一种高精度移频信号解析方法

doi:10.3969/j.issn.1673-4440.2024.11.018

铁路通信信号工程技术 ›› 2024, Vol. 21 ›› Issue (11): 115-120.DOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2024.11.018

一种高精度移频信号解析方法

李艾桐^1，2

1．北京全路通信信号研究设计院集团有限公司，北京 100070；
2．列车自主运行智能控制铁路行业工程研究中心，北京 100070

收稿日期:2023-05-15 修回日期:2024-08-29 出版日期:2024-11-25 发布日期:2024-11-25
作者简介:李艾桐（1991—），女，工程师，硕士，主要研究方向：轨道交通信号产品的嵌入式软件研究，邮箱：565479628@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金项目（U2368202）

Analysis Method of High Precision Frequency Shift Signal

Li Aitong^{1, 2}

1. CRSC Research & Design Institute Group Co., Ltd., Beijing 100070, China;
2. Engineering Research Center of Railway Industry of Intelligent and Autonomous Train Control, Beijing 100070, China

Received:2023-05-15 Revised:2024-08-29 Online:2024-11-25 Published:2024-11-25

摘要/Abstract

摘要： 介绍一种高精度移频信号的解析方法，实现基于铁路信号集中监测系统对铁路移频信号进行信号解析和指标监测。对铁路移频信号的载频、低频和边频进行解调和计算，采用时域方法对数据进行下采样提高计算精度，频域方法Zoom-FFT计算载频和低频，零相移滤波方法消除滤波后的信号延迟现象，将滤波后的数据进行整形，从而定位用于计算边频的数据序列，并对该数据序列进行FFT频域计算，得到边频值。这种方法可以提高计算精度。

关键词: 轨道电路, 移频信号, Zoom-FFT, 零相移滤波器

Abstract: This paper introduces an analysis method of high-precision frequency-shift signals, to achieve the signal analysis and index monitoring of railway frequency-shift signals based on the railway centralized traffic control system. The proposed method involves the demodulation and calculation of the carrier frequency, low frequency and side frequency of railway frequency-shift signals. The time domain method is used to down-sample the data, so as to improve the calculation accuracy. The frequency domain method Zoom-FFT is used to calculate the carrier frequency and low frequency. The zero-phase-shift filtering method is used to eliminate the phenomenon of signal delay after filtering. The filtered data is shaped to locate the data sequence used to calculate the side frequency. The FFT frequency domain calculation is performed on the located data sequence to obtain the side frequency value. The proposed method can improve the calculation accuracy, so to meet the needs of engineering application.

Key words: track circuit, frequency shift signal, Zoom-FFT, zero-phase-shift filter

中图分类号:

U284.2

李艾桐. 一种高精度移频信号解析方法[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(11): 115-120.

Li Aitong. Analysis Method of High Precision Frequency Shift Signal[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2024, 21(11): 115-120.

