CN112770386B - 一种无线机车信号发码器环线信号同步方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线机车信号发码器环线信号同步方法，解决现有发码棒能够模拟环线，不方便携带以及发码器方便携带，但无法构成环线，检测效率低的问题。本发明包括以下步骤：分别建立无线机车信号遥控器与两个无线机车信号发码器的组网通信；将两个发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上；利用遥控器同时遥控两个发码器发送轨道电路信号；测量两个发码器之间的平均无线通信延时，根据无线通信延时对另一轨道电路信号进行相位校正，形成机车信号测试环线。该方法可以构成环线的无线机车信号发码器，通过手持遥控端无线遥控发码器，并保持两个发码器所发送轨道电路信号的相位同步，实现简易机车信号测试环线。

Description

一种无线机车信号发码器环线信号同步方法

技术领域

本发明涉及机车信号设备检测技术领域，特别涉及一种无线机车信号发码器环线信号同步方法。

背景技术

机车信号测试环线主要用来模拟轨道电路信号，检测机车信号车载设备能否正常工作以保障行车安全。

目前，机车信号测试环线主要通过环线发码箱在机务段环线上发送信号,检测人员现场登车进行检测。当机车所处位置钢轨不具备轨道电路信号发送条件，且机车信号设备又需要检测时，作业人员使用便携式发码器或者发码棒进行机车信号设备功能的检测，发码棒能够模拟环线，同时向两个接收线圈发送信号，但体积较大，不便于携带，发码器方便携带，但是目前的发码器均无法构成环线，检测效率较为低下。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种无线机车信号发码器环线信号同步方法，该方法可以方便快捷的构建机车信号测试环线。

为达到上述目的，本发明实施例提出了无线机车信号发码器环线信号同步方法，包括以下步骤：步骤S1，构建环线；步骤S2，测量所述环线中两个无线机车信号发码器之间的平均无线通信延时，根据所述无线通信延时进行相位校正，实现环线信号同步。

本发明实施例的无线机车信号发码器环线信号同步方法，通过将两个发码块放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上即可构建环线，不受时间和机车停车位置的限制，相比于发码棒，发码器体积小，易于携带，操作方便快捷；同时，检测人员通过遥控端，无线遥控发码块发送轨道电路信号，并同时语音播报当前发码的制式、灯色、上下行信息，辅助检测人员完成测试，提高检测效率。

另外，根据本发明上述实施例的无线机车信号发码器环线信号同步方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，测量所述平均无线通信延时的具体步骤为：将第一无线机车信号发码器发送时间信号帧发送给第二无线机车信号发码器，并开始计时；当所述第二无线机车信号发码器接收到所述时间信号帧后，停止计时记为t₁，同时立刻返回一个时间信号帧应答，开始计时，当所述第一无线机车信号发码器收到所述时间信号帧应答后，停止计时记为t₂，则所述第一无线机车信号发码器与所述第二无线机车信号发码器之间的平均无线通信延时t_d＝(t₁+t₂)/2。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述相位校正的具体步骤为：在所述第一无线机车信号发码器处于相位零点位置时，给所述第二无线机车信号发码器发送相位同步信号；当所述第二无线机车信号发码器接收到相位同步信号后，根据所述平均无线通信延时和当前发码频率调整相位，并通过每个信号周期实时校正，使所述第一无线机车信号发码器与所述第二无线机车信号发码器始终保持相位同步。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S1进一步包括：

步骤S101，分别建立无线机车信号遥控装置与所述第一无线机车信号发码器、所述第二无线机车信号发码器之间的组网通信；

步骤S102，将所述第一无线机车信号发码器和所述第二无线机车信号发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上；

