CN107607792B - 无线场强检测方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
一种无线场强检测方法及其系统,实现了列车动态情况下对地面电台的场强覆盖面积全方位信号检测,通过综合分析对电台的场强覆盖质量进行统计分析、等级评鉴;系统包括车载速度传感器、GPS天线、控制电台天线、电台测试单元、场强测量接收机、场强测量接收机天线、网络交换机、检测主机、显示单元、打印机;系统运用现代计算机技术、传感技术、电台控发技术、无线传输技术,在列车运行中进行高速采集,完成对地面电台的场强覆盖面积信号质量的实时检测;通过多任务,多线程的处理方法采取屏幕动态移动的方式,对地面电台的场强覆盖面积信号,列车运行速度、线路状况等信息同步并行显示;运用GPS全球定位系统实现了列车全程自动定位。
Description
技术领域
本发明属于铁路通信检测应用领域,具体涉及一种在列车运行过程中对地面电台的无线场强进行动态检测方法及其系统。
背景技术
试验车动态检测是试验车在运行过程中,通过各种传感器件把地面设备技术状态相关的物理量采集到试验车上,由试验车上的信息处理系统实时进行处理,根据处理结果,间接的分析有关地面设备的工作情况和运用质量,及时发现和解决设备存在的问题,提高设备质量的一种检测手段。
“无线场强检测系统”集测试、管理与一体,实现了列车动态情况下对地面电台的场强覆盖面积全方位信号检测,通过综合分析对电台的场强覆盖质量进行统计分析、等级评鉴;系统运用现代计算机技术、传感技术、电台控发技术、无线传输技术,在列车运行中进行高速采集,完成对地面电台的场强覆盖面积信号质量的实时检测;通过多任务,多线程的处理方法采取屏幕动态移动的方式,对地面电台的场强覆盖面积信号,列车运行速度、线路状况等信息同步并行显示;运用GPS全球定位系统实现了列车全程自动定位;系统对铁路150MHz、450MHz、800MHz、900MHz、400KHz(特殊线路)列车无线调度通讯系统和GSM-R数字移动通讯系统场强覆盖进行等级评估,满足各级技术人员对通讯系统运用质量检查、分析、指导现场维修;通过动态检测数据,建立各级数据库,为分析处理故障或隐患,提高维修质量积累资料。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线场强检测方法及其系统,实现了列车动态情况下对地面电台的场强覆盖面积全方位信号检测,通过综合分析对电台的场强覆盖质量进行统计分析、等级评鉴;系统运用现代计算机技术、传感技术、电台控发技术、无线传输技术,在列车运行中进行高速采集,完成对地面电台的场强覆盖面积信号质量的实时检测;通过多任务,多线程的处理方法采取屏幕动态移动的方式,对地面电台的场强覆盖面积信号,列车运行速度、线路状况等信息同步并行显示;运用GPS全球定位系统实现了列车全程自动定位。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种无线场强检测系统,包括车载速度传感器、GPS天线、控制电台天线、电台测试单元、场强测量接收机、场强测量接收机天线、网络交换机、检测主机、显示单元、打印机;其中车载速度传感器、GPS天线、控制电台天线、网络交换机与电台测试单元相连接;网络交换机分别与电台测试单元、场强测量接收机、检测主机相连接;场强测量接收机天线与场强测量接收机相连接;显示单元与检测主机相连接;
所述车载速度传感器,用于采集列车运行时车轮移动的速度;
所述GPS天线,用于接收列车运行时经度、维度信息;
所述控制电台天线,用于电台测试单元发送的信令;
所述电台测试单元,用于接收列车运行时经度信息、维度信息及速度信息,接收车载速度传感器发送的车轮移动速度信息,同时控制要测试的地面电台进行语音信号与场强信号转换发送、控制内置电台频率转换、发送亚音频信号和FSK信号;
所述场强测量接收机、场强测量接收机天线,用于接收列车运行过程中铁路线路场强信号;
