CN115856513A - 铁路电缆故障的检测方法，装置，存储介质和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铁路电缆故障的检测方法，装置，存储介质和电子装置，其中，上述方法包括：采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；根据目标测试数据确定铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，反射点位置用于指示铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，反射点回波损耗是反射点位置对应的回波损耗；根据反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流检测铁路电缆上的故障位置和故障原因。采用上述技术方案，解决了相关技术中，检测铁路电缆故障的精确度较低等问题。

Description

铁路电缆故障的检测方法，装置，存储介质和电子装置

技术领域

本申请涉及电缆检测领域，具体而言，涉及一种铁路电缆故障的检测方法，装置，存储介质和电子装置。

背景技术

在铁路交通发展的过程中，运输安全一直是人们关心的热点话题，点式应答器作为列车与地面进行信息传输的重要装置，列车与应答器之间的通信传输系统的正常运行是铁路系统运转的基本保障，当列车通过安装有点式应答器的地点时，即会与该设备发生信息交换。

车载应答器的信息接收模块一般包括应答器传输模块（BTM）和紧凑型天线装置（CAU），在使用过程中，应答器传输模块与紧凑型天线装置通过铁路电缆（比如多路集束D电缆）连接，应答器传输模块发送信号一般需要通过D电缆的TX通道传输至紧凑型天线装置，并且接收路面信息也需要经过D电缆的RX通道才能传送至应答器传输模块，但由于D电缆在列车底部容易被路面的石子损伤，因此对多路集束D电缆的检测对于车载应答器的使用有着举足轻重的作用。现有技术中，传统的TDR（Time Domain Reflectometry）时域脉冲反射分析法不仅对于电缆的故障定位精度低，不能区分故障点的位置，而且对故障点的性质也难以精准判别。

针对相关技术中，检测铁路电缆故障的精确度较低等问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种铁路电缆故障的检测方法，装置，存储介质和电子装置，以至少解决相关技术中，检测铁路电缆故障的精确度较低等问题。

根据本申请实施例的一个实施例，提供了一种铁路电缆故障的检测方法，包括：

采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

可选的，所述根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

获取所述铁路电缆的电缆长度对应的第一长度阈值，其中，所述第一长度阈值为所述电缆长度与第一预设误差的差值；

将所述反射点位置与所述第一长度阈值进行比较；

在所述反射点位置大于或者等于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因；

在所述反射点位置小于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

可选的，所述根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

将所述反射点回波损耗与第一损耗阈值进行比较；

在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第一损耗阈值的情况下，将所述频段回波损耗与第二损耗阈值进行比较；在所述频段回波损耗大于或者等于第二损耗阈值的情况下，将所述反射点位置与第二长度阈值进行比较，其中，所述第二长度阈值为所述电缆长度与第二预设误差的和值；在所述反射点位置小于或者等于所述第二长度阈值的情况下，确定所述故障位置为所述CAU，所述故障原因为天线故障；

在所述反射点回波损耗小于所述第一损耗阈值的情况下，根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

可选的，所述根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

将所述回波电流与第一电流阈值进行比较；

在所述回波电流大于或者等于所述第一电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆短路漏电；

在所述回波电流小于所述第一电流阈值的情况下，将所述回波电流与第二电流阈值进行比较；

在所述回波电流小于或者等于所述第二电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路。

可选的，所述根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

将所述反射点回波损耗与第三损耗阈值进行比较；

在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第三损耗阈值的情况下，将所述阻抗参数中包括的电阻参数与电阻阈值范围进行比较；

在所述电阻参数大于或者等于所述电阻阈值范围的上限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路；

在所述电阻参数小于或者等于所述电阻阈值范围的下限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，并根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因。

