D轉換，產(chǎn)生數(shù)字軌道信號Se (t)和數(shù)字局部信號 Sj (t)，所述軌道信號超前局部信號90° ; 2) 分別對軌道信號和局部信號作離散傅里葉變換，得到軌道信號正弦分量ae(k)、軌道 信號余弦分量b e(k)、局部信號正弦分量a/k)、局部信號余弦分量b/k); 3) 分別采用折疊算法和迭代算法計算軌道信號幅值Ae、軌道信號相位呢、局部信號幅 值&、局部信號相位％，得到折疊算法計算結果和迭代算法計算結果； 4) 以折疊算法計算結果為依據(jù)，通過閾值函數(shù)計算比較值/(為.為屬h并且以迭 代算法計算結果為依據(jù)，通過閾值函數(shù)計算比較值/(4，％，4，朽）：若以折疊算法計算結 果為依據(jù)的/(為;，各，為，朽)和以迭代算法計算結果為依據(jù)的二者皆大于 等于預設的繼電器吸起閾值，則繼電器吸起；若二者皆小于等于預設的繼電器落下閾值則 繼電器落下。
2. 如權利要求1所述的相敏軌道電路接收器信號處理方法，其特征在于，所述步驟2) 中，以S (t)表示軌道信號，
離散傅里葉變換為：
其中％為軌道信號的直流分量，an為軌道信號的η次諧波余弦分量，bn為軌道信號的 η次諧波正弦分量，h表示大于零時刻的任意時刻，局部信號的變換方式與軌道信號相同。
3. 如權利要求1所述的相敏軌道電路接收器信號處理方法，其特征在于，所述步驟3) 中，通過下述迭代算法計算信號幅值A和相位
迭代步驟如下： Stepl :初始化基波頻率;^ = 25Hz采樣頻率，基波角頻率W1 = 2 π A = 157. 08rad/s, fs =6400Hz, B1 (I) = 0, b1 (I) = Ο, B1 = Ο, b! = O ； Step2 :計芻
Step3 :計算 B1 (k) = B1 (k_l) + δ a，Id1 (k) = Id1 (k_l) + δ b ; Step4 :當 k>N 時
Step5 叫=ajai (k)，Id1 = I^b1 (k)當 k〈 = M，跳到 Step2,否者到 Step6 ; Step6 :計算A1和雋，結束。
4. 如權利要求I所述的相敏軌道電路接收器信號處理方法，其特征在于，所述步驟3) 中，通過下述折疊算法計算信號幅值A和相位-= 正余弦函數(shù)周期性： sin(wkTs) = sin(w(k+N)Ts) cos(wkTs) = cos (w(k+N) Ts) 正余弦函數(shù)單周期內(nèi)（軸）對稱性： sin(wkTs) =-sin (w(N_k) Ts) cos(wkTs) = cos (w(N_k) Ts) 正余弦函數(shù)半周期內(nèi)（軸）對稱性：
利用sin (wkTs)、cos(wkTs)函數(shù)的周期性，且在單周期或半周期內(nèi)具有軸對稱和對稱 性，采用折疊算法求解： Stepl :初始化基波頻率= 25Hz采樣頻率，基波角頻率W1 = 2 Ji = 157. 08rad/s，fs =6400Hz, ax = 0, bx = 0 ； Step2 :計算
Step3 :計算 B1 = af δ a，Id1 = Id1+ δ b ; N Step4 :當4 < γ時跳到Step2,否者到Step5 ;
4· St印5 :計算Al和0，結束。
5. 如權利要求1所述的相敏軌道電路接收器信號處理方法，其特征在于，所述所述比 較值計算公式為：
【文檔編號】B61L1/18GK104369746SQ201410605657
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】王堅強, 易立富, 余顏麗, 楊捷 申請人:中鐵二院工程集團有限責任公司