【摘要】 鐵路信號(hào)電纜的安全正常運(yùn)行決定著列車的行車安全，一旦出現(xiàn)故障，若不能及時(shí)的進(jìn)行故障檢測(cè)采取相應(yīng)的措施必然會(huì)造成巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，因此對(duì)鐵路信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障在線檢測(cè)的思路進(jìn)行探究是很有必要的。鐵路信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障在線檢測(cè)和管理有助于增強(qiáng)信號(hào)電纜的運(yùn)行可靠性，同時(shí)這種自動(dòng)化的故障檢測(cè)方式能夠在很大程度上減少人工故障排查的工作量，實(shí)現(xiàn)了鐵路的自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)。鐵路信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障在線檢測(cè)需要設(shè)計(jì)相關(guān)的信號(hào)電纜故障在線檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)系統(tǒng)化的檢測(cè)平臺(tái)在線檢測(cè)鐵路信號(hào)電纜，對(duì)信號(hào)電纜的故障進(jìn)行自動(dòng)化定位。

【關(guān)鍵詞】 鐵路信號(hào)電纜 故障 在線檢測(cè) 思路

一、引言

鐵路信號(hào)電纜是整個(gè)鐵路運(yùn)輸部門信號(hào)傳遞系統(tǒng)的重要組成部分，是傳遞列車運(yùn)輸控制信息的重要載體，隨著現(xiàn)在鐵路運(yùn)輸量的不斷加重，運(yùn)輸速度的不斷加快，鐵路信號(hào)電纜一旦發(fā)生故障就會(huì)為列車的安全行駛帶來(lái)嚴(yán)重的影響，鐵路信號(hào)電纜的故障具有隱蔽性等特點(diǎn)，在進(jìn)行故障定位和分析處理時(shí)具有相當(dāng)?shù)碾y度，鐵路的正常運(yùn)輸受到了嚴(yán)重的干擾，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了難以估計(jì)的損失。為了更加方便精確的檢測(cè)出鐵路信號(hào)電纜的故障必須加大力度研發(fā)一套效率高、精準(zhǔn)度強(qiáng)的在線檢測(cè)系統(tǒng)，不僅能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線檢測(cè)信號(hào)電纜的運(yùn)行狀況，而且能夠精確地確定電纜故障的部位。

二、鐵路信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障在線檢測(cè)思路設(shè)計(jì)

本次所研究的鐵路信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障在線監(jiān)測(cè)方法結(jié)合了SSTDR和TFDR兩種方法。該系統(tǒng)的電路核心模塊是DSP+CPLD，在整個(gè)檢測(cè)線路中DDS芯片負(fù)責(zé)信號(hào)波的產(chǎn)生，A/D芯片用于信號(hào)樣本的采集，而485總線可以完成各個(gè)模塊間信號(hào)的傳遞。SSTDR是用于故障檢測(cè)的一種方法，以擴(kuò)展頻譜為基礎(chǔ)技術(shù)支持實(shí)現(xiàn)信號(hào)電纜故障的在線檢測(cè)，并且在線檢測(cè)時(shí)，SSTDR所發(fā)出的信號(hào)不會(huì)對(duì)信號(hào)電纜的正常工作造成任何影響，還可以預(yù)測(cè)信號(hào)電纜的低阻故障。TFDR檢測(cè)技術(shù)用于信號(hào)電纜故障的定位和故障種類的判斷，TFDR稱為時(shí)頻反射法，能夠精確方便的分析出具有高斯分布特征的調(diào)頻信號(hào)，能夠精確的測(cè)量信號(hào)電纜的故障距離，并且可通過(guò)對(duì)故障抗阻的精確測(cè)量來(lái)確定是何種類型的故障。這種信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障的在線檢測(cè)思路設(shè)計(jì)如下。

2.1 明確此法的基本檢測(cè)功能

SSTDR和TFDR兩種檢測(cè)方法的統(tǒng)一硬件平臺(tái)的結(jié)合能夠有效的實(shí)現(xiàn)鐵路信號(hào)電纜故障的在線檢測(cè)，不僅能夠精確的測(cè)定信號(hào)電纜出現(xiàn)的高阻故障，還能正確的預(yù)知信號(hào)電纜的低阻故障，最重要的是能夠準(zhǔn)確的測(cè)定信號(hào)電纜故障的具體位置，而在設(shè)計(jì)檢測(cè)思路時(shí)首先要明確的是它們的基本功能，主要有四點(diǎn)，第一是能夠發(fā)射任意的信號(hào)波，即幅值和頻率都可調(diào)節(jié)；第二是能夠接收和識(shí)別各種故障發(fā)射波形；第三是精確的定位故障位置，確定故障的類型；第四是能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)電纜的自動(dòng)化在線管理。

2.2 檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

SSTDR和TFDR兩種方法組成的檢測(cè)系統(tǒng)包括DSP+CPLD、信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)采集模塊、通訊模塊基本檢測(cè)思路是由信號(hào)發(fā)射模塊向需要檢測(cè)的信號(hào)電纜發(fā)射檢測(cè)信號(hào)，由信號(hào)采集模塊來(lái)接收被測(cè)信號(hào)電纜所反射的檢測(cè)信號(hào)，進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)傳送到DPS，由其對(duì)反射信號(hào)及相關(guān)信息進(jìn)行處理，判斷信號(hào)電纜的故障類型和故障發(fā)生的具體距離，CPLD負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)發(fā)射模塊和采集模塊進(jìn)行控制，通信模塊的主要作用是實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信。

在這一測(cè)試系統(tǒng)中，信號(hào)發(fā)射模塊需要通過(guò)數(shù)字合成的DDS芯片來(lái)產(chǎn)生頻率和幅度均可調(diào)節(jié)的任意波形，除此之外還應(yīng)包括驅(qū)動(dòng)放大電路、變壓器和平衡電阻網(wǎng)絡(luò)等。變壓器可起到電氣隔離和提高抗干擾的作用。

因?yàn)樗鶞y(cè)試的信號(hào)電纜的反射信號(hào)都相對(duì)較弱，其幅值大小受到故障距離的影響，這就要對(duì)信號(hào)采集模塊進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，可選擇增益可變化的放大緩沖電路作為其前端緩沖放大電路。通過(guò)TFDR檢測(cè)電路故障時(shí)，為保證精確度要選用采樣頻率不小于100MHz的A/D采樣芯片和大容量的雙口RAM芯片來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存處理，由CPLD來(lái)控制RAM和A/D的時(shí)序，DPS完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理。

三、總結(jié)

隨著現(xiàn)在鐵路運(yùn)輸量的不斷加重，運(yùn)輸速度的不斷加快，作為整個(gè)鐵路運(yùn)輸部門信號(hào)傳遞系統(tǒng)的重要組成部分和傳遞列車運(yùn)輸控制信息的重要載體，鐵路信號(hào)電纜一旦發(fā)生故障就會(huì)為列車的安全行駛帶來(lái)嚴(yán)重的影響，鐵路信號(hào)電纜的安全正常運(yùn)行決定著列車的行車安全，因此對(duì)鐵路信號(hào)電纜網(wǎng)絡(luò)故障在線檢測(cè)的思路是值得相關(guān)人員深入探究的。

參 考 文 獻(xiàn)

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