可选的，所述根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因，包括：

将所述电容参数与所述电容阈值范围进行比较；

在所述电容参数大于或者等于所述电容阈值范围的上限值的情况下，确定所述故障原因为电缆容性故障；

在所述电容参数落入所述电容阈值范围的情况下，确定所述故障原因为电缆中段有反射；

在所述电容参数小于或者等于所述电容阈值范围的下限值的情况下，确定所述故障原因为电缆感性故障。

可选的，所述根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，包括：

根据具有对应关系的频率和散射参数确定所述反射点位置和所述反射点回波损耗，其中，所述目标测试数据中包括具有对应关系的频率和散射参数；

从具有对应关系的频率和散射参数中获取预设频率对应的第一散射参数；根据所述第一散射参数计算所述阻抗参数；

从具有对应关系的频率和散射参数中获取所述铁路电缆的收发频率对应的第二散射参数；根据所述第二散射参数确定所述频段回波损耗；

从所述目标测试数据中提取所述回波电流。

根据本申请的又一个实施例，还提供了一种铁路电缆故障的检测装置，包括：

采集模块，用于采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

确定模块，用于根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

检测模块，用于根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种计算机可读的存储介质，该计算机可读的存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述铁路电缆故障的检测方法。

根据本申请实施例的又一方面，还提供了一种电子装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，上述处理器通过计算机程序执行上述的铁路电缆故障的检测方法。

在本申请实施例中，铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆，采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，根据采集到的目标测试数据得到铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流等参数，依据这些参数精确定位铁路电缆上的故障位置，并对故障原因进行分析。采用上述技术方案，解决了相关技术中，检测铁路电缆故障的精确度较低等问题，实现了提升检测铁路电缆故障的精确度的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请实施例的一种铁路电缆故障的检测方法的计算机终端的硬件结构框图；

图2是根据本申请实施例的铁路电缆故障的检测方法的流程图；

图3是根据本申请实施例的一种铁路电缆部署位置的示意图；

图4是根据本申请实施例的一种铁路电缆故障的检测系统的示意图；

图5是根据本申请实施例的一种矢量信号分析模块的示意图；

图6是根据本申请可选的实施方式的一种铁路电缆故障检测过程的示意图；

图7是根据本申请实施例的一种铁路电缆故障的检测装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本申请实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图1是本申请实施例的一种铁路电缆故障的检测方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置）和用于存储数据的存储器104，在一个示例性实施例中，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示等同功能或比图1所示功能更多的不同的配置。

存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本申请实施例中的请求的传输方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。

在本实施例中提供了一种铁路电缆故障的检测方法，应用于上述计算机终端，图2是根据本申请实施例的铁路电缆故障的检测方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

步骤S204，根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

步骤S206，根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

通过上述步骤，铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆，采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，根据采集到的目标测试数据得到铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流等参数，依据这些参数精确定位铁路电缆上的故障位置，并对故障原因进行分析。采用上述技术方案，解决了相关技术中，检测铁路电缆故障的精确度较低等问题，实现了提升检测铁路电缆故障的精确度的技术效果。

在上述步骤S202提供的技术方案中，铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆，可以称为多路集束D电缆或D电缆。

图3是根据本申请实施例的一种铁路电缆部署位置的示意图，如图3所示，车载的应答器信息接收模块包括应答器传输模块（BTM）和紧凑型天线装置（CAU）。BTM安装在车内机柜旁，CAU天线则安装在车头的底部。BTM与CAU之间由多路集束D电缆进行连接。BTM发送27.095MHz信号通过D电缆TX通道传输至ACU，ACU天线发射至应答器能量接收天线，产生感应电流为应答器提供电源，应答器通过发送天线发送4.234MHz无线信号发送至ACU，将存储的路面信息经D电缆的RX通道传送至BTM。

可选地，在本实施例中，铁路电缆包括：传输通道TX、多个接收通道（比如RX1、RX2）和电源通道PS，上述铁路电缆故障的检测过程可以但不限于应用于整个铁路电缆，或者也可以但不限于应用于各个通道。

可选地，在本实施例中，提供了一种用于执行上述铁路电缆故障的检测过程的系统，图4是根据本申请实施例的一种铁路电缆故障的检测系统的示意图，如图4所示，该系统包括电源模块1（12V UPS电源）、主控计算机2、宽带反射矢量信号分析模块3、开关控制与电流检测板4（意法 stm32f103RCT6控制GPIO输出，德州仪器 INA38检测电流）、机械开关5（雷迪埃 R599921000）、机械开关10（欧姆龙G6K-2F-RF-T）、开路器6、短路器7和匹配负载8等。其中，主控计算机2通过串口2与宽带反射矢量信号分析模块3通信，通过串口1与开关控制与电流检测板4通信，开关控制与电流检测板4用于接收主控计算机2的指令并根据指令控制开关5和开关10的导通，开关控制与电流检测板4还用于检测控制板经开关10的同轴内导体的输出电流I。宽带反射矢量信号分析模块3的输出端通过开关5控制输出信号输出至TX、RX1、RX2或经开关10至PS通道，最后经过测试端口9输出至被测D电缆内的对应线缆。