所述网络交换机,用于电台测试单元、场强测量接收机、检测主机之间网络连接,检测主机通过网络交换机接收电台测试单元、场强测量接收机传输信息;
所述检测主机,用于对采集的线路场强信号、列车运行位置信息、列车运行速度信息、线路路况信息进行处理、存储,并以数值、图形、图表方式实时显示;
所述显示单元,用于显示列车运行采集的信息。
所述无线场强检测系统各设备安装,车载速度传感器安装在列车车轮处;场强测量接收机安装在试验车室内检测机柜内;所述GPS天线、控制电台天线、场强测量接收机天线,安装在试验车室外车顶处。
所述电台测试单元,采用机架式结构,安装在试验车室内检测机柜内;所述电台测试单元与车载速度传感器数据传输采用IO接口;电台测试单元与GPS天线、控制电台天线通过天线馈线连接;电台测试单元与网络交换机通过网线连接。
所述检测主机,采用工业控制计算机,安装在试验车室内的检测机柜内。
所述显示单元,采用液晶显示器,安装在试验车室内系统操作台上。
一种无线场强检测的方法,包括如下步骤:
①、通过GPS天线接收列车运行时经度、维度信息及速度信息,并传输至电台测试单元内置GPS模块;通过车载速度传感器采集列车运行时车轮移动的速度信息并传输至电台测试单元;
②、电台测试单元接收GPS天线传输的列车运行时位置信息、速度信息及车轮移动的速度信息,采集线路路况信息,对接收信息和采集信息进行处理并传输至检测主机;同时,电台测试单元发送电台控制信令,控制要测试的地面电台进行语音信号与场强信号转换发送;
③、场强测量接收机采集列车运行过程中线路场强信号并传输至检测主机;
④、检测主机对采集的线路场强信号、列车运行位置信息、列车运行速度信息、线路路况信息进行处理、存储,同时结合基础数据库信息,以图表、图形方式对相关信息进行实时显示。
步骤1中,所述车载速度传感器,将车轮运行过程中采集的位移信息传输至电台测试单元;
所述GPS天线,实时接收列车运行位置信息、GPS速度信息、GPS时间信息,并传输至电台测试单元GPS模块。
步骤2中,所述电台测试单元,线路状况信息包括列车转向角信息、线路弯曲曲线,由电台测试单元内置的电子陀螺仪进行测定;电子陀螺输出的信号,经过数字滤波(低通)后,送给乘法器进行合成,修正后的数据与计算机中存有的工务线路曲线库、桥梁库、隧道库统一描绘在图形中,为系统提供路况信息;
所述列车移动速度,由车载速度传感器将车轮行驶所形成的位移转换为电脉冲,有处理器计数算出列车移动的速度;
所述发送电台控制信令,包括150MHZ信令、450MHz信令、800MHz信令、900MHz信令、400KHz信令;地面电台收到发送电台控制信令后,打开电台并进行数据通信。
步骤3中,所述场强测量接收机,通过场强测量接收机天线接收场强信号,并把场强信号转换成模拟量电平信号,场强测量接收机采样部分根据输出模拟电平信号测试当前的场强大小;
所述场强信号采样,系统按距离进行测量场强信号,并对采样点值按从大到小的顺序,取不同点作为分析取值,有效的减小因为测量偏差引起的结果误差;所述距离,由软件进行设置。
步骤4中,所述基础数据库信息,在设备检测前,由人工对相关信息进行录入或导入,相关信息包括:交路、车站、经纬度里程、曲线、隧道、桥梁、区间设备、坡度、车站电台编码信息。
所述检测主机,能够对GPS速度、轴速度、线路场强值进行动态实时显示,以电子地图形式实时定位列车位置,对历史检测数据进行回放,同时可以对基础数据库进行数据导入或导出操作。
采用上述技术方案的本发明,它具有以下优点:
(1)本发明运用现代计算机技术、传感技术、电台控发技术、无线传输技术,在列车运行中进行高速采集,完成对地面电台的场强覆盖面积信号质量的实时检测。
(2)本发明对铁路线路150MHz、450MHz、800MHz、900MHz、400KHz(特殊线路)列车无线调度通讯系统场强覆盖进行动态检测和等级评估,满足各级技术人员对通讯系统运用质量检查、分析、指导现场维修。