步骤S103，利用所述无线机车信号遥控装置同时遥控所述第一无线机车信号发码器发送第一轨道电路信号、所述第二无线机车信号发码器发送第二轨道电路信号，完成所述环线构建。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述无线机车信号遥控装置包括第一控制模块、显示屏、按键、第一无线通信模块和语音模块，其中，所述显示屏和所述按键用于设置和显示轨道电路信号的制式、低频、载频和幅值；所述语音模块用于播报当前轨道电路信号制式、灯色和上下行信息，辅助检测人员完成测试。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述第一无线机车信号发码器包括第二控制模块、第二无线通信模块和第一轨道电路信号发码模块；所述第二无线机车信号发码器包括第三控制模块、第三无线通信模块和第二轨道电路信号发码模块；其中，所述第二无线通信模块和所述第三无线通信模块用于接收所述无线机车信号遥控装置的控制指令，所述第一轨道电路信号发码模块和所述第二轨道电路信号发码模块用于根据接收到所述控制指令发送指定制式、低频、载频和幅值的轨道电路信号。

进一步地，在本发明的一个实施例中，组网通信的具体步骤为：所述第一无线机车信号发码器的第二控制模块通过所述第二无线通信模块向外广播设备信息，所述无线机车信号遥控装置的第一无线通信模块收到所述第一无线机车信号发码器的广播信息后，将其发送给所述无线机车信号遥控装置的第一控制模块，并将所述第一无线机车信号发码器的信息显示在所述显示屏上；所述第二无线机车信号发码器的第三控制模块通过所述第三无线通信模块向外广播设备信息，所述无线机车信号遥控装置的第一无线通信模块收到所述第二无线机车信号发码器的广播信息后，将其发送给所述无线机车信号遥控装置的第一控制模块，并将所述第二无线机车信号发码器的信息显示在所述显示屏上；通过所述按键选择所述第一无线机车信号发码器或所述第二无线机车信号发码器，所述无线机车信号遥控装置发送连接请求，发码器对所述连接请求做出回复，建立连接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，当所述第一无线机车信号发码器和所述第二无线机车信号发码器与所述无线机车信号遥控装置均建立连接后，一个无线机车信号发码器通过所述无线机车信号遥控装置转接获取另一个发码器的设备信息。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述遥控装置为遥控器或智能终端；所述第一无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块；所述第二无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的无线机车信号发码器环线信号同步方法流程图；

图2是本发明一个实施例的构建环线的具体流程图；

图3是本发明一个实施例的无线机车信号遥控装置的结构示意图；

图4是本发明一个实施例的无线机车信号发码器环线信号同步方法的执行示意图；

图5是本发明一个实施例的相位校正过程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图描述根据本发明实施例提出的一种无线机车信号发码器环线信号同步方法。

图1是本发明一个实施例的无线机车信号发码器环线信号同步方法流程图。

如图1所示，该无线机车信号发码器环线信号同步方法包括以下步骤：

在步骤S1中，构建环线。该环线的布置不受时间和机车停车位置的限制。

进一步地，如图2所示，步骤S1进一步包括：步骤S101，分别建立无线机车信号遥控装置与第一无线机车信号发码器、第二无线机车信号发码器之间的组网通信；步骤S102，将第一无线机车信号发码器和第二无线机车信号发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上；步骤S103，利用无线机车信号遥控装置同时遥控第一无线机车信号发码器发送第一轨道电路信号、第二无线机车信号发码器发送第二轨道电路信号，完成环线构建，布置过程便捷。

其中，如图3所示，无线机车信号遥控装置包括第一控制模块、显示屏、按键、第一无线通信模块和语音模块，其中，第一控制模块作为主控单元，协调系统工作；按键和显示屏用于设置和显示轨道电路信号的制式、低频、载频和幅值；第一无线通信模块主要用于与第一无线机车信号发码器实现无线组网通信，发送控制指令；语音模块在发送轨道电路信号信号时播报当前轨道电路信号的制式、灯色和上下行信息，辅助检测人员完成测试，提高检测效率。

其中，如图4所示，第一无线机车信号发码器包括第二控制模块、第二无线通信模块和第一轨道电路信号发码模块；第二无线机车信号发码器包括第三控制模块、第三无线通信模块和第二轨道电路信号发码模块；其中，第二无线通信模块和第三无线通信模块均是用来接收遥控端的控制指令，第一轨道电路信号发码模块和第二轨道电路信号发码模块均是根据接收到的指令，发送指定制式、低频、载频和幅值的轨道电路信号。

