为了提高运输能力,行车密度逐步增加,提出来安全行车间隔问题,产生了闭塞技术及相关区间信号技术。1851年英国铁路用电报机实行闭塞制度,区间信号技术经历了电话,电气路签,电气路牌闭塞,到后来的半自动闭塞,自动闭塞的发展历程,正在向移动闭塞技术发展。现代铁路信号主要装备及关键技术是以高速铁路信号系统为代表的,其与传统铁路信号系统最大的差别是:①设置综合调度系统,对列车运营指挥实现集中控制方式;②取消传统的地面信号机,采用列车运行控制系统;③采用计算机网络传输和交换与行车,旅客服务相关的信息。其特征是:以车载信号作为行车凭证,向司机提供速度命令,直接控制列车制动系统。
1。2 轨道移频电路信号检测现状与特点
1。3 数字信号处理新技术的应用
随着铁路运输提速的发展,模拟信号处理技术的传统的铁路信号设备已经不能满足铁路运输安全性和实时性的要求。因此,全面利用计算机的高速分析和计算功能来提高信号设备的技术水平已经是目前为止极为紧迫的一项任务。数字信号处理技术(DSP)的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。
与模拟信号处理技术相比较,数字信号处理技术具有更高的可靠性和实时性。数字信号处理的频域分析和时域分析的两种传统的分析方法有着各自不同的优点和缺点。频域分析的优点是运算精度高,抗干扰性能好,而缺点就是在强干扰中提取信号时容易造成解码倍频现象;时域分析的优点是定型准确,而缺点就是定量精确地剔除带内干扰难度大。
运用数字信号处理技术的离散傅里叶变换对信号进行频谱分析,使得信号的抗干扰能力有了很大的提高,但是由于傅里叶变换的局限性(傅里叶变换分离了信号的时域与频域,使得我们无法在时域中应用频域信息,也无法在频域中直接利用信号时域信息)。使得采用这种检测方法的实际效果不明显,难以从直观波形中分析出现问题的原因。
而小波变换是一种信号的时间-频率分析方法,它的主要特点是通过变换能够充分突出问题某些方面的特征,具有多分辨率分析的特点。在时域,频域都具有表征信号局部表征的能力。小波变换的基本思想是用一簇基函数去表示或逼近所要研究的信号它是通过小波函数平移和伸缩得到的。与傅里叶变换和短时傅里叶变换相比,小波变换是时间和频率的局域变换,可以更有效地从信号中提取信息,通过伸缩和平移等运算对信号进行多尺度细化分析,解决了许多傅里叶变换不能解决的问题。基于小波变换的这些优点,一般都会采用小波变换和FFT相结合的方法对铁路信号的移频键控信号进行分析,可以克服运用单一的数字信号处理技术对其进行分析研究时出现的问题,以得良好的效果。
2轨道电路移频信号的模型建立
121。2。1 轨道电路
轨道到电路时利用钢轨线路和钢轨绝缘构成的电路,轨道移频电路是轨道电路的一种。
轨道电路以铁路的两根钢轨为导体,其间的缝隙用接续线连接起来,在轨道区段的两端的缝隙加上绝缘,一端送点,一端受电的电路。轨道电路的构成如图2。1所示:
图2。1 轨道电路构成示意图
122。12。1。1 轨道电路工作原理
如图2。1所示,平时,列车未进入轨道电路时,电流从轨道电路电源正极—钢轨—轨道继电器—另根钢轨—电源负极,轨道继电器保持吸起,进而接通信号机的绿灯电路,表示前方线路空闲,允许列车驶入该区段;当列车进入轨道电路区段,即线路被占用时,电流同时流过机车车辆轮对和轨道继电器线圈,由于列车轮对电阻很小,使轨道电路短路,继电器释放衔铁,使后接点闭合,接通信号机的红灯电路,显示禁止通行信号,以保证列车在给轨道电路区段运行的安全[1]。移频轨道电路可以分为有绝缘轨道移频电路和无绝缘轨道移频电路。轨道移频电路控制关系如图2。2所示: