基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法技术

基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法，涉及轨道信号测试技术领域，针对现有技术中未经干扰测试的机车信号设备，当机车运行在半自动闭塞区间或站内道岔区段，存在干扰信号时，会出现无码区段误上码的问题。本申请通过对机车信号设备进行系统的抗干扰测试，能够避免机车运行在半自动闭塞区间或站内道岔区段，存在干扰信号时，出现无码区段误上码的问题，提高既有故障问题的解决率及潜在风险，提高软件出厂后在现场的可用性，保障行车安全。不同设备厂家可采用统一的测试方法，便于软件变更管理，同时也填补了机车信号设备软件变更无测试标准的空白。件变更无测试标准的空白。件变更无测试标准的空白。

【技术实现步骤摘要】
基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法


[0001]本专利技术涉及轨道信号测试
，具体为基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法。

技术介绍

[0002]目前，机车信号设备在现场运用过程中，通过接收线圈感应地面移频轨道电路在钢轨中传送的移频电流，在发送端用低频作为行车信息去调制载频，使移频频率随低频做周期性变化，在接收端将低频解调出来。移频轨道电路信号为FSK信号，它包括国产移频信号(简称移频信号)和ZPW
‑
2000信号，国产移频信号载频为550Hz、650Hz、750Hz、850Hz，低频为8.5Hz
‑
26Hz，频偏为
±
55Hz，ZPW
‑
2000信号载频为1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz，低频为10.3Hz
‑
29Hz，频偏为
±
11Hz。在电气化区段接收的地面轨道电路信号主要为移频信号，在电气化区段轨道电路运用的电力机车(特别是大功率机车)，无论是地面信号还是机车本身，都存在较大的干扰信号，而干扰信号的频率主要分布在25Hz、50Hz和移频频率范围，当机车运行在半自动闭塞区间或站内道岔区段，存在干扰信号时，经常出现无码区段误上码故障，因此，为了解决现场的故障，提高机车信号设备在现场运用的抗干扰性和可用性，机车信号设备软件在出厂时应对软件进行抗干扰测试。
[0003]根据铁工电[2022]41号文
‑
国铁集团关于印发《铁路信号产品运用管理办法》的通知，信号软件变更实施前必须经过供应商的厂内仿真试验和测试，而目前厂内测试主要是经过既有测试台测试，既有测试台发送的信号均为理想信号，导致变更后软件上车试验时可能无法解决现场问题，或带来新的问题，此类情况一旦发生，需要厂家重新进行软件变更申请和上车试验，既浪费人力，财力，又给行车安全带来了风险。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是：针对现有技术中未经干扰测试的机车信号设备，当机车运行在半自动闭塞区间或站内道岔区段，存在干扰信号时，会出现无码区段误上码的问题，提出基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法。
[0005]本专利技术为了解决上述技术问题采取的技术方案是：基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一：设定载频f
C
为550Hz、650Hz、750Hz或850Hz，然后将载频f
C
由小到大进行排序，之后设定低频f
低
为8.5Hz
‑
26Hz，在8.5Hz
‑
26Hz范围内依据铁路信号维护规程选取低频f
低
，并将选取的低频f
低
由小到大进行排序；
[0007]步骤二：在载频f
C
的排序中，选取排序第一的载频f
C
，然后在低频f
低
的排序中依次选取低频f
低
，并根据选取的f
低
产生大于灵敏度要求一倍的有效国产移频FSK信号，在每次产生有效国产移频FSK信号后，对产生的有效国产移频FSK信号进行干扰叠加测试，若该信号通过测试，则继续产生下一排序的低频f
低
对应的有效国产移频FSK信号，若该信号未通过测试，则停止测试，并提示异常；
[0008]干扰叠加测试具体为：
[0009]在国产移频干扰信号集中依次选取干扰信号，并根据选取的干扰信号与有效国产移频FSK信号进行一致性判定，当出现不一致时，则未通过测试，若国产移频干扰信号集中全部的干扰信号都一致，则通过测试；
[0010]若低频f
低
范围内所有的有效国产移频FSK信号都通过干扰叠加测试，则执行步骤三；
[0011]国产移频干扰信号集包括：单边频叠加单单频干扰、双边频分别叠加单单频干扰、单边频叠加双单频干扰、双边频分别叠加单单频和双单频干扰、双边频分别叠加双单频干扰以及叠加模拟邻线的FSK有效信号干扰；
