專利名稱：一種列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線電信號及干擾測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代鐵路運輸系統(tǒng)中，電カ牽引機車及電動車組已成為主要運輸工具，并且自動化的列控系統(tǒng)已經(jīng)替代人力成為列車運行控制的主要手段。在這類車輛上，列控設(shè)備的組成非常復(fù)雜。一般地，車載列車控制設(shè)備包括高壓系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)和輔助供電系統(tǒng)等。由于設(shè)備密度大，線纜密集，因此列控制設(shè)備的電磁環(huán)境十分復(fù)雜。在這種情況下，如何實現(xiàn)車載列控設(shè)備間的電磁兼容，以使各設(shè)備協(xié)同工作而互不干擾，成為鐵路工作者面臨的嚴峻考驗。車載列控設(shè)備能否正常、安全、穩(wěn)定地工作是關(guān)系到整個鐵路能夠安全運行的大事。電磁干擾(EMI)測量是研究電氣電子系統(tǒng)、設(shè)備的干擾與抗干擾和電磁兼容性 (EMC)問題的主要技術(shù)手段之一。要研究車載列控設(shè)備的抗電磁干擾性能，需要對車載列控設(shè)備運行時所處的電磁環(huán)境進行監(jiān)測。從空間角度來分，列控設(shè)備的電磁環(huán)境主要包括車頂空間電磁環(huán)境、車廂內(nèi)電磁環(huán)境和車底電磁環(huán)境三個部分；從測量的物理量來劃分，列控設(shè)備的電磁環(huán)境監(jiān)測主要包括電場監(jiān)測、磁場監(jiān)測和傳導(dǎo)電流監(jiān)測。目前，還沒有專門用于列車車載列控系統(tǒng)的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型提供的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)包括控制單元、切換単元、傳感器単元和儀表單元。所述傳感器単元包括至少ー個用于感測交變電流的傳感器、 至少ー個用于感測交變電場的傳感器和至少ー個用于感測交變磁場的傳感器，分別用于感測交變電流、交變電場和交變磁場產(chǎn)生多個射頻電信號。所述控制単元用于向所述切換單元發(fā)送控制信號。所述切換單元響應(yīng)所述控制單元的控制信號將來自傳感器単元的多個射頻電信號中的至少ー個射頻電信號輸出至所述儀表単元。所述儀表単元用于對來自所述切換單元的射頻電信號進行頻譜分析或時域包絡(luò)分析，并用于將測量數(shù)據(jù)反饋至所述控制單兀。優(yōu)選地，所述能夠感測交變電流的傳感器安裝于接入車載列控設(shè)備的信號電纜的末端，且能夠測量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變電流信號。優(yōu)選地，所述能夠感測交變電場的傳感器安裝于列車的頂部，且能夠測量頻率范圍為30MHz 3GHz的交變電場信號。優(yōu)選地，所述能夠感測交變磁場的傳感器安裝于列車底部的設(shè)備艙內(nèi)，且能夠測量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變磁場信號。[0011]優(yōu)選地，所述儀表単元包括至少一臺能夠測量頻率范圍為9kHz 3GHz的交變電場信號的頻譜分析儀或EMI測量接收機。優(yōu)選地，所述控制單元進一步用于向所述儀表単元發(fā)送控制信號，所述儀表単元響應(yīng)所述控制単元的控制信號設(shè)置測量參數(shù)、更改測量參數(shù)或獲取測量數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述控制単元與所述儀表単元之間、以及所述控制単元與所述切換単元之間通過USB、GPIB或LAN連接。優(yōu)選地，所述切換単元與所述傳感器単元之間、以及所述切換単元與所述儀表單元之間通過同軸電纜連接。優(yōu)選地，所述監(jiān)測系統(tǒng)進一歩包括至少ー個遠程終端。優(yōu)選地，所述遠程終端向所述控制単元發(fā)送控制信號，所述控制単元再將來自所述遠程終端的控制信號發(fā)送至所述切換単元，所述切換單元響應(yīng)所述控制單元的控制信號將來自傳感器単元的多個射頻電信號中的至少ー個射頻電信號輸出至所述儀表単元。優(yōu)選地，所述遠程終端進一步用于向所述控制単元發(fā)送控制信號，所述控制単元再將來自所述遠程終端的控制信號發(fā)送至所述儀表単元，所述儀表單元響應(yīng)所述控制單元的控制信號設(shè)置測量參數(shù)、更改測量參數(shù)或獲取測量數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述控制単元與所述遠程終端之間通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息傳輸。本實用新型具有如下有益效果應(yīng)用本實用新型的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)α熊囓囕d列控設(shè)備所處的電磁環(huán)境中的電場、磁場以及信號電纜中的共模騷擾電流進行實時測量和數(shù)據(jù)采集，從而獲得列車車載列控設(shè)備正常運行或出現(xiàn)故障時所處的電磁環(huán)境的實時數(shù)據(jù)。該監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅可以用于判定列車車載列控設(shè)備是否受到電磁干擾的影響，而且可以用于對列車車載列控設(shè)備所處的電磁環(huán)境進行科學(xué)的、客觀的分析和評估，最終改善鐵路運輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。

