[发明专利]一种轨道电路解调的实现方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及轨道信号处理领域，更具体的说，涉及一种实现轨道电路载频解调、调制频率解调、过绝缘节检测的方法和装置。

 

背景技术

随着列车运行速度的提升，预计在未来的列车运行中将逐步取消地面信号机而只使用机车信号，也就是说机车信号系统将是司机操作列车运行的最主要信号来源。铁路机车信号调制方式主要采用移频键控（FSK）方式，例如：UM71型无绝缘（电气绝缘）轨道电路、国产18、FS-2500型轨道电路和ZPW-2000型无绝缘轨道电路等都使用FSK信号调制方式。

其中“ZPW-2000型无绝缘轨道电路系统”（UM71的改进系统）已经在2002年7月通过了铁道部科技成果鉴定，被鉴定委员会认为达到国内领先水平，并建议推广使用。

由于历史原因，目前我国已投入使用的轨道制式还有：交流计数25Hz、交流计数50Hz、交流计数75Hz、TVM430、电气化四信息移频、非电气化四信息移频、极频、国产18信息移频、国产18信息无绝缘移频和法国UM71等。按信号特点，这些信号分为：极频信号、交流计数信号和移频信号。

本技术方案所实现的轨道电路解调主要是针对移频键控方式的轨道电路。国内移频的载频分上行和下行，上行载频为650HZ和850HZ，下行为550HZ和750HZ；调制频率的范围为7HZ-26HZ；调制频率最小间隔为0.5HZ；频偏为55HZ。UM71和ZPW2000制式的载频分上行和下行，上行载频为2000HZ和2600HZ，下行为1700HZ和2300HZ；调制频率范围稍有不同，UM71调制频率范围11.4HZ-26.8HZ，ZPW2000调制频率范围10.3HZ-29.0HZ；两种制式的调制频率最小间隔均为1.1HZ；频偏均为11HZ。

根据国内外轨道交通的发展趋势，拥有一种稳定的、可靠的轨道电路解调技术已迫在眉睫，针对这个问题，本发明提出一种轨道电路解调实现技术，虽然目前市场上已具有TCR轨道电路解调系统，但是其开发成本大，价格昂贵，并没能够智能的识别轨道制式并进行相应的解调。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种一种轨道电路解调的实现方法，其包括以下过程：

首先，对轨道电路信号进行第一次采样得到第一采样信号，并对第一采样信号进行载频解调，得到载波信息、轨道制式信息以及轨道上下行信息；

然后，根据所述载波信息、轨道制式信息以及轨道上下行信息对轨道电路信号进行第二次采样，得到第二采样信号，并对第二采样信号进行调制频率的解调，其中第一次采样的频率高于第二次采样的频率，且第一次采样频符合奈奎斯特定理的采样率，第二次采样利用欠采样技术。

较佳地，所述对轨道电路信号进行第一次采样并进行载波解调具体包括以下步骤：

（1）设置A/D采样率，调用A/D采样接口函数采集数据得到第一采样；

（2）调用FFT接口进行快速傅里叶变换，将第一采样信号的时域信号转换成频域信号；

（3）调用限幅滤波函数接口对FFT算法处理后的第一采样信号频谱进行限幅滤波，去除一些干扰信号；

（4）调用频谱处理函数接口对去除干扰信号后的第一采样信号频谱进行处理，查找出载频所对应的极值点；

（5）结合理论计算标定的频谱极值点位置信息判别出载频信息。

较佳地，根据所述步骤（5）中的载频信息判断轨道电路的轨道制式信息轨道上下行信息。

较佳地，所述对轨道电路信号进行第二次采样并进行调制频率的解调过程为：

（1）根据载频解调的结果，调用 A/D采样接口进行抽样采样得到所述第二采样信号；

（2）对所述第二采样信号每隔一个点进行抽样处理，并且在抽样后得到的信号后面补足零值，并调用FFT接口进行快速傅里叶变换，将时域信号转换到频域；

（3）根据不同的载频信息，经过理论计算得出有效频谱值在整个频谱中的位置，并提取若干点有效的频谱值进行分析处理；

（4）调用限幅滤波函数接口对FFT算法处理后的频谱进行限幅滤波，去除一些干扰信号，调用频谱处理函数对频谱进行处理，查找出最高峰及次高峰所对应的极值点位置；

（5）还原频谱极值点两边的频谱并调用频谱修正算法对频谱进行二次分析处理，在二次频谱分析的频谱中提取出调制频率频谱最高峰值与次高峰值的距离信息；

（6）根据理论计算标定判定出调制频率信息。