对于矢量信号分析模块3，图5是根据本申请实施例的一种矢量信号分析模块的示意图，如图5所示，矢量信号分析模块3包括：控制CPU（Stm32F103）、多路信号发生器（Si5351A）、频率为50K-100MHz的宽带电阻桥耦合器（定向耦合器）、乘法混频器（Sa612A）及双通道音频解码器（PCM5310）。控制控制CPU（Stm32F103）通过设置多路信号发生器（Si5351A）F1和F2端输出信号的信号频率，使得输出信号各分两路，F2通过乘法混频器（Sa612A）混频产生音频信号，作为参考信号，另一路F1通过定向耦合器输出，由通过定向耦合器的反向耦合端耦合得到的反射信号与F2信号混频产生中频音频信号，双通道音频解码器（PCM5310）通过解码两路音频信号（F2端的参考信号和F1端的中频音频信）得到两路信号的相位差值与幅度差值，相对得到通过定向耦合器的反向耦合端耦合得到的反射信号的幅度与相位。

主控计算机通过串口和开关控制与电流检测板4控制机械开关5的通道切换，使宽带反射矢量信号分析模块3的输出信号能够输出至开路器6、短路器7和匹配负载8，主控计算机通过串口控制宽带反射矢量信号分析模块3的测试频率在50KHz-100.05MHz以内，扫描点数为201。宽带反射矢量信号分析模块3通过将输出信号输出至不同的负载端，获得对应负载条件下的反射特性散射参数S11，再根据对应负载条件下的散射参数S11对宽带反射矢量信号分析模块3进行校准。

在上述步骤S204提供的技术方案中，上述系统采集到的目标测试数据，由主控计算机2进行分析得到铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流。

在一个示例性实施例中，可以但不限于通过以下方式根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流：根据具有对应关系的频率和散射参数确定所述反射点位置和所述反射点回波损耗，其中，所述目标测试数据中包括具有对应关系的频率和散射参数；从具有对应关系的频率和散射参数中获取预设频率对应的第一散射参数；根据所述第一散射参数计算所述阻抗参数；从具有对应关系的频率和散射参数中获取所述铁路电缆的收发频率对应的第二散射参数；根据所述第二散射参数确定所述频段回波损耗；从所述目标测试数据中提取所述回波电流。

可选地，在本实施例中，反射点位置用于指示铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，测试位置可以但不限于指上述测试端口。反射点位置的确定过程可以但不限于为：

主控计算机2通过串口和开关控制与电流检测板4控制机械开关5和机械开关10的通道切换，使得宽带反射矢量信号分析模块3的输出信号输出至相应的被测电缆。主控计算机通过串口控制宽带反射矢量信号分析模块3启动测试，获取频率在50KHz至100.05MHz范围内，频率间隔为0.5MHz的201个反射点的反射信号的分析数据，以计算电缆不同频率的反射特性散射参数S11（即上述具有对应关系的频率和散射参数）。

主控计算机对201个反射点的反射特性散射参数S11作傅里叶逆变换，并寻找通过傅里叶逆变换得到的结果中最大模值和最大模值点对应的序号n，反射点位置到测试端口的距离LD（即上述反射点位置）可由公式LD=fc*Vc*n*0.000001/N计算求得，式中fc为电缆相速因子，一般聚四氟乙烯介质电缆0.65左右，不同的电缆介质有所不同，Vc为真空光速Vc=300000000米/秒，n为最大值点序号。N为傅里叶逆变换点数。

可选地，在本实施例中，反射点回波损耗是反射点位置对应的回波损耗。主控计算机根据每个通道中反射点的201个反射特性散射参数S11，分别计算出TX、RX1、RX2及PS电缆最大反射点位置及最大反射模值并求出其以10为底的对数值，该值即为该电缆对应反射点位置的回波损耗RL（即上述反射点回波损耗）。

