Приемник для рельсовой цепи

Приемник для рельсовой цепи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в железнодорожной автоматике , в частности в системах контроля состояний рельсовых линий для повышения помехоустойчивости приемника при воздействии сосредоточенных по спектру помех . Приемник содержит полосовой фильтр 1, детектор 2, интегратор 3, пороговый элемент 4, дискретизатор 5, элементы задержки 6 и 7, перемножители 8, 10, 11, 13 и 20, сумматор 9, блоки задания значения корреляционной функции 12 и 18, вычитатели 14, 16 и 19, делители 15 и 17 и блок задания единичного сигнала 21, 1-5-6-7-8-9-2-3- 4; 5-9; 6-10-1.1-9; 21-11. 21-19-20; 21-14- 15-10; 18-19; 18-16-17-8; 12-13-14-15; 12-20; 13-16, 14-17. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з В 61 L 23/16

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

„1.(21) 4856553/11 (22) 01.08.90 (46) 15.02.93, Бюл. ¹ 6 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) И,В.Беляков, И.П.Ковалев, А.Ю.Крылов, И.И.Разинова, Н.В,Суханова и А.А.Тихоненков (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1668195, кл. В 61 1 23/16, 1989. (54) ПРИЕМНИК ДЛЯ РЕЛЬСОВОЙ ЦЕЛИ (57) Использование: в железнодорожной автоматике, в частности в системах контроля состояний рельсовых линий для повышения

„„Я „„1794759 А1 помехоустойчивости приемника при воздействии сосредоточенных по спектру помех, Приемник содержит полосовой фильтр

1, детектор 2, интегратор 3, пороговый элемент 4, дискретизатор 5, элементы задержки 6 и 7, перемножители 8, 10, 11, 13 и 20, сумматор 9, блоки задания значения корреляционной функции 12 и 18, вычитатели 14, 16 и 19, делители 15 и 17 и блок задания единичного сигнала 21, 1 — 5 — 6 — 7 — 8 — 9 — 2 — 3—

4; 5 — 9; 6-10 — 11 — 9; 21-11, 21 — 19 — 20; 21 — 14—

15-10; 18-19; 18-16-17-8; 12-13-14-15;

12 — 20; 13 — 16, 14 — 17, 1 ил.

1794759

Изобретение относится к системам контроля состояний рельсовых линий (КРЛ), в частности к устройствам приема сигналов.

Известны приемники сигналов КРЛ.

Функционально также приемники состоят из следующих блоков: детектора, интегратора и решающего устройства.

По такой схеме выполнен приемник фазочувствительнolx рельсовых цепей, Конструк тивно этот приемник пред.стэвляет собой реле типа ДСШ.

В этом реле функции детектора, интегратора и решающего устройства выполняются подвижным металлическим сектором, помсгщенным в магнитное поле катушек индуктивности путевого и местного элементов.

Аналогичным образом устроен приемник сигналов кодовых рельсовых цепей.

Разница заключается в типе детектора. В кодовых системах КРЛ приемники являются некогерентными и содержат детектор огибающей, Конструктивно этот приемник выполнен в виде реле ИМВШ.

Недостатком известных приемников сигналов контроля является низкая помехоустойчивость. Это связано с тем, что описанные приемники будут оптимальными, в смысле минимума вероятности ошибки, только в случае, когда на их входе действуют некоррелированные флуктуационные помехи типа гауссовского шума. Реально в рельсовых линиях действуют помехи по своей статистической структуре, отличающиеся от флуктуационных. Как показывают результаты исследований, наиболее мощными явля ются сосредоточенные по спектру помехи.

Отличительной особенностью таких помех является их квазидетерминированный характер, и, как следствие. достаточно высокая корреляционная связь между отдельными отсчетами процесса.

Для уменьшения мешающего действия помех на входе известных приемников обычно устанавливают полосовый фильтр, ограничивающий спектр воздействующих колебаний. Однако применение таких фильтров не разрушает статистическую структуру помех, что сни>кает помехоустойчивость приемников КРЛ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является приемник, содержащий полосовой фильтр, последовательно соединенные детектор огибающей и интегратор, дискретизатор, первый и второй элементы задержки, первый и второй делители, выходы которых подключены соответственно к одним из входов первого и второго перемно>кителей, третий перемножитель, первый Bhl итатель, сумматор, к од5

55 ному из входов которого подключен выход второго перемножителя, решающий элемент и блок задания единичного сигнала.

Эта совокупность элементов позволяет отслеживать уровень полезного сигнала в условиях помех от тягового тока. Слежение за уровнем сигнала осуществляется путем оценки амплитуды в каждый дискретный момент времени с учетом значений, рассчитанных на предыдущем шаге, Однако в указанном устройстве не учитывалась корреляционная связь между отдельными временными сечениями реализации случайного процесса, каковым является негауссовское распределение мгновенных значений помех, а поэтому и не ставилась задача разрушения их статистической структуры.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости приемника сигналов контроля состояний рельсовых линий при воздействии сосредоточенных по спектру помех.

Указанная цель достигается тем, что в описанный выше приемник вводятся дополнительно блоки задания значений корреляционной функции помехи, второй и третий вычитатель, четвертый и пятый перемножители, при этом выход полосового фильтра через дискретизатор подключен к другому входу сумматора и входу первого элемента задержки, выход которого через второй элемент задержки подключен к другому входу второго перемножителя, а через последовательно соединенные первый и третий перемножители — к третьему входу сумматора, выход которого соединен с входом детектора огибающей, выход интегратора соединен с входом решающего элемента. выход первого блска задания значения корреляционной функции соединен с одним из входов четвертого перемножители и первым и вторым входами пятого перемножителя, выход которого соединен с одним из входов первого и второго делителей через первый вычитатель и с другим входом второго делителя — через второй вычитатель, к другому входу которого и к одному из входов третьего вычитателя подключен выход второго блока задания значения корреляционной функции, выход третьего вычитателя через четвертый перемножитель подключен к другому входу первого делителя, а к другим входам первого и третьего вычитателей и третьего перемножителя подключены соответствующие выходы блока задания единичного сигнала.

При проведении патентных исследований объектов со сходной или эквивалентной совокупностью признаков не обнаружено, равно как и не решалась рань1794759 ше задача повышения помехоустойчивости приемников для рельсовых цепей за счет разрушения статистической структуры помех от постоянного тягового тока, Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критериям изобретения.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Приемник содержит полосовой фильтр

1, последовательно соединеннь е детектор

2 огибающей, интегратор 3 и выходной решающий элемент 4. К выходу фильтра 1 подключены каскадно соединенные дискретизатор 5, первый 6 и второй 7 элементы задержки, второй перемножитель 8 и сумматор 9. к второму входу которого подключен выход дискретизатора 5, а к третьему — через последовательно соединенные первый 10 и третий 11 перемножители подключен выход первого элемента задержки

6, Выход первого блока 12 задания значений корреляционной функции через каскадно соединенные пятый перемножитель 13, первый вычитатель 14 и первый делитель 15 подключен к другому входу перемножителя

10. К другому входу перемножителя 8 через второй вычитатель 16 и второй делитель 17 подключен выход второго блока 18 задания значения корреляционной функции, выход блока 18 через третий вычитатель 19 и четвертый паремножитель 20 соединен со вторым входом первого делителя 15. Вторые входы перемножителей 13 и 20 подключены к выходу блока 12. Вторые входы вычитателей 14, 19 соединены с выходом "1" блока 21 задания единичного сигнала, а второй вход перемножителя 11 — с выходом "-1" блока

21, Второй вход вычитателя 16 соединен с выходом перемножителя 13, а второй вход делителя 17 — выходом вычитателя 14. Совокупность элементов с 5-го по 21-й представляет собой обеляющий фильтр 22, Приемник работает .следующим образом, На вход дискретизатора через паласовой фильтр 1 из рельсовой линии подается смесь полезного сигнала и помехи

Y(T)=S(T)+N(T). С.помощью дискретизатора

5 входная реализация квантуется по времени. Дискретные значения смеси сигнала и помех Y(h) подаются на один из входов сумматора 9 и через первый элемент задержки

6 — на первый вход перемножителя 10 и второй элемент задержки 7. Для частичной декорреляции помехи на второй вход перемножителя 10 подается сигнал, пропорциональный величине (1-R2)R1/(1-R 1), где R1 и

R2 — значения корреляционной функции помехи М(т) в дискретные моменты времени, 50

55 дисперсии.

