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激磁涌流的高频信号及对应答器干扰分析

北京交通大学学报 2012年第5期36卷 84-89页

作者：刘中田罗丽燕周果赵会兵北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

在列车自动过分相时,牵引变压器产生的激磁涌流通过母排、轮对和钢轨回流到变电所,而在这个过程中激磁涌流可能会对应答器上行链路信号产生干扰.激磁涌流对应答器上行链路干扰的途径是应答器接收天线的耦合,要清楚了解其干扰,必须了解... 详细信息

在列车自动过分相时,牵引变压器产生的激磁涌流通过母排、轮对和钢轨回流到变电所,而在这个过程中激磁涌流可能会对应答器上行链路信号产生干扰.激磁涌流对应答器上行链路干扰的途径是应答器接收天线的耦合,要清楚了解其干扰,必须了解激磁涌流4.23 MHz附近信号分量,因此对激磁涌流高频信号的分析是非常有必要的.本文用Matlab软件对激磁涌流进行了仿真得到其仿真数据.然后,用LabWindows/CVI软件进行仿真数据加载并且对激磁涌流进行短时傅里叶变换(STFT),得到激磁涌流4.23 MHz附近信号分量.最后,用FEKO软件进行激磁涌流对应答器上行链路信号的干扰仿真.研究结果表明激磁涌流含有4.23 MHz附近信号分量较小,不会对应答器上行链路信号产生干扰.

关键词：激磁涌流 Matlab 短时傅里叶变换(STFT) 高频信号应答器

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应答器报文模拟发送器的研究

应答器报文模拟发送器的研究

作者：庞新胜北京交通大学

学位级别：硕士

CTCS(China Rain Control System,中国列车控制系统)是保证列车安全运行、提高运输效率的安全苛求系统,我国大力发展的客运专线将广泛使用CTCS-2级和CTCS-3级列控系统。应答器作为车-地间信息传输的一种方式在列车运行控制系统中应用广... 详细信息

CTCS(China Rain Control System,中国列车控制系统)是保证列车安全运行、提高运输效率的安全苛求系统,我国大力发展的客运专线将广泛使用CTCS-2级和CTCS-3级列控系统。应答器作为车-地间信息传输的一种方式在列车运行控制系统中应用广泛,它在我国铁路运行控制中发挥着重要的作用。在CTCS-3级列车控制系统中,应答器用于向CTCS-3级列控系统车载设备提供位置、等级转换、建立无线通信等信息;在CTCS-2级列控系统中,应答器向车载设备提供线路速度、线路坡度、轨道电路、临时限速等线路参数信息。本论文探讨和设计了一个能在实验室CTCS-3级列控系统仿真集成平台中使用的应答器报文模拟发送器,它的作用是在CTCS-3级集成平台中模拟应答器地面设备向车载设备发送调制报文的过程。应答器报文模拟发送器的设计和实现对CTCS-3级列控系统仿真集成平台的建设有重要意义。本文主要研究内容包括:(1)简要介绍了ETCS、CTCS列车运行控制系统及国外其它主要列控系统的现状;(2)介绍了应答器的结构、分类、接口、工作原理和应答器用户报文的形成,详细分析了由应答器用户报文向应答器传输报文转换的编码策略;(3)基于ARM嵌入式模块和FPGA可编程模块设计了应答器报文模拟发送器的结构方案,并描述了结构中各个模块的作用,然后对各个模块采用的设计平台环境以及编程语言进行了介绍;(4)基于Visual C++6.0编程环境、ADS1.2集成环境、Max+plusⅡ开发环境进行了应答器报文模拟发送器的实现与结果分析。详细描述了应答器报文模拟发送器的实现过程,按编码软件、嵌入式通信模块、FPGA模块的顺序阐述了各模块的设计实现过程,对各个实现过程给出了设计原理和程序逻辑流程图,然后对应答器报文仿真发送器的各模块的设计结果进行分析,如嵌入式模块通信的正确性、FPGA模块的时序波形仿真结果等;(5)对论文的主要工作进行了总结,并对后续工作进行了展望。

关键词：应答器中国列车控制系统嵌入式系统现场可编程门阵列超高速集成电路硬件描述语言

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应答器测试关键技术与测试管理系统的研究

应答器测试关键技术与测试管理系统的研究

作者：谢立鹏北京交通大学

学位级别：硕士

应答器是中国列车控制系统CTCS(Chinese Train Control System)中的关键设备。它是一种基于电磁耦合原理,用于在特定地点校准列车位置、实现车-地间的数据交换的点式高速数据传输设备。由于现有的应答器设备来自不同厂家,为了保证其兼容... 详细信息

