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高压脉冲轨道电路接收器

阅读：520发布：2020-05-11

专利汇可以提供高压脉冲轨道电路接收器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且高压脉冲轨道电路接收器，属于轨道电路技术领域，包括三个采集通道、两个信号处理单元和三个存储单元，所述采集通道一和采集通道三共用信号处理单元一，两个输出信号分别存至两个存储单元，所述采集通道二连接信号处理单元二，其输出信号存至另一存储单元，所述三个存储单元组成三取二结构分别连接至对应比较器。高压脉冲轨道电路接收器主要由两套CPU对高压脉冲信号进行有效的采集和识别，且两套CPU分别采用不同的处理识别方法，脉冲信号经过CPU处理，其运算结果经比较器比较是否一致，可判断区间是否有车占用，提高了设备的可靠性和安全性。，下面是高压脉冲轨道电路接收器专利的具体信息内容。

权利要求

1.高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，包括三个采集通道、两个信号处理单元和三个存储单元，所述采集通道一和采集通道三共用信号处理单元一，两个输出信号分别存至两个存储单元，所述采集通道二连接信号处理单元二，其输出信号存至另一存储单元，所述三个存储单元组成三取二结构分别连接至对应比较器。
2.根据权利要求1所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述三个采集通道包括滤波器、电压传感器、光电隔离器和三个A/D转换器。
3.根据权利要求2所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述采集通道一和采集通道二接收来自轨道电路上的高压脉冲信号经滤波器、光电隔离器，分别输入两个A/D转换器。
4.根据权利要求3所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述滤波器为巴特沃斯带阻滤波器。
5.根据权利要求2所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述采集通道三在轨道电路的发送端与接收端之间连接一个传感器，采集发送端发送的高压脉冲信号，经光电隔离器输入第三个A/D转换器。
6.根据权利要求3或5所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述A/D转换器输出由两个信号处理单元中对应的信号处理单元处理后比较输出。
7.根据权利要求6所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述两个信号处理单元包括中央处理器CPU。
8.根据权利要求7所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述中央处理器CPU一采用快速傅里叶变换的处理方法。
9.根据权利要求7所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述中央处理器CPU二采用小波变换的处理方法。
10.根据权利要求8或9所述的高压脉冲轨道电路接收器，其特征在于，所述中央处理器CPU对高压脉冲信号处理后，其处理运算结果经三个比较器两辆比较是否一致，可判断区间是否有车占用，所述比较器能发出报警信号。

说明书全文

高压脉冲轨道电路接收器

技术领域

[0001] 本发明属于轨道电路技术领域，更具体地，涉及高压脉冲轨道电路接收器。

背景技术

[0002] 轨道电路是实现铁路现代化以及保障列车安全行驶的重要设备之一，在铁路信号系统中处于重要地位。高压脉冲轨道电路是用来检测轨道空闲与否的基本装置。高压脉冲轨道电路产生的高压脉冲具有瞬时电压大、电流小的特点，能够击穿钢轨表面的铁锈及氧化膜等杂质。在实际运行中，高压脉冲轨道电路主要暴露的问题是接收端抗干扰能力弱，二元差劲继电器返还系数低、容易发生误动以及发码端空载时形成的高压会导致器件因耐压、耐热不够而损坏。其次，存在接收器CPU的处理速度和精度不够的问题。

发明内容

[0003] 为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出一种高压脉冲轨道电路接收器：

[0004] 本申请通过以下技术方案来实现：

[0005] 高压脉冲轨道电路接收器，包括三个采集通道、两个信号处理单元和三个存储单元，所述采集通道一和采集通道三共用信号处理单元一，两个输出信号分别存至两个存储单元，所述采集通道二连接信号处理单元二，其输出信号存至另一存储单元，所述三个存储单元组成三取二结构分别连接至对应比较器。

[0006] 进一步的，所述三个采集通道包括滤波器、电压传感器、光电隔离器和三个A/D转换器。

[0007] 进一步的，所述采集通道一和采集通道二接收来自轨道电路上的高压脉冲信号经滤波器、光电隔离器，分别输入两个A/D转换器。

[0008] 进一步的，所述滤波器为巴特沃斯带阻滤波器。

[0009] 进一步的，所述采集通道三在轨道电路的发送端与接收端之间连接一个传感器，采集发送端发送的高压脉冲信号，经光电隔离器输入第三个A/D转换器。

[0010] 进一步的，所述A/D转换器输出由两个信号处理单元中对应的信号处理单元处理后比较输出。

[0011] 进一步的，所述两个信号处理单元包括中央处理器CPU。

[0012] 进一步的，所述中央处理器CPU一采用快速傅里叶变换的处理方法。

[0013] 进一步的，所述中央处理器CPU二采用小波变换的处理方法。

[0014] 进一步的，所述中央处理器CPU对高压脉冲信号处理后，其处理运算结果经三个比较器两辆比较是否一致，可判断区间是否有车占用，所述比较器能发出报警信号。

[0015] 本发明的有益效果为：高压脉冲轨道电路接收器主要由两套CPU对高压脉冲信号进行有效的采集和识别，且两套CPU分别采用不同的处理分析方法，脉冲信号经过CPU处理，其运算结果经比较器比较是否一致，可判断区间是否有车占用，提高了设备的可靠性和安全性。CPU处理速度和精度明显提高，系统的实时性和可靠性显著改善，自动化程度相对于现有设备更高，维修速度更快，应用前景广阔。附图说明