圖1為本實用新型實施例的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的內(nèi)容作進ー步的描述。本實用新型提供的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)包括控制單元1、切換單元2、傳感器単元3、儀表單元4和例如ー個遠程終端5，所述控制単元1依次與所述切換單元2和所述傳感器単元3連接，所述儀表単元4分別與所述控制単元1和所述切換單元2連接，如圖1所示。下面進ー步說明所述監(jiān)測系統(tǒng)所包括的各単元的具體結(jié)構(gòu)和功能。傳感器単元3所述傳感器単元3可包括例如四個能夠感測交變電流的傳感器、一個能夠感測交變電場的傳感器和至少ー個能夠感測交變磁場的傳感器。所述四個能夠感測交變電流的傳感器可安裝于例如接入車載列控設(shè)備的信號電纜的末端，且能夠測量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變電流，用于感測信號電纜中的共模騷擾電流并產(chǎn)生射頻電信號。所述ー個能夠感測交變電場的傳感器可安裝于例如列車的頂部，且能夠測量頻率范圍為30MHz 3GHz的交變電場信號，用于測量列車頂部及其周圍空間的騷擾電場的強度并產(chǎn)生射頻電信號。所述ー個能夠感測交變磁場的傳感器可安裝于例如列車底部的設(shè)備艙內(nèi)，且能夠測量頻率范圍為9kHz 30MHz的交變磁場信號，用于測量列車底部及其周圍空間的騷擾磁場的強度并產(chǎn)生射頻電信號。在所述傳感器単元3與所述切換単元2之間，所述射頻電信號由所述傳感器単元3向所述切換単元2傳輸?？刂茊卧?所述控制単元1例如包括計算機。所述控制単元1用于向所述切換単元2發(fā)送控制信號。所述切換単元2響應(yīng)所述控制単元1的控制信號將來自傳感器単元1的多個射頻電信號中的至少ー個射頻電信號輸出至所述儀表単元4。所述控制単元1進ー步用于向所述儀表単元4發(fā)送控制信號，所述儀表単元4響應(yīng)所述控制単元1的控制信號設(shè)置測量參數(shù)、更改測量參數(shù)或獲取測量數(shù)據(jù)。所述控制単元1還能夠用于對測量數(shù)據(jù)進行顯示、存儲以及進一歩的處理和分析。所述控制単元1的計算機還能夠接收來自除本實用新型的監(jiān)測系統(tǒng)之外的其它設(shè)備的列車運行狀態(tài)的實時信息例如車速、運行區(qū)間、列車當(dāng)前位置的經(jīng)緯度等，并將上述信息與本實用新型的監(jiān)測系統(tǒng)獲得的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行綁定和存儲。切換單元2 所述切換単元2與所述傳感器単元3之間、以及所述切換単元2與所述儀表単元4 之間可通過同軸電纜連接。所述切換単元2與所述控制単元1之間可通過例如USB連接。 在所述切換単元2與所述儀表単元4之間，所述射頻電信號由所述切換単元2向所述儀表単元4傳輸。儀表單元4所述儀表単元4可包括例如一臺頻譜分析儀，該頻譜分析儀能夠測量頻率范圍為 9kHz 3GHz的射頻電信號。所述儀表単元4與所述控制単元1之間可通過例如USB連接。 所述儀表単元4用于對來自所述切換単元2的射頻電信號進行頻譜分析或時域包絡(luò)分析， 并用于將測量數(shù)據(jù)反饋至所述控制単元1。根據(jù)分析目的的不同，主要采用以下兩種分析模式一是頻率掃描模式，通過對目標(biāo)頻段的連續(xù)掃描，獲取該目標(biāo)頻段的頻譜信息；二是零掃寬模式，通過對目標(biāo)頻點的零掃寬測量，獲得該頻點特定帶寬內(nèi)的時域包絡(luò)幅度信息。遠程終端5所述遠程終端5可包括例如一臺計算機。所述遠程終端5與所述控制単元1之間通過網(wǎng)絡(luò)例如列車上的局域網(wǎng)實現(xiàn)信息傳輸，例如測量數(shù)據(jù)或控制信號的傳輸。所述遠程終端5向所述控制単元1發(fā)送控制信號，所述控制単元1再將來自所述遠程終端5的控制信號發(fā)送至所述切換単元2，所述切換単元2響應(yīng)所述控制単元1的控制信號將來自傳感器単元1的多個射頻電信號中的至少ー個射頻電信號輸出至所述儀表単元4。所述遠程終端5進ー步用于向所述控制単元1發(fā)送控制信號，所述控制単元1再將來自所述遠程終端 5的控制信號發(fā)送至所述儀表単元4，所述儀表単元4響應(yīng)所述控制単元1的控制信號設(shè)置測量參數(shù)、更改測量參數(shù)或獲取測量數(shù)據(jù)。所述遠程終端5還能夠用于對測量數(shù)據(jù)進行遠程的顯示、存儲以及進ー步的處理和分析。