应答器是中国列车控制系统CTCS(Chinese Train Control System)中的关键设备。它是一种基于电磁耦合原理,用于在特定地点校准列车位置、实现车-地间的数据交换的点式高速数据传输设备。由于现有的应答器设备来自不同厂家,为了保证其兼容性,并为我国生产具有自主知识产权的应答器提供帮助,开发了应答器实验室测试管理系统LTMS(Lab Test Management System)来实现应答器关键技术的测试和认证。查询应答器主要由应答器传输模块(BTM)和地面应答器(Balise)两部分组成。其测试也主要分为BTM测试和地面应答器测试。本文严格按照欧洲应答器测试规范,根据产品功能测试理论的指导,进行了应答器实验室测试系统的软硬件设计。本文依据了三个理论及方法;调试了测试核心设备——参考环线;进行了四类软件设计;组建了一个系统;最后进行了两大项,五小项测试。具体如下:1.本文依据的理论方法有产品功能性测试理论、天线测试方法以及GPIB控制方法。并在此基础上进行了天线的测试和调试、频谱分析仪和功率计的GPIB远程控制。2.本文进行的四类软件设计分别是频谱分析仪、功率计和信号发生器的GPIB控制软件,用于产生信号及结果读取;APT天线定位装置的PCI控制,用来定位测试天线以及在不同坐标的测试设备,从而根据测试需求转换这些设备与查询应答器或参考环线的角度;BTM测试系统中LabWindows/CVI应答器测试监控系统的设计以及LabView手动测试管理软件的设计。3.组建的系统为Teststand自动化测试管理系统。对整个测试流程进行管理。通过调用动态链接库,实现了仪器的初始化、天线定位、信号发送、功率读取以及结果处理等功能,并将结果自动生成测试报表。4.最后进行了两项应答器设备的测试,分别是BTM的测试,包括BTM传输性能的测试、应答器组(序列)的测试;另一个是应答器接触区域上行链路一致性的测试,包括应答器上行链路一致性的校准、应答器上行链路一致性的测试和应答器上行链路一致性的评估。

关键词：应答器 BTM 测试理论测试规范测试管理系统

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应答器在基于通信的列车控制系统中的应用

城市轨道交通研究 2015年第11期18卷 118-120,123页

作者：高嵘华西安铁路职业技术学院西安副教授710014

应答器是城市轨道交通信号控制系统中的安全设备,是整个信号系统安全体系中不可或缺的部分,通常配合车载电子地图使用,目前广泛应用在现代轨道交通信号控制系统中。介绍了应答器的工作原理,进一步详细分析了数据传输速率对应答器数据传... 详细信息

应答器是城市轨道交通信号控制系统中的安全设备,是整个信号系统安全体系中不可或缺的部分,通常配合车载电子地图使用,目前广泛应用在现代轨道交通信号控制系统中。介绍了应答器的工作原理,进一步详细分析了数据传输速率对应答器数据传输质量的影响,并对应答器在CBTC(基于通信的列车控制)系统中的功能进行了探讨。应答器具有结构简单、安装灵活、维护方便、功能多样、信息传输可靠性高、信息容量大等特点,已经成为现代列车运行控制系统中重要的信号设备。

关键词：基于通信的列车控制应答器数据传输速率列车定位

基于MSP430的抗串扰应答器接收系统设计

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云南大学学报（自然科学版） 2009年第S2期31卷 125-130页

作者：吴渊于志强唐凌航天信息股份有限公司数字研究院北京100195

海洋技术开发中广泛应用了水声通讯技术,作为肩负着传输通讯指令和信息的水下应答器也日益受到重视.然而体积较大,结构复杂的水声仪器在诸多方面给使用者带来了不便,因此对于水声设备小型化的要求已经必不可少.本文结合了水下抗串扰技... 详细信息

海洋技术开发中广泛应用了水声通讯技术,作为肩负着传输通讯指令和信息的水下应答器也日益受到重视.然而体积较大,结构复杂的水声仪器在诸多方面给使用者带来了不便,因此对于水声设备小型化的要求已经必不可少.本文结合了水下抗串扰技术的实验要求,以MSP430F169微控制器件作为核心部件,设计了一种小型化、低功耗的水下应答接收系统.介绍了该系统的应用背景,给出了详细的硬件和软件设计方案.该设计体积小巧、结构精简,在保证性能的前提下,极大提高了系统的灵活性和易用性.

