Повышение помехоустойчивости передачи информации по рельсовой цепи в системах железнодорожной автоматики и телемеханики

• Автор: Паршина, Екатерина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.22.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. Анализ проблем, связанных с применением рельсовых цепе в качестве канала передачи информации, и постановка задачи исследования.

1.1 Рельсовые цени как канал передачи информации в системе автоматической

локомотивной сигнализации.

1.2 Объект диссертации п цель исследования

2. Способ повышения помехоустойчивости информации, передаваемой но рельсовому каналу связи.

2.1 Применение согласованной фильтрации для достижения потенциально

возможной помехоустойчивости информации, передаваемой по рельсовой цени.

2.2. Анализ сигналов, получаемых нутем циклической перестановки сигнала Баркера.

2.3. Анализ применимости кодовых комбинаций, полученных путем циклической

перестановки сигнала Баркера

2.4 Выводы по второй главе
3. Оценка параметров импульсных последовательностей сигналов, полученных путем циклической перестановки сигнала Баркера
3.1. Выбор частоты несущей для передачи фазоманипулированных сигналов но
рельсовой линии.
3.2. Расчет параметров рельсовой цени для обеспечения работы АЛС с выбранными параметрами двоичных сигналов
3.3 Выводы по третье главе.
4. Разработка структурных и принципиальных схем микроэлектронных устройств, обеспечивающих передачу и прием информации на релейном конце РЦ и на локомотиве
4.1. Общая струк1урная схема реализации способа передачи и приема сигналов с
использованием согласованной фильтрации.
4.2. Разработка устройства передачи информации в рельсовую цепь.
4.2.1. Кодер, формирующий сигналы, полученные путем циклической перестановки основного сигнала Баркера1.
4.2.2 Фазовый манипулятор передатчика двоичных сигналов.
4.3. Приемник помехоустойчивых сигналов из рельсовой цени.
4.3.1. Схема подавления импульсных помех в приемнике7Б
4.3.2 СФАПЧ п деманинулятор приемника.
4.4. Выводы по четвертой главе
5. Оценки параметров достоверности обнаружении полезного сигнала в рельсовой липни.
5.1. Общий принцип оценки достоверности обнаружения полезного сигнала в рельсовой линии.
5.2. Моделирование оптимального обнаружителя для сигналов, полученных путем циклической перестановки сигнала Баркера.
5.3. Установление зависимости порога срабатывания от уровня помех в канале связи для обеспечения требуемых параметров безопасности вероятность ложной тревоги и вероятность правильного обнаружения полезного сигнала.
5.4. Выводы по главе
Заключение
Список литературы


Разработать структурные и принципиальные схемы микроэлектронных устройств, обеспечивающих кодирование информации, прием информации на релейном конце РЦ и на локомотиве. Разработать имитационную модель для анализа работы предложенного принципа передачи сигналов. Оценить помехоустойчивость предложенного способа передачи и приема информации по РЦ. В ходе выполнения диссертационной работы применялись классические и современные методы исследований теория вероятности, теория передачи сигналов, а также цифровая обработка сигналов, компьютерное имитационное и программное моделирование, корреляционный анализ. Достоверность научных исследований подтверждается результатами теоретических исследований и результатами имитационного моделирования. Предложен принцип кодирования сигналов передаваемых по рельсовой цепи, и их согласованная фильтрация для обеспечения помехоустойчивости информации передаваемой по рельсовой цепи. Разработан алгоритм получения двоичных сигналов для кодирования показаний путевых светофоров на базе ти импульсного сигнала Баркера. Определены критерии использования сигналов, полученных путем циклической перестановки ти импульсного сигнала Баркера. Разработан алгоритм, повышающий достоверность обнаружения полезного сигнала при использовании сигналов с сильной взаимной корреляцией, полученных при циклической перестановке ти импульсного сигнала Баркера. Определены пороги срабатывания решающего устройства в зависимости от отношения сигналшум в рельсовой цепи, обеспечивающие достоверный прием информации. Результаты исследований позволяют решить вопросы повышения помехоустойчивости передачи данных в системах управления движением поездов на линиях магистрального и промышленного железнодорожного транспорта, использующих рельсовые цепи для передачи информации, которые справедливы и для других каналов передачи данных в системах автоматики и телеуправления. Технические решения, предложенные в диссертации, являются основой для инженерных разработок в данной области. Способ повышения помехоустойчивости информации, передаваемой по рельсовой цепи, за счет применения согласованной фильтрации. Алгоритм получения двоичных сигналов на базе сигнала Баркера. Алгоритм, повышающий достоверность обнаружения полезного сигнала. Результаты имитационного моделирования способа помехоустойчивой передачи сигналов по рельсовой цени. Созданная в середине прошлого века система обеспечения безопасности движения поездов в виде совокупности числовой кодовой автоблокировки и АЛСН и в настоящее время способствует повышению скорости и точному выполнению графика движения поездов. Кроме этого АЛСН это основной источник информации для машиниста о поездной ситуации. У истоков создания этих систем, использующих в качестве канала передачи информации рельсовую цепь, стояли ученые и инженеры железнодорожного транспорта А. М. Брылеев, Н. Ф. Котляренко, Б. С. Рязанцев, Н. Н. В. Лупал, А. С. Переборов, В. С. Аркатов и другие 1, 2, 3, 5, 7, 9, , . Позднее большой вклад в разработку и совершенствование систем обеспечения безопасности движения внесли А. В. Шишляков, В. С. Дмитриев, А. В. Минин, Ю. А. Кравцов и другие 6, 8, . В системе АЛСН для определения положения поезда традиционно используются рельсовые цепи, как основная аппаратура контроля свободности участков пути и передачи телемеханической информации на локомотив. Рельсовые цепи являются основным звеном современных систем управления движением поездов. На железных дорогах они выполняют функции путевого датчика информации о состоянии рельсового пути, а также телемеханического канала непрерывной передачи информации при автоблокировке, автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа, электрической централизации, диспетчерской централизации. Как путевой датчик рельсовая цепь используется в пределах перегонов и станций для получения первичной дискретной информации о состояниях путевых участков, на основе которой автоматизируется процесс интервального регулирования движением поездов и повышается его безопасность.