交流牵引市域(郊)铁路车载信号设备电磁干扰防护研究

交流牵引的电磁环境极其复杂、运行条件非常严酷,由电磁干扰导致的车载信号故障频出,引发行车安全隐患。文章针对交流牵引列车的车载信号设备面临的电磁干扰问题进行了深入研究,建立了车载信号设备信号定位原理和电磁干扰源模型。通过分析电磁干扰导致车载信号失败的结果,并以某线交流牵引列车实际运行情况为例,从车载信号定位原理角度探讨了电磁干扰防护特性。最终,提出了一套切实可行的解决方案,旨在解决危害信号系统安全稳定运行的技术难题。

应答器传输系统可靠通信范围研究

现有的车载应答器传输模块(BTM)与应答器仅对自身的电磁场分布进行标准符合性测试,而在实际工程应用中,对于不同型号BTM与应答器的组合,车地可靠通信范围各不相同。为优化车载BTM与地面应答器性能,提高应答器传输系统的安全性,研究基于BTM和地面应答器的下行射频能量激励过程和上行链路信号发送过程的可靠通信范围量化方法。通过分析矩形天线场分布特性和应答器输入输出特性等,结合完整的车地通信过程(车载下行激励、地面接收启动、地面输出发送和车载判别接收等),考虑BTM射频能量信号分布强度、应答器射频能量转化率、应答器上行信号分布强度、BTM上行信号接收敏感度等影响因子,对车地可靠通信范围建立归一化模型。经试验验证,量化估计的归一化模型与实际测得的应答器传输系统通信范围基本一致。应答器传输系统车地通信过程的量化建模与分析过程,可为应答器传输系统设计、测试与应用提供参考。

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。

应答器传输模块带内干扰信号防护研究

阐述SUBSET-036应答器传输系统技术规范V3.0.0和V3.1.0版本对BTM带内抗干扰性能的测试要求;采集并分析动车组动态运行试验中BTM接收到的带内干扰信号;通过综合比较不同信号解调算法对BTM设备译码质量和抗干扰性能的影响,提出通过优化信号解调算法提高BTM带内抗干扰性能,以及采用天线屏蔽、电缆屏蔽等物理措施尽量减小干扰信号的强度。

车载BTM电磁干扰分析及抑制措施研究

为提高城市轨道交通信号系统中应答器传输设备的电磁兼容性,从工作原理出发,研究分析车载应答器潜在的敏感设备、耦合路径及电磁骚扰源。以宁波地铁5号线电客车发生的多起因车载应答器传输模块受扰,导致列车停站不准、定位丢失故障为例,排查构成干扰的主要因素,并结合现场实际,通过提高设备抗扰度来抑制干扰。经长期追踪观察,未再出现因受扰导致的故障,保障了设备的正常运行。

应答器传输模块的动态特性及高速条件下的适用性评价

分析应答器传输模块(BTM)的动态特性,辨析与BTM动态特性相关的基本概念,包括静态作用距离、动态作用距离、最小允许作用距离、BTM的接收能力等,建立这些概念的数学表达式。给出了与BTM动态特性相关的关键参数计算方法以及BTM设备动态特性的测试方法。提出BTM在高速条件下的适用性评价步骤是:明确线路环境、机车环境和设备安装等外部约束条件,确定BTM设备的可用性需求,计算BTM的最小允许作用距离和最小允许作用时间、BTM的动态接收能力和动态处理能力等指标;对拟用BTM设备通过测试采集相关技术指标;将采集的指标与计算的指标进行比较,评价拟用BTM设备的适用性。通过此评价方法实现了对BTM动态特性及高速适用性的定量评价。