关键词： MSP430 应答器低功耗

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应答器测试系统中LRRT软件的设计与实现

应答器测试系统中LRRT软件的设计与实现

作者：徐一帆北京交通大学

学位级别：硕士

近年来,我国铁路行业发展较为迅速,列车高速化成为我国铁路发展的主要方向,提供点式信息的应答器用于在列控系统中特定地点校准列车位置、实现车—地间的信息传输,应答器传输模块高速通过地面应答器时的射频能量信号发送质量和上行链路... 详细信息

近年来,我国铁路行业发展较为迅速,列车高速化成为我国铁路发展的主要方向,提供点式信息的应答器用于在列控系统中特定地点校准列车位置、实现车—地间的信息传输,应答器传输模块高速通过地面应答器时的射频能量信号发送质量和上行链路信号接收质量在很大程度上关系到列车的行车安全,因此需要通过测试对应答器传输系统的性能进行评估。国内大容量应答器正处于研发阶段,其开发过程也需要进行测试,为了实现应答器测试的高效化,需要建立自动化程度更高的应答器测试系统。实验参考接收工具(Laboratory Reference Receiver Tool, LRRT)是应答器测试系统的重要部分,本文基于应答器测试规范,提出了LRRT软件的设计与实现方案,LRRT软件完成了对测量设备的控制而进行自动测试以及进一步的信号分析,从而改变传统的测试中靠人为检查仪器的连接状态、操作测量设备的前端面板、手工记录测试结果的方式,提供了更便利的测试的手段。论文的主要内容如下：1.针对我国应答器传输系统的组成、功能和工作原理,以及应答器测试系统的研究不足,阐述了LRRT软件开发的必要性。根据应答器测试规范对LRRT软件进行需求分析,论证了LRRT软件设计与实现的可行性。2.采用统一建模语言(Unified Modeling Language, UML)对软件进行建模,以可视化的语言设计了软件的内部结构和交互逻辑。通过对虚拟仪器软件架构(Virtual Instrument Software Architecture, VISA)和程控仪器标准命令集(Standard Commands for Programmable Instruments, SCPI)的分析,解决了测量仪器的控制问题,实现了频域指标、相位域指标和误差向量幅度(Error Vector Magnitude, EVM)的测量。3.提出了通过数字采集卡(PXI-5122)采集上行链路信号并对于采集信号的分离、解码及测量的方案,实现了时域信号指标的分析,并采用软件开发工具实现了LRRT软件。4.使用LRRT软件进行应答器测试,验证了应答器测试系统对于LRRT软件需求的功能的实现的正确性;进一步将本文LRRT软件自动测试与其他应答器测试系统中的相应软件进行对比,验证了LRRT软件的高效性与便捷性。

关键词：应答器测试系统实验参考接受工具虚拟仪器

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应答器数据报文编解码的研究与实现

应答器数据报文编解码的研究与实现

作者：万敏华西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国客运专线快速发展,应答器作为一种车地数据传输方式广泛的应用在我国的列控系统中,对应答器传输列控数据报文格式研究和数据报文编解码尤其重要。本文以建立应答器数据报文编解码系统为目的,对系统进行了详细的需求分析和总体... 详细信息

随着我国客运专线快速发展,应答器作为一种车地数据传输方式广泛的应用在我国的列控系统中,对应答器传输列控数据报文格式研究和数据报文编解码尤其重要。本文以建立应答器数据报文编解码系统为目的,对系统进行了详细的需求分析和总体设计方案,分析了FFFIS外系统还提供了对用户管理的功能,以满足日常的工作需要,提高了工作效率。本文结合CTCS3级列控系统的应答器布置、报文结构、包含的信息包及信息包数据范围并兼容CTCS2级报文,实现了编解码工作。系统由用户管理、数据导入、用户信息报文编码、用户传输报文编码、解码、数据显示等六大模块组成。系统的开发是建立在.NET平台上,采用B／S结构,提高了软件开发效率和系统的稳定,保障了系统的更新和升级。全文主要分为六章：第一章绪论,分析了国内外应答器应用和编解码研究现状,并分析了本文研究的意义和主要内容;第二章应答器系统分析,阐述了应答器工作原理、在CTCS-3中的布置、报文结构及信息包数据覆盖范围的确定;第三章基于FFFIS策略的报文编码分析与设计,主要分析了FFFIS策略编码过程,并在此基础上设计实现方式;第四章应答报文解码分析与设计,主要是分析了解码过程,重点分析了解码过程中较复杂步骤中的实现算法;第五章系统需求分析与总体设计,论述了系统要完成的功能和大体解决方案,给出系统总体目标与原则,对系统功能模块进行详细划分,完成了系统数据库设计;第六章系统详细设计与实现,主要是对系统各个模块实现的具体细节进行阐述,画出系统详细的实现流程,给出了系统工作界面。最后系统通过结合武广客运专线的现场数据进行测试仿真研究,采用数据库技术存储数据,实现了编解码功能,取得了预期的目标。