可选地，在本实施例中，阻抗参数用于指示反射点位置的电缆阻抗。主控计算机根据50KHz（即上述预设频率）频率散射参数S11值，通过公式Y11=0.02*（1-s11）/（1+s11）；R=1/REAL（Y11）；C=IMG（y11）*10000/（3.1415926）；其中REAL为取实部，IMG为取虚部。求出被测电缆的输入端的等效并联电容C，单位为nF，电阻R，单位为Ohm。如C<0，输入端的等效负载为一段电感。主控计算机根据每个通道的50KHz频率散射参数S11值分别计算TX、RX1、RX2、PS等通道的电阻R电抗C（即上述阻抗参数）。

可选地，在本实施例中，频段回波损耗是铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗。主控计算机通过控制机械开关5的切换，启动宽带反射矢量信号分析模块3测试，分别获取TX电缆频率27.095MH（即上述收发频率）和RX1、RX2电缆在4.234MHz（即上述收发频率）点的反射特性散射参数S11。将S11参数取模并求出以10为底的对数值，即可得出对应的回波损耗值RL（即上述频段回波损耗）。

可选地，在本实施例中，回波电流是铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流。主控计算机通过串口及控制开关控制与电流检测板控制机械开关10的通道切换，使控制板输出12V电压至D电缆PS通道，主控计算机通过串口获取控制开关控制与电流检测板的输出电流值I（即上述回波电流）。

在上述步骤S206提供的技术方案中，故障位置可以但不限于包括CAU和铁路电缆等等。即可以将故障位置精确分析到是铁路电缆上产生的故障还是CAU天线上产生的故障。

可选地，在本实施例中，故障原因可以但不限于为对于故障性质的分析，比如：对于铁路电缆上产生的故障，其故障原因可以但不限于分析到是开路，或是短路，是容性，还是感性。

在一个示例性实施例中，可以但不限于通过以下方式根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因：获取所述铁路电缆的电缆长度对应的第一长度阈值，其中，所述第一长度阈值为所述电缆长度与第一预设误差的差值；将所述反射点位置与所述第一长度阈值进行比较；在所述反射点位置大于或者等于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因；在所述反射点位置小于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

可选地，在本实施例中，与电缆长度进行比较的第一长度阈值为电缆长度与第一预设误差的差值，第一预设误差为根据电缆长度给出的一个误差值，其可以是一个较小的值，比如：0.2m，0.1m，0.5m，0.35m，1m等等，也可以是根据电缆长度的一定比例计算得到的，比如：电缆长度的0.1%，1%，0.01%等等。电缆长度与第一预设误差的差值为第一长度阈值，反射点位置大于或者等于第一长度阈值，可以认为是位于铁路电缆末端接近CAU的位置，反射点位置小于第一长度阈值，可以认为是位于铁路电缆上的位置。

可选地，在本实施例中，根据反射点位置与第一长度阈值之间的比较，可以确定当前的故障位置适合采用哪些参数来检测故障。如果反射点位置大于或者等于第一长度阈值，则利用反射点回波损耗，频段回波损耗和回波电流检测铁路电缆上的故障位置和故障原因。如果反射点位置小于第一长度阈值，则利用反射点回波损耗和阻抗参数检测铁路电缆上的故障位置和故障原因。

在一个示例性实施例中，可以但不限于通过以下方式根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因：将所述反射点回波损耗与第一损耗阈值进行比较；在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第一损耗阈值的情况下，将所述频段回波损耗与第二损耗阈值进行比较；在所述频段回波损耗大于或者等于第二损耗阈值的情况下，将所述反射点位置与第二长度阈值进行比较，其中，所述第二长度阈值为所述电缆长度与第二预设误差的和值；在所述反射点位置小于或者等于所述第二长度阈值的情况下，确定所述故障位置为所述CAU，所述故障原因为天线故障；在所述反射点回波损耗小于所述第一损耗阈值的情况下，根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