图/表 7

参考文献

[1]黄翔东，何宇清，李长滨.一种检测铁路2FSK信号频率的新方法[J].天津大学学报，2007，40（9）：1115-1119.
Huang Xiangdong, He Yuqing, Li Changbin. Method for Detection of the Frequencies of Railway 2FSK Signal[J]. Journal of Tianjin University, 2007, 40(9): 1115-1119.
[2]崔丽珍.基于MATLAB仿真的国产铁路移频信号分析[J].铁路通信信号工程技术，2006，3（3）：36-38.
Cui Lizhen. Analysis on Matlab Simulator of Home-Made Railway Frequency Shift Signal[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2006, 3(3): 36-38.
[3]中国国家铁路集团有限公司.铁路信号集中监测系统技术条件：Q/R 442-2020[S].北京：中国国家铁路集团有限公司，2020.
[4]许燕文.ZPW-2000轨道电路信号的解析方法[J].铁路通信信号工程技术，2021，18（12）：11-17.
Xu Yanwen. Analysis Method of ZPW-2000 Track Circuit Signals[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2021, 18(12): 11-17.
[5]孙国营.基于数字功放的轨道电路发送器设计[J].铁路通信信号工程技术，2018，15（10）：15-18，31.
Sun Guoying. Design of Track Circuit Transmitter Based on Digital Power Amplifier[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2018, 15(10): 15-18, 31.
[6]王安，何林，魏程程.轨道电路移频信号参数高精度快速检测算法的研究[J].计算机测量与控制，2013，21（2）：308-311.
Wang An, He Lin, Wei Chengcheng. Research of the Algorithm for the Quick Detection of Track Circuit Frequency-Shift Signal’s Parameters with High Precision[J]. Computer Measurement & Control, 2013, 21(2): 308-311.
[7]李亚兰.ZPW-2000A预叠加电码化机车信号载频切换电路设计[J].铁路通信信号工程技术，2023，20（2）：18-21.
Li Yalan. Design of Carrier Frequency Switching Circuit of Cab Signal for ZPW-2000A Overlap Coding in Advance[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2023, 20(2): 18-21.
[8]陈淑珍，杨涛.零相移滤波器的改进及实现方法[J].武汉大学学报（理学版），2001，47（3）：373-376.
Chen Shuzhen, Yang Tao. Improvement & Realization of the Zero-Phase Filter[J]. Wuhan University Journal (Natural Science Edition), 2001, 47(3): 373-376.
[9]周单路，潘圣浩，王一波.信号集中监测系统采集设备安装探讨[J].铁路通信信号工程技术，2023，20（10）：13-17.
Zhou Danlu, Pan Shenghao, Wang Yibo. Discussion on Installation Method of Acquisition Equipment in Centralized Signal Monitoring System[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2023, 20(10): 13-17.
[10]曾辉，杨向宇.带位置误差校正的开关磁阻电机电流梯度法[J].电机与控制学报，2019，23（4）：83-89.
Zeng Hui, Yang Xiangyu. Current Gradient Sensorless Control with Position Error Calibration for Switched Reluctance Motors[J]. Electric Machines and Control, 2019, 23(4): 83-89.
[11]曾晓海.ZPW-2000A轨道电路调谐区窜码故障分析[J].铁路通信信号工程技术，2022，19（3）：100-104.
Zeng Xiaohai. Analysis of Code Skipping Fault in Tuning Area of ZPW-2000A Track Circuit[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2022, 19(3): 100-104.
[12]李建国，康耀军，张鑫奎.ZPW-2000型移频信号原理性分析软件的设计与实现[J].实验室研究与探索，2021，40（10）：138-143.
Li Jianguo, Kang Yaojun, Zhang Xinkui. Design and Implementation of Principle Analysis Software for ZPW-2000 Frequency Shift Signal[J]. Research and Exploration in Laboratory, 2021, 40(10): 138-143.
[13] 曹鹤飞，孟天旭，杨景博，等.应答器传输单元滤波性能优化研究[J].铁路通信信号工程技术，2024，21（4）：1-9.
Cao Hefei, Meng Tianxu, Yang Jingbo, et al. Study on Filter Performance Optimization of Balise Transmission Unit[J]. Railway Signalling & Communication Engineering, 2023, 21(4): 1-9
[14] 李鸣.北京轨道交通共用场段LTE-M系统频率运用分析[J].铁路通信信号工程技术，2024，21（5）：115-121.
Li Ming. Analysis of Frequency Use by LTE-M System in Shared Yard Section of Rail Transit Lines in Beijing[J].Railway Signalling & Communication Engineering, 2023, 21(5): 115-121.
[15] 黄天天,李新健,刘明源.邯济线轨道信号载频泄漏导致LKJ过机校正不良的分析[J].铁路通信信号工程技术，2022，19(5):90-95.
Huang Tiantian, Li Xinjian, Liu Mingyuan. Analysis of LKJ Correction Failure Caused by Carrier Frequency Leakage of Track Signal on Handan-Jinan Railway[J].Railway Signalling & Communication Engineering, 2022, 19(5):90-95.

一种高精度移频信号解析方法

Analysis Method of High Precision Frequency Shift Signal

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 7

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	周子健, 程帮锋. ZPW-2000A轨道电路故障模拟系统设计与实现[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(9): 99-106.
[2]	欧阳泽邦. 复杂枢纽改造中列控系统设计的探讨[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(8): 35-40.
[3]	王健. 站内轨道电路分路不良问题分析与优化[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(7): 110-114.
[4]	李进. 关于高速铁路一体化轨道电路股道安全提升的探讨[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(6): 13-22.
[5]	贾鸿, 马樱, 张祺. 25 Hz相敏轨道电路与ZPW-2000A结合处的逻辑检查故障分析[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(3): 101-105.
[6]	陈荣超. 公跨营运高铁立交桥异物侵限监测系统重难点分析[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(2): 32-36,66.
[7]	曹晓宇, 胡小生, 高杰. 基于区域无线通信的线路数据传输研究[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(12): 48-56.
[8]	曲以胜. 基于新型列控系统的区间车次号跟踪技术探讨[J]. 铁路通信信号工程技术, 2024, 21(10): 12-15,48.
[9]	达兴亮. 不同制式轨道电路相邻时存在问题及解决方案[J]. 铁路通信信号工程技术, 2023, 20(9): 92-96.
[10]	陆兴程, 杨武东. 无人区铁路断轨检测系统设计[J]. 铁路通信信号工程技术, 2023, 20(6): 1-5.
[11]	陈波. 轨道电路“死区段”成因分析及对策[J]. 铁路通信信号工程技术, 2023, 20(5): 86-91.
[12]	罗颖. 补偿电容故障对ZPW-2000A轨道电路影响分析[J]. 铁路通信信号工程技术, 2023, 20(5): 92-96.
[13]	张超凡, 刘俊, 罗汉冬, 蒋晓鸽. 多因素条件下高速轮轨关系对轨道电路性能影响[J]. 铁路通信信号工程技术, 2023, 20(11): 7-13,43.
[14]	曾峰. 单机运行引起轨道电路之间不匹配的研究[J]. 铁路通信信号工程技术, 2023, 20(10): 102-105.
[15]	汤骁. 成渝高铁提质改造工程列控系统方案[J]. 铁路通信信号工程技术, 2022, 19(8): 27-31.