Далее сумма детектируется, интегрируется и сравнивается с порогом в решающем элементе 4, который выносит решение о состоянии рельсовой линии. Все функциональные блоки и элементы могут быть реализованы по стандартным схемам. 6поки 12, 18 могут быть выполнены по схемам резистивных делителей напряжения, так как значения R1, R2 определяются априорно экспериментальным пу ем.

\ сдвинутые относительно начала отсчета на один и два шага дискретизации соответственно. С выхода блока 18 задания значения корреляционной функции значение R2 по5 дается на первый вход вычитателя 19, на втором входе которого присутствует сигнал, пропорциональный единице, Разность (1R2) с выхода вычитателя 19 подается на первый вход перемножителя 20. На второй

10 вход перемножителя 10 подается значение корреляционной функции R1 с выхода блока

12. Полученное произведение R1(i-R2) с выхода перемножителя 20 .подается на первый вход делителя 15. В перемножителе l3

15 производится вычисление квадрата коэффициента корреляции R1. Полученное значение (1-R 1) с выхода перемножителя 13 г подается на первые входы вычитателей 14 и

16. На втором входе вычитателя 14 присут20 ствует сигнал, пропорциональный единице.

Полученная разность (1-R 1) с выхода вычиг тателя 14 подается на вторые входы делителей 15 и 17. С выхода делителя 15 частное (1-R2)R1/(1-R 1) подается на второй вход пе2

25 ремножителя 10. Произведение на выходе блока 10 Yh-)*R1(1-R2)/(1-R 1) подается на первый вход перемножителя 11. На втором входе перемножителя 11 действует сигнал, пропорциональный минус единице, Пол30 ученное произведение (-Yp-1*R1(1-R2)/

/(1-R 1) с выхода перемножителя 11 подаетг ся на третий вход сумматора 9.

На втором входе вычитателя 16 действует сигнал, пропорциональный величине

35 R2, поступающей с выхода блока 18. В результате вычитания на выходе вычитателя

16 образуется сигнал, пропорциональный (R 1-R2), который подается на первый вход делителя 17. Частное (R 1-R2)/(1-R 1) пода2

40 ется на второй вход перемножителя 8, На первый вход перемножителя 8 через второй элемент 7 задержки подается значение входной реализации Уп з. Полученная на его выходе сумма Yh-Уi-1(1-R2)R1/

45 /(1-R 1)+ Yp2(й 1-R2)/(1-R 1) является результатом реализации алгоритма декорреляции помех, приводящей к уменьшению их

1794759

Составитель И.Беляков

Техред М.Моргентал Корректор И,Шулла

Редактор

Заказ 397 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Приемник для рельсовой цепи. содержащий полосовой фильтр, детектор огибающей, выход которого подключен к входу интегратора, элементы задержки, перемножители, один и другой делители. выходы которых подключены соответственно к первым входам первого и второго перемножителя, вычитатель, сумматор, один из входов которого подключен к выходу первого перемножителя, блок задания единичного сигнала, дискретизатор и пороговый элемент, о тл и ч а ю шийся том, что, с целью повышения надежности, он снабжен блоками задания значений корреляционной функции помехи и дополнительными перемножителями и вычитателями, первые входы которых подключены к выходу одного из блоков задания значения корреляционной функции помехи, второй вход одного и второй вход другого дополнительных вычитателей подключены соответственно к первому выходу блока задания единичного сигнала и к выходу третьего перемножителя, а выходы соответственно к первому входу четвертого перемножителя и первому входу первого делителя,второй вход которого подключен к выходу первого вычитателя, первый вход которого подключен к выходу третьего перемножителя, входы которого подключены к выходу второго блока задания значения корреляционной функции помехи, соединенному с вторым входом четвертого перемножителя, выход которого подключен к первому входу второго делителя, второй вход которого соединен с выходом первого вычитателя, второй вход которого подключен к первому выходу блока задания единичного сигнала, второй выход которого подключен к первому входу пятого перемножителя, второй вход которого подключен к выходу второго перемножителя, а выход — к второму входу сумматора, выход которого соединен с входом детектора огибающей, а третий вход — с выходом дискретизатора, вход которого подключен к выходу полосового фильтра, а выход — к входу первого элемента задержки, выход которого подключен к второму входу второго перемножителя и входу второго элемента задержки, выход которого подключен к третьему входу сумматора, а выход интегратора соединен с входом порогового элемента.