[0012]一致性判定具体为：
[0013]将对应干扰信号在有效国产移频FSK信号低频特征分布范围内进行叠加，并将有效国产移频FSK信号与叠加的干扰信号输出至机车信号的线圈正和线圈负上，然后采集机车信号的并口或串口在应变时间后输出的信息，并将输出的信息与有效国产移频FSK信号低频对应的信息进行对比；
[0014]步骤三：令步骤二中选取的载频f
C
为下一排序对应的载频f
C
，并重复执行步骤二，当所有载频f
C
对应的所有低频f
低
产生的有效国产移频FSK信号都通过干扰叠加测试时，则执行步骤四；
[0015]步骤四：停止产生有效国产移频FSK信号，并设定载频f
C
为1700Hz、2000Hz、2300Hz或2600Hz，然后将载频f
C
由小到大进行排序，之后设定低频f
低
为10.3Hz
‑
29Hz，在10.3Hz
‑
29Hz范围内依据铁路信号维护规程选取低频f
低
，并将选取的低频f
低
由小到大进行排序；
[0016]步骤五：在载频f
C
的排序中，选取排序第一的载频f
C
，然后在低频f
低
的排序中依次选取低频f
低
，并根据选取的f
低
产生大于灵敏度要求一倍的有效ZPW
‑
2000FSK信号，在每次产生有效ZPW
‑
2000FSK信号后，对产生的有效ZPW
‑
2000FSK信号行干扰叠加测试，若该信号通过测试，则继续产生下一排序的低频f
低
对应的有效ZPW
‑
2000FSK信号，若该信号未通过测试，则停止测试，并提示异常；
[0017]干扰叠加测试具体为：
[0018]在ZPW
‑
2000干扰信号集中依次选取干扰信号，并根据选取的干扰信号与有效ZPW
‑
2000FSK信号进行一致性判定，当出现不一致时，则未通过测试，若ZPW
‑
2000干扰信号集中全部的干扰信号都一致，则通过测试；
[0019]若低频f
低
范围内所有的有效ZPW
‑
2000FSK信号都通过干扰叠加测试，则执行步骤六；
[0020]ZPW
‑
2000干扰信号集包括：叠加单单频干扰、叠加双单频干扰以及叠加模拟邻线的FSK有效信号干扰；
[0021]一致性判定具体为：
[0022]将对应干扰信号在有效ZPW
‑
2000FSK信号低频特征分布范围内进行叠加，并将有效ZPW
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：设定载频f
C
为550Hz、650Hz、750Hz或850Hz，然后将载频f
C
由小到大进行排序，之后设定低频f
低
为8.5Hz
‑
26Hz，在8.5Hz
‑
26Hz范围内依据铁路信号维护规程选取低频f
低
，并将选取的低频f
低
由小到大进行排序；步骤二：在载频f
C
的排序中，选取排序第一的载频f
C
，然后在低频f
低
的排序中依次选取低频f
低
，并根据选取的f
低
产生大于灵敏度要求一倍的有效国产移频FSK信号，在每次产生有效国产移频FSK信号后，对产生的有效国产移频FSK信号进行干扰叠加测试，若该信号通过测试，则继续产生下一排序的低频f
低
对应的有效国产移频FSK信号，若该信号未通过测试，则停止测试，并提示异常；所述干扰叠加测试具体为：在国产移频干扰信号集中依次选取干扰信号，并根据选取的干扰信号与有效国产移频FSK信号进行一致性判定，当出现不一致时，则未通过测试，若国产移频干扰信号集中全部的干扰信号都一致，则通过测试；若低频f
低
范围内所有的有效国产移频FSK信号都通过干扰叠加测试，则执行步骤三；所述国产移频干扰信号集包括：单边频叠加单单频干扰、双边频分别叠加单单频干扰、单边频叠加双单频干扰、双边频分别叠加单单频和双单频干扰、双边频分别叠加双单频干扰以及叠加模拟邻线的FSK有效信号干扰；所述一致性判定具体为：将对应干扰信号在有效国产移频FSK信号低频特征分布范围内进行叠加，并将有效国产移频FSK信号与叠加的干扰信号输出至机车信号的线圈正和线圈负上，然后采集机车信号的并口或串口在应变时间后输出的信息，并将输出的信息与有效国产移频FSK信号低频对应的信息进行对比；步骤三：令步骤二中选取的载频f
C
为下一排序对应的载频f
C
，并重复执行步骤二，当所有载频f
C
对应的所有低频f
低
产生的有效国产移频FSK信号都通过干扰叠加测试时，则执行步骤四；步骤四：停止产生有效国产移频FSK信号，并设定载频f
C
为1700Hz、2000Hz、2300Hz或2600Hz，然后将载频f
C
由小到大进行排序，之后设定低频f
低
为10.3Hz
‑
29Hz，在10.3Hz
‑
29Hz范围内依据铁路信号维护规程选取低频f
低
，并将选取的低频f
低
由小到大进行排序；步骤五：在载频f
C
的排序中，选取排序第一的载频f
C
，然后在低频f
低
的排序中依次选取低频f
低
，并根据选取的f
低
产生大于灵敏度要求一倍的有效ZPW
‑
2000FSK信号，在每次产生有效ZPW