可选地，在本实施例中，第一损耗阈值可以但不限于是预设的阈值，也可以是根据铁路电缆的情况确定的。比如：第一损耗阈值可以但不限于为-5dB，-10dB，-15dB等等。第二损耗阈值可以但不限于是预设的阈值，也可以是根据铁路电缆的情况确定的。比如：第二损耗阈值可以但不限于为-15dB，-10dB，-5dB等等。

可选地，在本实施例中，与电缆长度进行比较的第二长度阈值为电缆长度与第二预设误差的和值，第二预设误差为根据电缆长度给出的一个误差值，其可以是一个较小的值，比如：0.2m，0.1m，0.5m，0.35m，1m等等，也可以是根据电缆长度的一定比例计算得到的，比如：电缆长度的0.1%，1%，0.01%等等。电缆长度与第二预设误差的和值为第二长度阈值，如果反射点位置小于或者等于第二长度阈值，可以认为故障发生在CAU上。

在一个示例性实施例中，可以但不限于通过以下方式根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因：将所述回波电流与第一电流阈值进行比较；在所述回波电流大于或者等于所述第一电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆短路漏电；在所述回波电流小于所述第一电流阈值的情况下，将所述回波电流与第二电流阈值进行比较；在所述回波电流小于或者等于所述第二电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路。

可选地，在本实施例中，第一电流阈值和第二电流阈值可以但不限于是预设的。比如：第一电流阈值为0.25，第二电流阈值为0.1。

可选地，在本实施例中，如果回波电流大于或者等于第一电流阈值，则可以判断出铁路电缆上发生了短路漏电。如果回波电流小于第一电流阈值，且小于或者等于第二电流阈值，则可以判断出铁路电缆上发生了开路。

在一个示例性实施例中，可以但不限于通过以下方式根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因：将所述反射点回波损耗与第三损耗阈值进行比较；在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第三损耗阈值的情况下，将所述阻抗参数中包括的电阻参数与电阻阈值范围进行比较；在所述电阻参数大于或者等于所述电阻阈值范围的上限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路；在所述电阻参数小于或者等于所述电阻阈值范围的下限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，并根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因。

可选地，在本实施例中，第三损耗阈值可以但不限于是预设的阈值，也可以是根据铁路电缆的情况确定的。比如：第三损耗阈值可以但不限于为-15dB，-10dB，-5dB等等。第三损耗阈值可以但不限于与第一损耗阈值设置为相同的数值。

可选地，在本实施例中，阻抗参数可以但不限于包括电阻参数和电容参数。可以首先依据电阻参数判断故障，再依据电容参数判断故障。

可选地，在本实施例中，电阻阈值范围可以但不限于是预设的阈值范围，比如电阻阈值范围的上限值可以但不限于为500欧，电阻阈值范围的下限值可以但不限于为10欧等等。

在一个示例性实施例中，可以但不限于通过以下方式根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因：将所述电容参数与所述电容阈值范围进行比较；在所述电容参数大于或者等于所述电容阈值范围的上限值的情况下，确定所述故障原因为电缆容性故障；在所述电容参数落入所述电容阈值范围的情况下，确定所述故障原因为电缆中段有反射；在所述电容参数小于或者等于所述电容阈值范围的下限值的情况下，确定所述故障原因为电缆感性故障。

可选地，在本实施例中，电容阈值范围可以但不限于是预设的阈值范围，比如电容阈值范围的上限值可以但不限于为10nf，电阻阈值范围的下限值可以但不限于为-10nf等等。

在一个可选的实施方式中，提供了一种利用反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流检测铁路电缆上的故障位置和故障原因的过程，图6是根据本申请可选的实施方式的一种铁路电缆故障检测过程的示意图，如图6所示，首先判断最大反射点位置LD（即上述反射点位置）是否大于或者等于xx-0.2m（xx为电缆长度），如果是，则判断发射幅度RD（即上述反射点回波损耗）是否大于或者等于-5dB，如果RD大于或者等于-5dB，则判断27MHz或4MHz带内回波损耗RL（即上述频段回波损耗）是否小于-15dB。如果RL大于或者等于-15dB，则判断LD是否大于xx+0.2m，如果LD小于或者等于xx+0.2m，则诊断为天线故障。

