铁路信号电缆网络故障在线检测思路

elowusavbian

摘 要：在铁路的运行中，列车的行车安全在很大程度上受到铁路信号电缆的影响，当铁路信号电缆出现故障时，如无法进行有效的检测并采取相应的解决措施，就会引起较大的生命财产损失。由此可见，做好铁路信号电缆网络故障的在线检测具有一定的必要性，能够使信号电缆运行的可靠性增强，降低人工故障排查的工作力度，使铁路实现自动化运营。本文针对铁路信号电缆网络故障在线检测思路进行分析，希望为以后的研究做出参考以及借鉴。
关键词：铁路信号电缆;网络故障;在线检测
在整个铁路运输部门信号传递系统中，最为重要的构成部分就是铁路信号电缆，近些年，铁路的运输量在不断的加剧，运输速度也随之有所提高，当铁路信号电缆发生故障无法正常运行时，就会对铁路安全带来一定的威胁。因为铁路信号电缆故障的隐蔽性，在对其进行故障定位以及分析时就会造成一定的难度，也会影响铁路的正常运输，对人们的财产安全带来一定的威胁。因此，为了能够对铁路信号电缆故障进行更加精确的检测，就需要采用一套有较高效率、较高精准度的在线检测系统，使信号电缆的安全运行得到保障。
1 对铁路信号电缆网络故障检测方法的分析
在铁路信号电缆网络故障在线监测中，将扩展频谱时域反射法（SSTDR）以及时频域反射法（TFDR）两种方法相结合，将DSP+CPLD作为此系统的电力核心模块，在检测线路中，负责信号波产生的硬件系统就是DDS芯片，而收集信号样本的工作由A/D芯片承担，对于模块间传递信号使用的是485总线。
应用SSTDR技术，对信号进行在线监测时，不会对信号电缆的正常工作造成影响，还能够对信号电缆低阻故障进行预测。利用对检测的电缆发射伪随机码以及调制信号，从而将故障部门反射的时间推算出来，在不影响电缆正常工作的同时，还能够实现在线检测故障。
应用SSTDR技术，利于对高斯包络的线性调频信号进行分析，其工作的原理就是发射高斯包络调频信号向检测的电缆，再经过Wigner分析，对故障的测量距离以及阻抗进行精确的计算，从而对故障的具体类型进行确定。
除此之外，在铁路信号电缆网络故障的在线检测上，还可以利用信号微机监测，此种方式就是充分利用现场总线、计算机网络以及数据通信等系统，建立一个可靠的网络体系，在线监测铁路的设备，并把由此获取的信息向各分局传输，再由工作人员进行最终的分析以及处理，为故障的解决提供了一定条件。
2 对铁路信号电缆网络故障在线监测系统的设计分析
（一）针对于信号微机监测设计的分析
（1）对系统结构模型的分析
在此方案中，主要就是远程监控铁路信号设备，主要的监测系统由电务段层、车间层以及车站层组成，对于电务终端来说，需要保证与上级进行实时沟通。
（2）对网络平台的分析
一般，PC机是信号微机监测系统的主要平台，在监测中心，应用的都是TCP/IP协议，应用PC机于其终端，使二者之间能够维持联系。
（3）对广域网设计的分析
在设计广域网时，应用的技术手段需要是最为先进的，系统的端口需达到标准化要求，且还需保证安全且方便，其中，可靠性是最为重要的。
（二）SSTDR联合TFDR法基本检测功能分析
将两种检测方法进行结合，应用于在线检测铁路信号电缆故障，能够将高阻故障检测出来的同时，还能够对信号电缆低阻故障进行预测，并对信号电缆故障的具体位置进行准确的测定，在对检测思路进行设计时，就需要对其的基本功能进行掌控，主要功能包括：首先，能够发射任何幅值以及频率的信号波;其次，对各类型故障的发射波形都能够接收并进行识别;第三，对故障的位置能够进行准确的定位，对故障的类型也能够进行判断;第四，能够自动化在线管理信号电缆。
（三）对设计内容的分析
DSP+CPLD、信号发射以及采集模块、通讯模块是SSTDR与TFDR两种方法组成的检测系统，其主要检测的思路就是由信号发射模块发射检测信号到被检测的信号电缆上，利用信号采集模块的作用，将被测信号电缆所发出的信号进行收集并进行存储，再向DPS进行传输，并进行处理，从而对电缆故障的类型以及距离等进行判断，而CPLD主要就是掌控信号发射模块以及采集模块，而完成上位机通信的工作主要由通信模块负责。
当测试中信号电缆所反射的信号不强时，故障距离就会影响幅值的大小，此时，就需要对信号采集模块进行设计，在前端缓冲放大电路的选择上，可选取能够自由变化的放大缓冲电路。在故障检测时，借助TFDR技术时，就需要保证采用A/D采样芯片的频率大于100兆赫兹以及容量较大且双口的RAM芯片缓存数据，使检测的精确度得到保障，当CPLD对PAM以及A/D的时序进行控制时，对采集数据进行处理就需要DPS来完成。
3 结语
现阶段，随着经济的不断发展，铁路运输量也在不断加剧，对运输速度也提出了更高的要求，铁路信号在整个铁路运输部门信号传递系统中占据重要的地位，稍有不慎就会酿成不良的后果，对人们的生命财产安全造成严重的威胁。因此，对铁路信号电缆网络故障进行在线检测具有十分重要的意义。
参考文献：
[1]苏路祥.铁路信号电缆网络故障在线检测思路初探[J].中国新通信，2014，（6）.
[2]欧阳辉.铁路信号电缆网络故障的在线监测研究[J].科技创新与应用，2014，（30）.