附图说明
图1为本发明的系统结构图。
图2为本发明的场强测试流程图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行描述,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种无线场强检测系统,包括车载速度传感器、GPS天线、电台控制天线、电台测试单元、场强测量接收机、场强测量接收机天线、网络交换机、检测主机、显示单元、打印机;其中车载速度传感器、GPS天线、控制电台天线、网络交换机与电台测试单元相连接;网络交换机分别与电台测试单元、场强测量接收机、检测主机相连接;场强测量接收机天线与场强测量接收机相连接;显示单元与检测主机相连接;
车载速度传感器采集列车运行时车轮移动的速度并传输至电台测试单元,GPS天线接收列车运行时经度、维度信息及时间信息并传输至电台测试单元;电台测试单元接收列车运行时经度信息、维度信息及速度信息,接收车载速度传感器发送的车轮移动速度信息,经处理后通过网络交换机发送至检测主机;同时,电台测试单元控制要测试的地面电台进行语音信号与场强信号转换发送;
所述控制电台天线,用于电台测试单元发送的信令;
所述场强测量接收机、场强测量接收机天线,用于接收列车运行过程中铁路线路场强信号;
所述网络交换机,用于电台测试单元、场强测量接收机、检测主机之间网络连接,检测主机通过网络交换机接收电台测试单元、场强测量接收机传输信息;
所述检测主机,用于对采集的线路场强信号、列车运行位置信息、列车运行速度信息、线路路况信息进行处理、存储,并以数值、图形、图表方式实时显示;
所述显示单元,用于显示列车运行采集的信息。
所述无线场强检测系统各设备安装,车载速度传感器安装在列车车轮处;场强测量接收机安装在试验车室内检测机柜内;所述GPS天线、控制电台天线、场强测量接收机天线,安装在试验车室外车顶处。
所述电台测试单元,采用机架式结构,安装在试验车室内检测机柜内;所述电台测试单元与车载速度传感器数据传输采用IO接口;电台测试单元与GPS天线、控制电台天线通过天线馈线连接;电台测试单元与网络交换机通过网线连接。
所述检测主机,采用工业控制计算机,安装在试验车室内检测机柜内。
所述显示单元,采用液晶显示器,安装在试验车室内系统操作台上。
如图2所示,当进行无线场强测试时,由检测主机发送场强测试指令,通过网络交换机传输至电台测试单元,电台测试单元接收并解析的检测主机命令数据,经处理后发送至电台测试单元内置控制电台,由电台测试单元内置控制电台向地面基站电台发送信令,地面基站电台收到车载发送信令后开启并发射无线电波,场强测量接收机采集地面基站电台发射无线电波,经处理后通过网络交换机传输至检测主机,检测主机对接收场强信号及电台测试单元传输的列车位置信息、速度信息进行综合处理后,由显示单元进行实时显示。
一种无线场强检测的方法,包括如下步骤:
①、通过GPS天线接收列车运行时经度、维度信息及速度信息,并传输至电台测试单元内置GPS模块;通过车载速度传感器采集列车运行时车轮移动的速度信息并传输至电台测试单元;
②、电台测试单元接收GPS天线传输的列车运行时位置信息、速度信息及车轮移动的速度信息,采集线路路况信息,对接收信息和采集信息进行处理并传输至检测主机;同时,电台测试单元发送电台控制信令,控制要测试的地面电台进行语音信号与场强信号转换发送;
③、场强测量接收机采集列车运行过程中线路场强信号并传输至检测主机;
④、检测主机对采集的线路场强信号、列车运行位置信息、列车运行速度信息、线路路况信息进行处理、存储,同时结合基础数据库信息,以图表、图形方式对相关信息进行实时显示。
步骤1中,所述车载速度传感器,将车轮运行过程中采集的位移信息传输至电台测试单元;
所述GPS天线,实时接收列车运行位置信息、GPS速度信息、GPS时间信息,并传输至电台测试单元GPS模块;
