鐵路信號電纜網絡故障在線檢測思路初探

【摘要】 鐵路信號電纜的安全正常運行決定著列車的行車安全，一旦出現故障，若不能及時的進行故障檢測采取相應的措施必然會造成巨大的生命財產損失，因此對鐵路信號電纜網絡故障在線檢測的思路進行探究是很有必要的。鐵路信號電纜網絡故障在線檢測和管理有助于增強信號電纜的運行可靠性，同時這種自動化的故障檢測方式能夠在很大程度上減少人工故障排查的工作量，實現了鐵路的自動化運營。鐵路信號電纜網絡故障在線檢測需要設計相關的信號電纜故障在線檢測系統，通過系統化的檢測平臺在線檢測鐵路信號電纜，對信號電纜的故障進行自動化定位。

【關鍵詞】 鐵路信號電纜 故障 在線檢測 思路

一、引言

鐵路信號電纜是整個鐵路運輸部門信號傳遞系統的重要組成部分，是傳遞列車運輸控制信息的重要載體，隨著現在鐵路運輸量的不斷加重，運輸速度的不斷加快，鐵路信號電纜一旦發生故障就會為列車的安全行駛帶來嚴重的影響，鐵路信號電纜的故障具有隱蔽性等特點，在進行故障定位和分析處理時具有相當的難度，鐵路的正常運輸受到了嚴重的干擾，對人民的生命財產安全造成了難以估計的損失。為了更加方便精確的檢測出鐵路信號電纜的故障必須加大力度研發一套效率高、精準度強的在線檢測系統，不僅能夠通過網絡在線檢測信號電纜的運行狀況，而且能夠精確地確定電纜故障的部位。

二、鐵路信號電纜網絡故障在線檢測思路設計

本次所研究的鐵路信號電纜網絡故障在線監測方法結合了SSTDR和TFDR兩種方法。該系統的電路核心模塊是DSP+CPLD，在整個檢測線路中DDS芯片負責信號波的產生，A/D芯片用于信號樣本的采集，而485總線可以完成各個模塊間信號的傳遞。SSTDR是用于故障檢測的一種方法，以擴展頻譜為基礎技術支持實現信號電纜故障的在線檢測，并且在線檢測時，SSTDR所發出的信號不會對信號電纜的正常工作造成任何影響，還可以預測信號電纜的低阻故障。TFDR檢測技術用于信號電纜故障的定位和故障種類的判斷，TFDR稱為時頻反射法，能夠精確方便的分析出具有高斯分布特征的調頻信號，能夠精確的測量信號電纜的故障距離，并且可通過對故障抗阻的精確測量來確定是何種類型的故障。這種信號電纜網絡故障的在線檢測思路設計如下。

2.1 明確此法的基本檢測功能

SSTDR和TFDR兩種檢測方法的統一硬件平臺的結合能夠有效的實現鐵路信號電纜故障的在線檢測，不僅能夠精確的測定信號電纜出現的高阻故障，還能正確的預知信號電纜的低阻故障，最重要的是能夠準確的測定信號電纜故障的具體位置，而在設計檢測思路時首先要明確的是它們的基本功能，主要有四點，第一是能夠發射任意的信號波，即幅值和頻率都可調節；第二是能夠接收和識別各種故障發射波形；第三是精確的定位故障位置，確定故障的類型；第四是能夠實現信號電纜的自動化在線管理。

2.2 檢測系統的設計內容

SSTDR和TFDR兩種方法組成的檢測系統包括DSP+CPLD、信號發射模塊、信號采集模塊、通訊模塊基本檢測思路是由信號發射模塊向需要檢測的信號電纜發射檢測信號，由信號采集模塊來接收被測信號電纜所反射的檢測信號，進行存儲，同時傳送到DPS，由其對反射信號及相關信息進行處理，判斷信號電纜的故障類型和故障發生的具體距離，CPLD負責對信號發射模塊和采集模塊進行控制，通信模塊的主要作用是實現與上位機的通信。

在這一測試系統中，信號發射模塊需要通過數字合成的DDS芯片來產生頻率和幅度均可調節的任意波形，除此之外還應包括驅動放大電路、變壓器和平衡電阻網絡等。變壓器可起到電氣隔離和提高抗干擾的作用。

因為所測試的信號電纜的反射信號都相對較弱，其幅值大小受到故障距離的影響，這就要對信號采集模塊進行相應的設計，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TFDR檢測電路故障時，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芯片來進行數據緩存處理，由CPLD來控制RAM和A/D的時序，DPS完成對采集數據的處理。

三、總結

隨著現在鐵路運輸量的不斷加重，運輸速度的不斷加快，作為整個鐵路運輸部門信號傳遞系統的重要組成部分和傳遞列車運輸控制信息的重要載體，鐵路信號電纜一旦發生故障就會為列車的安全行駛帶來嚴重的影響，鐵路信號電纜的安全正常運行決定著列車的行車安全，因此對鐵路信號電纜網絡故障在線檢測的思路是值得相關人員深入探究的。

參 考 文 獻

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