‑
2000FSK信号后，对产生的有效ZPW
‑
2000FSK信号行干扰叠加测试，若该信号通过测试，则继续产生下一排序的低频f
低
对应的有效ZPW
‑
2000FSK信号，若该信号未通过测试，则停止测试，并提示异常；所述干扰叠加测试具体为：在ZPW
‑
2000干扰信号集中依次选取干扰信号，并根据选取的干扰信号与有效ZPW
‑
2000FSK信号进行一致性判定，当出现不一致时，则未通过测试，若ZPW
‑
2000干扰信号集中全部的干扰信号都一致，则通过测试；若低频f
低
范围内所有的有效ZPW
‑
2000FSK信号都通过干扰叠加测试，则执行步骤六；所述ZPW
‑
2000干扰信号集包括：叠加单单频干扰、叠加双单频干扰以及叠加模拟邻线
的FSK有效信号干扰；所述一致性判定具体为：将对应干扰信号在有效ZPW
‑
2000FSK信号低频特征分布范围内进行叠加，并将有效ZPW
‑
2000FSK信号与叠加的干扰信号输出至机车信号的线圈正和线圈负上，然后采集机车信号的并口或串口在应变时间后输出的信息，并将输出的信息与有效ZPW
‑
2000FSK信号低频对应的信息进行对比；步骤六：令步骤五中选取的载频f
C
为下一排序对应的载频f
C
，并重复执行步骤五，当所有载频f
C
对应的所有低频f
低
产生的有效ZPW
‑
2000FSK信号都通过干扰叠加测试时，则通过最终测试；所述并口在应变时间后输出的信息为灯色信息和速度等级信息；所述串口在应变时间后输出的信息为灯色信息码和载频编码。2.根据权利要求1所述的基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法，其特征在于所述有效国产移频FSK信号、有效ZPW
‑
2000FSK信号以及干扰信号，采用FPGA通过引脚将波形对应数字表按照高低电平输出，并通过DAC电路转换产生。3.根据权利要求2所述的基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法，其特征在于所述有效国产移频FSK信号的频偏f
偏
为
±
55Hz。4.根据权利要求3所述的基于移频轨道电路信号的机车信号抗干扰测试方法，其特征在于所述步骤二中单边频叠加单单频干扰具体为：在下边频有效信号低频分布特征位置范围内依次叠加振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*N
‑
0.2*M，初相位为零的正弦信号，以及振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*(N+1)+0.2*M，初相位为零的正弦信号，N的取值为最接近f
偏
/f
低
的整数，M的取值为1～5的整数；双边频分别叠加单单频干扰具体为：在下边频有效信号低频分布特征位置范围内依次叠加振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*N
‑
0.2*M，初相位为零的正弦信号，以及振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*(N+1)+0.2*M，初相位为零的正弦信号；同时在上边频有效信号低频分布特征位置范围内依次叠加振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
+f
低
*N
‑
0.2*M，初相位为零的正弦信号，以及振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
+f
低
*(N
‑
1)+0.2*M，初相位为零的正弦信号，N的取值为最接近f
偏
/f
低
的整数，M的取值为1～5的整数；单边频叠加双单频干扰具体为：在下边频有效信号低频分布特征位置范围内依次叠加振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*N
‑
0.2*M，初相位为零的正弦信号，以及振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*(N+1)+0.2*M，初相位为零的正弦信号；同时在下边频有效信号低频分布特征位置范围内依次叠加振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*(N
‑
1)
‑
0.2*M，初相位为零的正弦信号，以及振幅为大于灵敏度一倍、频率为f
C
‑
f
低
*N+0.2*M，初相位为零的正弦信号，N的取值为最接近f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立臣，王海元，滑福宁，
申请(专利权)人：哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：