步骤2中,所述电台测试单元,线路状况信息包括列车转向角信息、线路弯曲曲线,由电台测试单元内置的电子陀螺仪进行测定;电子陀螺输出的信号,经过数字滤波(低通)后,送给乘法器进行合成,修正后的数据与计算机中存有的工务线路曲线库、桥梁库、隧道库统一描绘在图形中,为系统提供路况信息;
所述列车移动速度,由车载速度传感器将车轮行驶所形成的位移转换为电脉冲,有处理器计数算出列车移动的速度;
所述发送电台控制信令,包括150MHZ信令、450MHz信令、800MHz信令、900MHz信令、400KHz信令;地面电台收到发送电台控制信令后,打开电台并进行数据通信。
步骤3中,所述场强测量接收机,通过场强测量接收机天线接收场强信号,并把场强信号转换成模拟量电平信号,场强测量接收机采样部分根据输出模拟电平信号测试当前的场强大小;
所述场强信号采样,系统按距离进行测量场强信号,每4CM采样一次,并对采样点值按从大到小的顺序,取不同点作为分析取值,有效的减小因为测量偏差引起的结果误差。
步骤4中,所述基础数据库信息,在设备检测前,由人工对相关信息进行录入或导入,相关信息包括:交路、车站、经纬度里程、曲线、隧道、桥梁、区间设备、坡度、车站电台编码信息。
所述检测主机,能够对GPS速度、轴速度、线路场强值进行动态实时显示,以电子地图形式实时定位列车位置,对历史检测数据进行回放,同时可以对基础数据库进行数据导入或导出操作。
本发明运用现代计算机技术、传感技术、电台控发技术、无线传输技术,在列车运行中进行高速采集,完成对地面电台的场强覆盖面积信号质量的实时检测。
本发明对铁路线路150MHz、450MHz、800MHz、900MHz、400KHz(特殊线路)列车无线调度通讯系统场强覆盖进行动态检测和等级评估,满足各级技术人员对通讯系统运用质量检查、分析、指导现场维修。
Claims (10)
1.一种无线场强检测方法,其特征在于,它包括如下步骤:
①、通过GPS天线接收列车运行时经度、维度信息及速度信息,并传输至电台测试单元内置GPS模块;通过车载速度传感器采集列车运行时车轮移动的速度信息并传输至电台测试单元;
②、电台测试单元接收GPS天线传输的列车运行时位置信息、速度信息及车轮移动的速度信息,采集线路路况信息,对接收信息和采集信息进行处理并传输至检测主机;同时,电台测试单元发送电台控制信令,控制要测试的地面电台进行语音信号与场强信号转换发送;
③、场强测量接收机采集列车运行过程中线路场强信号并传输至检测主机;
④、检测主机对采集的线路场强信号、列车运行位置信息、列车运行速度信息、线路路况信息进行处理、存储,同时结合基础数据库信息,以图表、图形方式对相关信息进行实时显示。
2.根据权利要求1所述无线场强检测方法,其特征在于:步骤1中,所述车载速度传感器,将车轮运行过程中采集的位移信息传输至电台测试单元;
所述GPS天线,实时接收列车运行位置信息、GPS速度信息、GPS时间信息,并传输至电台测试单元GPS模块。
3.根据权利要求1所述无线场强检测方法,其特征在于:步骤2中,所述电台测试单元,线路状况信息包括列车转向角信息、线路弯曲曲线,由电台测试单元内置的电子陀螺仪进行测定;电子陀螺输出的信号,经过数字滤波后,送给乘法器进行合成,修正后的数据与计算机中存有的工务线路曲线库、桥梁库、隧道库统一描绘在图形中,为系统提供路况信息;
所述车轮移动的速度信息,由车载速度传感器将车轮行驶所形成的位移转换为电脉冲,有处理器计数算出列车移动的速度;
所述发送电台控制信令,包括150MHZ信令、450MHz信令、800MHz信令、900MHz信令、400KHz信令;地面电台收到发送电台控制信令后,打开电台并进行数据通信。
4.根据权利要求1所述无线场强检测方法,其特征在于:步骤3中,所述场强测量接收机,通过场强测量接收机天线接收场强信号,并把场强信号转换成模拟量电平信号,场强测量接收机采样部分根据输出模拟电平信号测试当前的场强大小;