因此，步骤S1中的无线机车信号遥控装置与无线机车信号发码器之间通过无线通信模块实现组网通信，其中，组网通信过程可以为：

通电后，第一无线机车信号发码器的第二控制模块通过第二无线通信模块向外广播设备信息，无线机车信号遥控装置的第一无线通信模块收到第一无线机车信号发码器的广播信息后，将其发送给无线机车信号遥控装置的第一控制模块，遥控端将第一无线机车信号发码器的信息在显示屏上显示。同时，第二无线机车信号发码器的第三控制模块也通过第三无线通信模块向外广播设备信息，无线机车信号遥控装置的第一无线通信模块收到第二无线机车信号发码器的广播信息后，将其发送给无线机车信号遥控装置的第一控制模块，并将第二无线机车信号发码器的信息显示在显示屏上；用户按键选择需要连接的第一无线机车信号发码器或第二无线机车信号发码器，无线机车信号遥控装置发送连接请求，第一无线机车信号发码器或第二无线机车信号发码器对连接请求做出回复，建立连接。

当两个无线机车信号发码器和无线机车信号遥控装置都建立连接以后，一个无线机车信号发码器通过无线机车信号遥控装置转接获取另一个无线机车信号发码器的设备信息。本发明实施例采用无线通信的方式，可以节省人力，减少作业人员，提高检测效率。

因此，步骤S1可以理解为，将两个无线机车信号发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上，无线机车信号遥控装置通过第一无线通信模块同时给两个无线机车信号发码器发送控制指令，两个无线机车信号发码器接收到控制指令后分别使用内部的轨道电路信号发码模块，同时发送相同制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号，形成简易机车信号测试环线，检测机车信号车载设备工作是否正常，保障机车行车安全。该布置相较于现有便携式发码棒，发码器体积小，易于携带，便于布置。

可以理解的是，由于硬件的差异、两个无线机车信号发码器距离无线机车信号遥控装置距离的不同，两个无线机车信号发码器接收到发码指令的时间有一定误差，导致发送轨道电路信号的相位存在一定的差异。因此执行步骤S2要将两者之间的相位进行实时校正，以保持其同步。

在步骤S2中，测量环线中两个无线机车信号发码器之间的平均无线通信延时，根据无线通信延时进行相位校正，实现环线信号同步，简易化机车信号测试环线。其中，

平均无线通信延时获取简单，其具体步骤为：

将第一无线机车信号发码器发送时间信号帧发送给第二无线机车信号发码器，并开始计时；

当第二无线机车信号发码器接收到时间信号帧后，停止计时记为t₁，同时立刻返回一个时间信号帧应答，开始计时，当第一无线机车信号发码器收到时间信号帧应答后，停止计时记为t₂，则第一无线机车信号发码器与第二无线机车信号发码器之间的平均无线通信延时t_d＝(t₁+t₂)/2；

相位校正的具体步骤为：

在第一无线机车信号发码器处于相位零点位置时，给第二无线机车信号发码器发送相位同步信号；

当第二无线机车信号发码器接收到相位同步信号后，根据平均无线通信延时和当前发码频率调整相位，并通过每个信号周期实时校正，使第一无线机车信号发码器与第二无线机车信号发码器始终保持相位同步。

进一步地，测量平均无线通信延时前，分别建立无线机车信号遥控装置与第一无线机车信号发码器、第二无线机车信号发码器之间的组网通信，利用无线机车信号遥控装置同时遥控第一无线机车信号发码器发送第一轨道电路信号、第二无线机车信号发码器发送第二轨道电路信号。

具体地，如图4所示，轨道电路信号是FSK(频移键控)信号，是频率周期性变化的正弦信号，为了保持信号同步，在正弦信号的相位零点进行相位校正。两个无线机车信号发码器中，设其中一个无线机车信号发码器为发码器A，另一个为发码块B。信号同步方法如下：

第一步，测量无线通信时延。

若不考虑通信延时，发码块A发送同步信号给发模块B，发码块B收到同步信号后从相位零点开始发码即可保持相位同步。但发码块A与B之间信号传输存在时延，导致发码块B收到同步信号时，发码块A的相位已经不是零点的位置，因此必须测量出这个延时时间，并在相位校正时考虑进去。