如果RD小于-5dB，则进入PS电流检测判断流程，判断电流I（即上述回波电流）是否大于或者等于0.25A，如果是，则诊断为电缆短路漏电。如果电流I小于0.25A，则判断电流I是否小于或者等于0.1A，如果是，则诊断为电缆开路。

如果最大反射点位置LD（即上述反射点位置）小于xx-0.2m，则判断发射幅度RD（即上述反射点回波损耗）是否大于或者等于-5dB，如果是，则判断电阻值R（即上述电阻参数）是否大于或者等于开路电阻500Ω，如果是，则诊断为电缆开路，如果电阻值R小于开路电阻500Ω，则判断电阻值R是否小于或者等于短路电阻10Ω，如果是，则诊断为电缆短路。

如果电阻值R在10Ω和500Ω之间，则判断电容C（即上述电容参数），如果电容C小于或者等于-10nf，则诊断为电缆感性故障，如果电容C大于或者等于10nf，则诊断为电缆容性故障，如果电容C在-10nf与10nf之间，则诊断为电缆中段有反射。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例的方法。

图7是根据本申请实施例的一种铁路电缆故障的检测装置的结构框图；如图7所示，包括：

采集模块72，用于采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

确定模块74，用于根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

检测模块76，用于根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

通过上述实施例，铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆，采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，根据采集到的目标测试数据得到铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流等参数，依据这些参数精确定位铁路电缆上的故障位置，并对故障原因进行分析。采用上述技术方案，解决了相关技术中，检测铁路电缆故障的精确度较低等问题，实现了提升检测铁路电缆故障的精确度的技术效果。

在一个示例性实施例中，所述检测模块，用于：

获取所述铁路电缆的电缆长度对应的第一长度阈值，其中，所述第一长度阈值为所述电缆长度与第一预设误差的差值；

将所述反射点位置与所述第一长度阈值进行比较；

在所述反射点位置大于或者等于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因；

在所述反射点位置小于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

在一个示例性实施例中，所述检测模块，用于：将所述反射点回波损耗与第一损耗阈值进行比较；在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第一损耗阈值的情况下，将所述频段回波损耗与第二损耗阈值进行比较；在所述频段回波损耗大于或者等于第二损耗阈值的情况下，将所述反射点位置与第二长度阈值进行比较，其中，所述第二长度阈值为所述电缆长度与第二预设误差的和值；在所述反射点位置小于或者等于所述第二长度阈值的情况下，确定所述故障位置为所述CAU，所述故障原因为天线故障；在所述反射点回波损耗小于所述第一损耗阈值的情况下，根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

在一个示例性实施例中，所述检测模块，还用于：将所述回波电流与第一电流阈值进行比较；在所述回波电流大于或者等于所述第一电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆短路漏电；在所述回波电流小于所述第一电流阈值的情况下，将所述回波电流与第二电流阈值进行比较；在所述回波电流小于或者等于所述第二电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路。

在一个示例性实施例中，所述检测模块，用于：将所述反射点回波损耗与第三损耗阈值进行比较；在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第三损耗阈值的情况下，将所述阻抗参数中包括的电阻参数与电阻阈值范围进行比较；在所述电阻参数大于或者等于所述电阻阈值范围的上限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路；在所述电阻参数小于或者等于所述电阻阈值范围的下限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，并根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因。

在一个示例性实施例中，所述检测模块，还用于：将所述电容参数与所述电容阈值范围进行比较；在所述电容参数大于或者等于所述电容阈值范围的上限值的情况下，确定所述故障原因为电缆容性故障；在所述电容参数落入所述电容阈值范围的情况下，确定所述故障原因为电缆中段有反射；在所述电容参数小于或者等于所述电容阈值范围的下限值的情况下，确定所述故障原因为电缆感性故障。

在一个示例性实施例中，所述确定模块，用于：

所述根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，包括：

根据具有对应关系的频率和散射参数确定所述反射点位置和所述反射点回波损耗，其中，所述目标测试数据中包括具有对应关系的频率和散射参数；

从具有对应关系的频率和散射参数中获取预设频率对应的第一散射参数；根据所述第一散射参数计算所述阻抗参数；

从具有对应关系的频率和散射参数中获取所述铁路电缆的收发频率对应的第二散射参数；根据所述第二散射参数确定所述频段回波损耗；

从所述目标测试数据中提取所述回波电流。

本申请的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，上述程序运行时执行上述任一项的方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