[0016] 图1为本发明高压脉冲轨道电路接收器原理框图；

[0017] 图2为本发明中央处理器CPU一码位变序流程图；

[0018] 图3为本发明中央处理器CPU一蝶形运算流程图；

[0019] 图4为本发明中央处理器CPU一蝶形算法示意图。

具体实施方式

[0020] 下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

[0021] 实施例1

[0022] 如图1所示，高压脉冲轨道电路接收器，包括三个采集通道、两个信号处理单元(中央处理器CPU)和三个存储单元(寄存器)，采集通道一和采集通道三共用信号处理单元一，两个输出信号分别存至两个存储单元，所述采集通道二连接信号处理单元二，其输出信号存至另一存储单元，三个存储单元组成三取二结构分别连接至对应比较器(共三个)。

[0023] 三个采集通道包括滤波器(巴特沃斯带阻滤波器，较带通滤波器滤波效果好)、电压传感器、光电隔离器和三个A/D转换器；采集通道一和采集通道二接收来自轨道电路上的高压脉冲信号经滤波器、光电隔离器，分别输入两个A/D 转换器；采集通道三在轨道电路的发送端与接收端之间连接一个电压传感器，采集发送端发送的高压脉冲信号，经光电隔离器输入第三个A/D转换器。A/D 转换器一与A/D转换器三共用信号处理单元一，信号处理单元一采用快速傅里叶变换处理方法运算后经存储单元均分别输出至两不同比较器；A/D转换器二连接至信号处理单元二，信号处理单元二采用小波变换的的处理方法，接着经寄存器输出至两不同比较器。三路经信号处理单元处理的信号两两分别在不同比较器中对比，是否一致，是则允许安全与门输出，可判断区间无占用，否则切断安全与门，发出报警信号。

[0024] 本实施例的有益效果主要有：

[0025] 1)接收器采用基于不同处理分析方法的两套CPU，将接收到的高压脉冲信号分别进行识别，运算；

[0026] 2)将两套CPU的运算结果经比较器进行比较并输出，比较器代替了机械化继电器，提高了系统的可靠性和安全性；

[0027] 3)传感器接收发送端的高压脉冲信号，送到接收端，同样地由接收端的 CPU进行运算，这样将整个系统设计为一个闭环系统，进一步提高了可靠性。

[0028] 实施例2

[0029] 本实施例中的中央处理器CPU一采用基2FFT快速处理方法，设输入序列长度为N＝2M(M为正整数)，将该序列按时间顺序的奇偶分解为越来越短的子序列，称为基2按时间抽取的FFT方法。FFT的计算公式如下所示：

[0030]

[0031]

[0032] 其中X(k)表示序列的前半部分，而X(N/2+k)表示序列的后半部分，同理，上述的两个计算公式可以用蝶形算法表示，如图4所示，式中：(1)左边两路为输入；(2)右边两路为输出；(3)中间以一个小圆表示加、减运算(右上路为相加输出、右下路为相减输出)。

[0033] 按频率抽取的基2FFT蝶形运算中，输入时间序列是顺序，而输出频域序列是按码位倒读规则排列的乱序，所以，需要倒读。基2FFT方法的必要条件为 N＝2m，m为正整数。当我们对N具有主动选择权时，这个条件是不难满足的。但是，当我们没有主动选择权时，可采用零元扩充的办法，即取得最小的整数，搞清码位变序的原理之后就进行码位变序运算，码位变序运算的流程图如图2 所示。FFT的蝶形运算流程图如图3所示，完成如上所述的变换核初始化和码位运算，就可以进行FFT运算了，FFT运算主要是对码位变序后储存的结果进行蝶形运算，程序中的for循环输出FFT运算的结果。

[0034] 本实施例中的中央处理器CPU二采用Mallat处理方法(小波变换)，小波分析既有频率分析的性质，又能表示发生的时间，有利于分析确定时间发生的现象，且比FFT快一个数量级。

[0035] 利用本实施例中央处理器CPU两处理分析方法的CPU处理速度及精确度明显提高，系统的实时性和可靠性显著改善。且实践证明该方案是可行的，自动化程度相对于现有设备更高，维修速度更快，将会有很好的应用前景。

[0036] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

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