关键词：应答器编解码 FFFIS编码策略数据报文

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应答器报文的研究及实现

应答器报文的研究及实现

作者：田仕赵西南交通大学

学位级别：硕士

我国铁路正处于高速发展的阶段,通过应用自动控制技术、数据库技术以及网络技术等对列控系统进行仿真,有助于为实际系统的应用提供参考,降低系统调试成本,提高效率,同时有助于结合我国铁路实际状况制定CTCS技术规范,从而为我国铁路事业... 详细信息

我国铁路正处于高速发展的阶段,通过应用自动控制技术、数据库技术以及网络技术等对列控系统进行仿真,有助于为实际系统的应用提供参考,降低系统调试成本,提高效率,同时有助于结合我国铁路实际状况制定CTCS技术规范,从而为我国铁路事业的发展奠定理论基础。CTCS2级列车运行控制仿真系统由列车运行显示子系统、车载仿真子系统、地面设备仿真子系统、数据管理子系统、虚拟驾驶子系统、ATP测试子系统组成。无论在基于轨道电路的列控系统,还是在基于通信的列控系统中,应答器都发挥着重要的作用,而且在既有线提速改造、客运专线和高速铁路新线的建设中都需要使用大量的应答器,目前我国使用的应答器都是从国外引进,因此开展应答器的研究有着重要的现实意义和实用价值。该选题是“CTCS2级列车运行控制仿真系统”——地面设备仿真子系统的一个子课题。本文首先介绍了应答器系统的组成、工作原理及其在国内外列车运行控制系统中的应用情况;接着分析了应答器数据构成及提取、用户报文构成及生成和报文解析算法,最后详细分析了基于FFFS编码策略的应答器传输报文的编码策略;采用自顶而下的设计方法对系统进行了模块划分,并详细分析了各模块的设计过程及实现方法。最后结合胶济线现场线路数据进行应答器数据报文的仿真研究,在计算机上以Visual BasiC 6.0为平台实现了其各个主要功能,取得了较好的效果。

关键词：应答器编码 FFFS策略

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应答器轨旁电子单元C接口特性测试研究

应答器轨旁电子单元C接口特性测试研究

作者：李正交北京交通大学

学位级别：硕士

应答器轨旁电子单元C接口作为应答器关键控制接口,其信号特性的好坏直接关系到有源应答器解码报文的正确性,进而影响列车运行控制的安全性。近年来,随着国内高铁的不断建设与发展,应答器已成为列车控制系统中不可或缺的关键设备,因此针... 详细信息

应答器轨旁电子单元C接口作为应答器关键控制接口,其信号特性的好坏直接关系到有源应答器解码报文的正确性,进而影响列车运行控制的安全性。近年来,随着国内高铁的不断建设与发展,应答器已成为列车控制系统中不可或缺的关键设备,因此针对应答器性能的测试与认证就显的至关重要。随着应答器测试规范的提出,我国也在积极研究和搭建应答器测试平台,而对有源应答器C接口特性的测试作为测试平台的一部分,已成为亟需解决的问题。本文通过深入理解和分析欧洲应答器测试规范中有关应答器控制接口测试部分,并展开对C接口特性测试的研究。论文的主要工作如下： 1)认真分析地面应答器与轨旁电子单元工作原理与组成结构,通过结合国内外对应答器测试的研究现状,认真分析和研究C接口特性。 2)分析应答器控制接口C接口特性测试需求。 3)提出C接口信号分离与分析方法,并针对不同的测试信号特性进行测试方法的研究与分析。 4)搭建C接口特性测试系统,生成理想C接口信号的模拟信号,并实现对理想C接口特性的测试与分析。 5)搭建应答器控制接口测试平台,验证C接口特性测试系统的可用性,证实了C接口特性测试方法的正确性。

关键词：应答器轨旁电子单元 C接口特性