應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行的詳細說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本實用新型說明書的基礎(chǔ)上可以對各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，該監(jiān)測系統(tǒng)包括控制單元(1)、切換単元O)、傳感器単元C3)和儀表單元；所述傳感器単元(3)包括至少ー個用于感測交變電流的傳感器、至少ー個用于感測交變電場的傳感器和至少ー個用于感測交變磁場的傳感器，分別用于感測交變電流、交變電場和交變磁場產(chǎn)生多個射頻電信號；所述控制単元(1)用于向所述切換単元(2)發(fā)送控制信號；所述切換単元( 響應(yīng)所述控制単元(1)的控制信號將來自傳感器単元(1)的多個射頻電信號中的至少ー個射頻電信號輸出至所述儀表単元；所述儀表単元(4)用于對來自所述切換単元( 的射頻電信號進行頻譜分析或時域包絡(luò)分析，并用于將測量數(shù)據(jù)反饋至所述控制単元(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述能夠感測交變電流的傳感器安裝于接入車載列控設(shè)備的信號電纜的末端，且能夠感測頻率范圍為9kHz 30MHz的交變電流信號。
3.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述能夠感測交變電場的傳感器安裝于列車的頂部，且能夠感測頻率范圍為30MHz 3GHz的交變電場信號。
4.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述能夠感測交變磁場的傳感器安裝于列車底部的設(shè)備艙內(nèi)，且能夠感測頻率范圍為9kHz 30MHz的交變磁場信號。
5.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述儀表單元(4)包括至少一臺能夠測量頻率范圍為9kHz 3GHz的電場信號的頻譜分析儀或 EMI測量接收機。
6.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述控制單元(1)進ー步用于向所述儀表単元(4)發(fā)送控制信號，所述儀表単元(4)響應(yīng)所述控制單元(1)的控制信號設(shè)置測量參數(shù)、更改測量參數(shù)或獲取測量數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述控制單元⑴與所述儀表単元⑷之間、以及所述控制単元⑴與所述切換単元⑵之間通過USB、GPIB或LAN連接；所述切換単元( 與所述傳感器単元C3)之間、以及所述切換単元O)與所述儀表単元(4)之間通過同軸電纜連接。
8.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述監(jiān)測系統(tǒng)進一歩包括至少ー個遠程終端(5)。
9.如權(quán)利要求8所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述遠程終端(5)向所述控制単元(1)發(fā)送控制信號，所述控制単元(1)再將來自所述遠程終端(5)的控制信號發(fā)送至所述切換単元O)，所述切換単元( 響應(yīng)所述控制単元(1)的控制信號將來自傳感器単元(1)的多個射頻電信號中的至少ー個射頻電信號輸出至所述儀表単元⑷。
10.如權(quán)利要求9所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述遠程終端( 進ー步用于向所述控制単元(1)發(fā)送控制信號，所述控制単元(1)再將來自所述遠程終端( 的控制信號發(fā)送至所述儀表単元，所述儀表単元(4)響應(yīng)所述控制單元(1)的控制信號設(shè)置測量參數(shù)、更改測量參數(shù)或獲取測量數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求1所述的列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干，所述控制單元(1)與所述遠程終端( 之間通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息傳輸。
專利摘要本實用新型公開了一種列車車載列控設(shè)備的電磁環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)，該監(jiān)測系統(tǒng)包括控制單元(1)、切換單元(2)、傳感器單元(3)和儀表單元(4)。所述傳感器單元(3)包括至少一個用于感測交變電流的傳感器、至少一個用于感測交變電場的傳感器和至少一個用于感測交變磁場的傳感器，分別用于感測交變電流、交變電場和交變磁場產(chǎn)生多個射頻電信號。所述控制單元(1)用于向所述切換單元(2)發(fā)送控制信號。所述切換單元(2)響應(yīng)所述控制單元(1)的控制信號將來自傳感器單元(1)的多個射頻電信號中的至少一個射頻電信號輸出至所述儀表單元(4)。所述儀表單元(4)用于對來自所述切換單元(2)的射頻電信號進行頻譜分析或時域包絡(luò)分析，并用于將測量數(shù)據(jù)反饋至所述控制單元(1)。
文檔編號G01R31/00GK202305698SQ20112040686
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者周克生, 崔勇, 朱云, 王鳳蘭, 王國棟, 聞映紅, 陳嵩 申請人:北京交通大學(xué)