S1，采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

S2，根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

S3，根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

S1，采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

S2，根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

S3，根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，简称为RAM）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铁路电缆故障的检测方法，其特征在于，包括：

采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

获取所述铁路电缆的电缆长度对应的第一长度阈值，其中，所述第一长度阈值为所述电缆长度与第一预设误差的差值；

将所述反射点位置与所述第一长度阈值进行比较；

在所述反射点位置大于或者等于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因；

在所述反射点位置小于所述第一长度阈值的情况下，根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射点回波损耗，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

将所述反射点回波损耗与第一损耗阈值进行比较；

在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第一损耗阈值的情况下，将所述频段回波损耗与第二损耗阈值进行比较；在所述频段回波损耗大于或者等于第二损耗阈值的情况下，将所述反射点位置与第二长度阈值进行比较，其中，所述第二长度阈值为所述电缆长度与第二预设误差的和值；在所述反射点位置小于或者等于所述第二长度阈值的情况下，确定所述故障位置为所述CAU，所述故障原因为天线故障；

在所述反射点回波损耗小于所述第一损耗阈值的情况下，根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

将所述回波电流与第一电流阈值进行比较；

在所述回波电流大于或者等于所述第一电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆短路漏电；

在所述回波电流小于所述第一电流阈值的情况下，将所述回波电流与第二电流阈值进行比较；

在所述回波电流小于或者等于所述第二电流阈值的情况下，确定所述故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述反射点回波损耗和所述阻抗参数检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因，包括：

将所述反射点回波损耗与第三损耗阈值进行比较；

在所述反射点回波损耗大于或者等于所述第三损耗阈值的情况下，将所述阻抗参数中包括的电阻参数与电阻阈值范围进行比较；

在所述电阻参数大于或者等于所述电阻阈值范围的上限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，所述故障原因为电缆开路；

在所述电阻参数小于或者等于所述电阻阈值范围的下限值的情况下，确定所述铁路电缆上的故障位置为所述铁路电缆，并根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述阻抗参数中包括的电容参数与电容阈值范围检测所述故障原因，包括：

将所述电容参数与所述电容阈值范围进行比较；

在所述电容参数大于或者等于所述电容阈值范围的上限值的情况下，确定所述故障原因为电缆容性故障；

在所述电容参数落入所述电容阈值范围的情况下，确定所述故障原因为电缆中段有反射；

在所述电容参数小于或者等于所述电容阈值范围的下限值的情况下，确定所述故障原因为电缆感性故障。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，包括：

根据具有对应关系的频率和散射参数确定所述反射点位置和所述反射点回波损耗，其中，所述目标测试数据中包括具有对应关系的频率和散射参数；

从具有对应关系的频率和散射参数中获取预设频率对应的第一散射参数；根据所述第一散射参数计算所述阻抗参数；

从具有对应关系的频率和散射参数中获取所述铁路电缆的收发频率对应的第二散射参数；根据所述第二散射参数确定所述频段回波损耗；

从所述目标测试数据中提取所述回波电流。

8.一种铁路电缆故障的检测装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集待检测的铁路电缆响应目标测试信号产生的目标测试数据，其中，所述铁路电缆是铁路车辆上连接应答器传输模块BTM和紧凑型天线装置CAU的电缆；

确定模块，用于根据所述目标测试数据确定所述铁路电缆的反射点位置，反射点回波损耗，阻抗参数，频段回波损耗和回波电流，其中，所述反射点位置用于指示所述铁路电缆中的反射点到测试位置的最远距离，所述反射点回波损耗是所述反射点位置对应的回波损耗，所述阻抗参数用于指示所述反射点位置的电缆阻抗，所述频段回波损耗是所述铁路电缆在目标频段上对应的回波损耗，所述回波电流是所述铁路电缆中电源通道在目标电压下的电流；

检测模块，用于根据所述反射点位置，所述反射点回波损耗，所述阻抗参数，所述频段回波损耗和所述回波电流检测所述铁路电缆上的故障位置和故障原因。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行所述权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为通过所述计算机程序执行所述权利要求1至7中任一项所述的方法。

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