无线通信时延与两个发码块之间的距离，硬件差异以及信号的空中传输速率等因素都有关系。因此，本发明实施例采用以下方法实时测量两个发码块之间的无线通信延时：

发码块A发送时间信号帧给发码块B并开始计时，发码块B接收到时间信号帧后，停止计时，同时立刻返回一个时间信号帧应答并开始计时，发码块A收到应答以后停止计时。设从发码器A发送时间信号帧开始到发码器B收到时间信号帧的时间为t₁，设从发码器B发送时间信号帧应答开始到发码器A收到时间信号帧应答的时间为t₂，则整个通信过程的时间t＝t₁+t₂，则发码器A与B之间的平均无线通信延时时间t_d＝t/2。

第二步，进行相位校正。

如图5所示，无线机车信号遥控装置发送控制指令给发码器A和发码器B，以发码器A为基准，发码器A在每次相位零点位置发送相位同步信号给发码器B，发码器B接收到相位同步信号以后，根据发码器A与B之间的平均无线通信延时时间t_d和当前发码频率调整相位。通过每个信号周期实时校正，两个发码器始终保持相位同步，实现环线信号同步，即实现简易机车信号测试环线。

在本发明中，无线机车信号遥控转置为遥控器或智能终端。

智能终端可采用手机、平板等。

第一无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

第二无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

下面通过两个具体实施例对本发明进一步说明，但不作为本发明的限定。

实施例一：使用无线机车信号发码遥控装置，无线通信模块可采用蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块等。

第一步，无线机车信号发码遥控器(简称遥控器)和两个无线机车信号发码器(简称发码器)的控制模块之间通过各自的无线通信单元建立通信；

两个发码器的无线通信模块采用Lora模块，通电后，两个Lora模块一同向外广播的方式向外发送自己的通信地址，遥控器接收到广播信息后，将其发送给遥控器的控制模块，遥控器将发码器的信息在显示屏上显示。用户按键选择需要连接的发码器，遥控器发送连接请求，发码器对连接请求做出回复，建立连接，实现无线通信。

第二步，将两个发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上，构成简易机车信号测试环线。

第三步，无线机车信号发码遥控器通过无线通信模块同时给两个发码器发送控制指令，两个发码器接收到控制指令后分别使用内部的轨道电路信号发码模块，同时发送相同制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号，形成测试环线。

第四步，测量两个发码器之间的平均无线通信延时，根据无线通信延时对第二轨道电路信号进行相位校正，形成机车信号测试环线。

实施例二：使用手机APP作为遥控装置，无线通信模块为蓝牙模块或者由蓝牙转化为其他无线通信模块。

第一步，手机APP和两个无线机车信号发码器的控制模块之间通过各自的无线通信单元建立通信；

两个发码器的无线通信模块采用蓝牙模块，通电后，两个蓝牙模块一同向外广播的方式向外发送自己的通信地址，手机打开APP，开启蓝牙，搜索两个发码器的蓝牙信号，根据发码器的蓝牙名称选择需要连接的发码器，发送连接请求，发码器的蓝牙模块收到连接请求后做出回复，从而建立连接，实现蓝牙无线通信。

第二步，将两个发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上，构成简易机车信号测试环线。

第三步，无线机车信号发码遥控装置通过无线通信模块同时给两个发码器发送控制指令，两个发码器接收到控制指令后分别使用内部的轨道电路信号发码模块，同时发送相同制式、低频、载频、幅值的轨道电路信号，形成测试环线。

第四步，测量两个发码器之间的平均无线通信延时，根据无线通信延时对第二轨道电路信号进行相位校正，形成机车信号测试环线。

综上，根据本发明实施例提出的无线机车信号发码器环线信号同步方法，通过将两个发码块放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上即可构建环线，不受时间和机车停车位置的限制，相比于发码棒，发码器体积小，易于携带，操作方便快捷；同时，检测人员通过遥控端，无线遥控发码块发送轨道电路信号，并同时语音播报当前发码的制式、灯色、上下行信息，辅助检测人员完成测试，提高检测效率。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，构建环线，其中，所述步骤S1具体包括：

步骤S101，分别建立无线机车信号遥控装置与第一无线机车信号发码器、第二无线机车信号发码器之间的组网通信；

步骤S102，将所述第一无线机车信号发码器和所述第二无线机车信号发码器放置于同一端的两个机车信号接收线圈下部的钢轨上；

步骤S103，利用所述无线机车信号遥控装置同时遥控所述第一无线机车信号发码器发送第一轨道电路信号、所述第二无线机车信号发码器发送第二轨道电路信号，完成所述环线构建；

步骤S2，测量所述环线中两个无线机车信号发码器之间的平均无线通信延时，根据所述无线通信延时进行相位校正，实现环线信号同步。

2.根据权利要求1所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，

测量所述平均无线通信延时的具体步骤为：

将第一无线机车信号发码器发送时间信号帧发送给第二无线机车信号发码器，并开始计时；

当所述第二无线机车信号发码器接收到所述时间信号帧后，停止计时记为t₁，同时立刻返回一个时间信号帧应答，开始计时，当所述第一无线机车信号发码器收到所述时间信号帧应答后，停止计时记为t₂，则所述第一无线机车信号发码器与所述第二无线机车信号发码器之间的平均无线通信延时t_d＝(t₁+t₂)/2。

3.根据权利要求1所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，所述相位校正的具体步骤为：

在所述第一无线机车信号发码器处于相位零点位置时，给所述第二无线机车信号发码器发送相位同步信号；

当所述第二无线机车信号发码器接收到相位同步信号后，根据所述平均无线通信延时和当前发码频率调整相位，并通过每个信号周期实时校正，使所述第一无线机车信号发码器与所述第二无线机车信号发码器始终保持相位同步。

4.根据权利要求1所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，所述无线机车信号遥控装置包括第一控制模块、显示屏、按键、第一无线通信模块和语音模块，其中，所述显示屏和所述按键用于设置和显示轨道电路信号的制式、低频、载频和幅值；所述语音模块用于播报当前轨道电路信号制式、灯色和上下行信息，辅助检测人员完成测试。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，所述第一无线机车信号发码器包括第二控制模块、第二无线通信模块和第一轨道电路信号发码模块；所述第二无线机车信号发码器包括第三控制模块、第三无线通信模块和第二轨道电路信号发码模块；

其中，所述第二无线通信模块和所述第三无线通信模块用于接收控制指令，所述第一轨道电路信号发码模块和所述第二轨道电路信号发码模块用于根据接收到所述控制指令发送指定制式、低频、载频和幅值的轨道电路信号。

6.根据权利要求1所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，组网通信的具体步骤为：

所述第一无线机车信号发码器的第二控制模块通过第二无线通信模块向外广播设备信息，所述无线机车信号遥控装置的第一无线通信模块收到所述第一无线机车信号发码器的广播信息后，将其发送给所述无线机车信号遥控装置的第一控制模块，并将所述第一无线机车信号发码器的信息显示在显示屏上；

所述第二无线机车信号发码器的第三控制模块通过第三无线通信模块向外广播设备信息，所述无线机车信号遥控装置的第一无线通信模块收到所述第二无线机车信号发码器的广播信息后，将其发送给所述无线机车信号遥控装置的第一控制模块，并将所述第二无线机车信号发码器的信息显示在所述显示屏上；

通过按键选择所述第一无线机车信号发码器或所述第二无线机车信号发码器，所述无线机车信号遥控装置发送连接请求，发码器对所述连接请求做出回复，建立连接。

7.根据权利要求1所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，当所述第一无线机车信号发码器和所述第二无线机车信号发码器与所述无线机车信号遥控装置均建立连接后，一个无线机车信号发码器通过所述无线机车信号遥控装置转接获取另一个发码器的设备信息。

8.根据权利要求4所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，

所述遥控装置为遥控器或智能终端；

所述第一无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

9.根据权利要求5所述的无线机车信号发码器环线信号同步方法，其特征在于，

所述第二无线通信模块为蓝牙模块、WiFi模块、Lora模块、NFC模块或Zigbee模块。

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