适应于高速运营与提速的查询应答器系统

查询应答器是一种具有综合利用价值、保证列车运行安全、提高运输效率的重要基础设施。文中介绍了查询应答器的一般性原理 ,包括应答器的几何尺寸与车载设备接收数据帧大小的关系、数据传输率与循环冗余校验等。并给出了应答器用于提速的一般性方案。同时根据广深线地面信号及 L SK列车分级速度控制系统的特点 ,提出了应答器与机车信号及 L SK列车自动控制系统相结合用于该提速区段的方案。经试验表明 ,经过修改后的 L SK系统软件 ,除原有功能保持不变 ,可以在应答器提速区段完成提速功能外 ,并能在该区段提速完成后可靠恢复原有的 L SK控车模式。这个方案是国内首次在既有运营线上成功试验运行的点式与连续式信号结合的控车模式 ,安全上具有硬件和软件两个层面的防护 ,是故障导向安全的。

应答器传输模块测试系统的研究

应答器传输模块(BTM)测试系统是针对目前高速铁路列控系统出现的应答器"丢点"现象而进行的系统测试.通过对BTM引起的应答器"丢点"现象故障模式的分析,设计了针对这些故障模式的3个测试方案.试验结果表明,这套系统能很好地完成BTM的上行链路传输的有效性、基本功能运行情况和连续译码能力等3个方面的测试.

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。

加装屏蔽板后应答器传输模块天线性能的研究

为了保护应答器传输模块(BTM)天线不被线路上扬起的道砟损伤,以及尽量减少车底复杂电磁环境对BTM天线的干扰,在BTM天线四周加装钢材质的屏蔽板。通过仿真计算,分析屏蔽板取不同高度、距BTM天线不同水平距离时BTM天线的回波损耗以及与频率的关系,确定屏蔽板的高度为150mm,距BTM天线的水平距离为100mm。基于毕奥-萨伐定理计算BTM天线的磁场强度,并仿真BTM天线磁场强度的分布以及对干扰信号的衰减。结果表明:加装屏蔽板后,不仅没有影响BTM天线的信号传输性能,还在一定程度上增加了天线的有效通信范围和对干扰信号的衰减,提高了接收信号的信干噪比,从而降低了误码率。对BTM天线加装屏蔽板的实车试运行结果也表明:所设计加装的屏蔽板,既能保护BTM天线,又能保证BTM天线正常的信号传输。

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。

基于自适应算法的应答器传输模块解调方法研究

当前应答器传输模块解调应答器报文采用传统的非相干解调法和相干解调法,非相干解调法简单易于实现,但抗干扰性能差,难于解决接收信号的相位延迟的问题。相干解调法抗干扰性能好;但要求设置与发送设备中的高频信号载波同频同相的本地参考载波,实现起来过于复杂,且影响解调的速率。为了解决这些不足,尝试在应答器传输模块中引入通信领域先进的自适应算法对应答器报文2FSK信号进行解调,运用Matlab仿真软件进行了解调性能分析。结果表明自适应解调算法能较好地解决传统解调算法存在的不足,取得了较好的解调效果。

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。

车载应答器传输模块电磁干扰研究

车载应答器传输模块(BTM)是列车自动防护系统的重要组成部分之一,其所处位置电磁环境复杂,在列车实际运行过程中因电磁干扰导致的BTM故障问题频出,存在引发列车安全的隐患。为此,文章对BTM电磁环境进行分析,从抑制干扰源与切断耦合路径两个角度给出了解决方案。实例测试结果表明,采用所提方案,可降低14 dB以上BTM电磁干扰,验证了所提方法的有效性。

简析轨旁电子单元切换设计

简要介绍轨旁电子单元的主要功能、系统边界和系统结构,重点介绍轨旁电子单元切换模块的功能和设计组成。

简析轨旁电子单元输出设计

简要介绍轨旁电子单元的主要功能、系统边界和系统结构,重点介绍轨旁电子单元的输出模块的功能和设计组成。

CTCS-2点式应答器传输模块的设计与应用

针对目前中国高铁的发展趋势,设计一种适用于CTCS-2列控系统的应答器传输模块,介绍应答器传输模块的工作原理、系统构成及各模块功能设计,并阐述其先进性及优点。