所述场强信号采样,系统按距离进行测量场强信号,并对采样点值按从大到小的顺序,取不同点作为分析取值,有效的减小因为测量偏差引起的结果误差;所述距离,由软件进行设置。
5.根据权利要求1所述无线场强检测方法,其特征在于:步骤4中,所述基础数据库信息,在设备检测前,由人工对相关信息进行录入或导入,相关信息包括:交路、车站、经纬度里程、曲线、隧道、桥梁、区间设备、坡度、车站电台编码信息;
所述检测主机,能够对GPS速度、轴速度、线路场强值进行动态实时显示,以电子地图形式实时定位列车位置,对历史检测数据进行回放,同时可以对基础数据库进行数据导入或导出操作。
6.一种无线场强检测系统,包括车载速度传感器、GPS天线、控制电台天线、电台测试单元、场强测量接收机、场强测量接收机天线、网络交换机、检测主机、显示单元、打印机;其中车载速度传感器、GPS天线、控制电台天线、网络交换机与电台测试单元相连接;网络交换机分别与电台测试单元、场强测量接收机、检测主机相连接;场强测量接收机天线与场强测量接收机相连接;显示单元与检测主机相连接;
所述车载速度传感器,用于采集列车运行时车轮移动的速度;
所述GPS天线,用于接收列车运行时经度、维度信息;
所述控制电台天线,用于电台测试单元发送的信令;
所述电台测试单元,用于接收列车运行时经度信息、维度信息及速度信息,接收车载速度传感器发送的车轮移动速度信息,同时控制要测试的地面电台进行语音信号与场强信号转换发送、控制内置电台频率转换、发送亚音频信号和FSK信号;
所述场强测量接收机、场强测量接收机天线,用于接收列车运行过程中铁路线路场强信号;
所述网络交换机,用于电台测试单元、场强测量接收机、检测主机之间网络连接,检测主机通过网络交换机接收电台测试单元、场强测量接收机传输信息;
所述检测主机,用于对采集的线路场强信号、列车运行位置信息、列车运行速度信息、线路路况信息进行处理、存储,并以数值、图形、图表方式实时显示;
所述显示单元,用于显示列车运行采集的信息。
7.根据权利要求6所述无线场强检测系统,其特征在于:所述无线场强检测系统各设备安装,车载速度传感器安装在列车车轮处;场强测量接收机安装在试验车室内检测机柜内;所述GPS天线、控制电台天线、场强测量接收机天线,安装在试验车室外车顶处。
8.根据权利要求6所述无线场强检测系统,其特征在于:所述电台测试单元,采用机架式结构,安装在试验车室内检测机柜内;所述电台测试单元与车载速度传感器数据传输采用IO接口;电台测试单元与GPS天线、控制电台天线通过天线馈线连接;电台测试单元与网络交换机通过网线连接。
9.根据权利要求6所述无线场强检测系统,其特征在于:所述检测主机,采用工业控制计算机,安装在试验车室内的检测机柜内。
10.根据权利要求6所述无线场强检测系统,其特征在于:所述显示单元,采用液晶显示器,安装在试验车室内系统操作台上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
CB02 | Change of applicant information |
Address after: 450001 No. 63 Dulan street, high tech Zone, Zhengzhou City, Henan Province Applicant after: HENAN LANXIN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: High tech Zone Henan city Zhengzhou province 450001 bamboo Street No. 6 Applicant before: HENAN LANXIN TECHNOLOGY Co.,Inc. |
|
CB02 | Change of applicant information | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |