KR20120124597A - Track circuit test device and method for testing track circuit - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A track circuit measurement device and a method thereof are provided to obtain frequency displacement which is a frequency diagnosing function of an AF track circuit. CONSTITUTION: A TU(Tuning Unit)(10) and an input transformer(20) receive a transmitting track circuit signal of an FSK(Frequency Shift Keying) waveform generated in a transmitting unit. A band pass filter(30) removes noises coming from surrounding tracks from a track circuit signal of an FSK waveform. An amplifier(40) amplifies the signal of the FSK waveform. A low band pass filter(50) removes a signal noise from an amplification process. A digital signal processing unit(60) displays an analysis result on a display unit(70) through a DSP(Digital Signal Processor) circuit for analyzing a signal error of a USB(Upper Signal Band) and an LSB(Lower Signal Band) and a signal size of each band. The digital signal processing unit detects a modulation frequency and a frequency contrast size element by using an IIR(Infinite Impulse Response) filter and an FIR(Finite Impulse Response) filter. [Reference numerals] (100) ±17Hz demodulation unit with the nominal frequency; (20) Input transformer; (40) Amplifier; (70) Display unit; (AA) FSK wave form(oscillating in ±17Hz of the nominal frequency in the period of 4.8Hz)

Description

궤도 회로 측정 장치 및 방법{TRACK CIRCUIT TEST DEVICE AND METHOD FOR TESTING TRACK CIRCUIT}TRACK CIRCUIT TEST DEVICE AND METHOD FOR TESTING TRACK CIRCUIT}

본 발명은 궤도 회로의 신호를 측정할 수 있는 궤도 회로 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a track circuit measuring apparatus and method capable of measuring a signal of the track circuit.

궤도 회로는 레일을 신호 전류가 흐르는 회로의 일부로 사용하여 열차의 차축에 의해 레일 사이가 단락됨에 따라 열차의 유무를 판단하여 신호기, 선로 전환기, 연동 장치, 기타의 신호 기기를 직접 또는 간접적으로 제어할 목적으로 설치된 궤도를 이용한 전기 회로이다.The track circuit uses the rail as a part of the circuit for the signal current to determine whether the train is present as the rail is shorted by the axle of the train, so that it can directly or indirectly control the signal, track switch, interlock, and other signaling devices. An electric circuit using a track installed for the purpose.

현재 대표적인 궤도회로로서, 간선 철도 및 역 구내에, 유절연 방식의 고전압 임펄스(High Voltage Impulse; "HVI") 궤도 회로가 널리 사용되고 있다. HVI 궤도 회로는 임펄스 전압 400~600[V], 3[Hz]의 특수 파형을 이용하여 일정 구간의 위치에 열차의 유무를 감지하는 설비이다.As a typical track circuit, oil-insulated high voltage impulse ("HVI") track circuits are widely used in trunk railway and station premises. HVI track circuit is a facility to detect the presence or absence of train at a certain section using special waveforms of impulse voltage 400 ~ 600 [V], 3 [Hz].

HVI 궤도회로는 기계실에 전압안정기, 송신기, 수신기 및 궤도계전기가 설치되어 있다. 또한 현장에는 송수신 임피던스 본드로 구성된다. 전차선에 흐르는 귀선전류는 변전소까지 회로가 구성되어 있고, 신호전류는 1개의 궤도회로에만 전류가 흐르도록 되어 있다, 전차선 귀선전류는 코일의 반반씩 반대방향으로 흐르므로 철심이 자화되지 않도록 되어 있는 구조이다. 오랜 기간 사용된 고전압 임펄스(HVI)궤도회로의 전압, 전류 및 임피던스 등의 일반적인 사항은 기존 측정 장비인 인터그레이터가 첨부된 멀티테스터로 측정이 가능하다. 그러나, 주파수 3[㎐]의 측정은 어려운 실정이다. 현재까지 주파수의 측정 및 전압의 직접 측정은 불가능하고, 전압 임펄스의 파고 값 크기만을 인터그레이터가 첨부된 멀티테스터로 측정하고 있는 실정이다. The HVI track circuit is equipped with a voltage stabilizer, transmitter, receiver and track relay in the machine room. It also consists of transmit and receive impedance bonds in the field. The return current flowing through the tramline is composed of a circuit up to the substation, and the signal current flows through only one track circuit. The tramline return current flows in the opposite direction of the coil halfway so that the core is not magnetized. to be. Long term high voltage impulse (HVI) track circuits, such as voltage, current and impedance can be measured with a multitester attached to an integrator. However, measuring the frequency 3 [Hz] is difficult. Until now, it is impossible to measure frequency and measure voltage directly, and only measure the magnitude of the voltage impulse peak value with an integrator.

일반적인 멀티테스터는 정현파의 실효값을 측정하는 원리이므로 인터그레이터가 첨부되지 않는 경우는 불가능하다. 또한 인터그레이터의 원리는 콘덴서의 충전원리를 적용한 것이므로 수치가 정확하지 않아 대략적인 값만을 알 수 있다. 그리고, 고압의 충방전을 반복함으로 인하여 수명이 짧다는 단점이 있다. 꼭 측정할 필요가 있을 경우 기계실의 제어반에서 저압 상태인 오실로스코프로 측정해야만 가능하다.In general, multitesters measure the sine wave's effective value, which is impossible without an integrator. In addition, the principle of the integrator is applied to the charging principle of the capacitor, so the numerical value is not accurate and only an approximate value can be known. In addition, there is a disadvantage in that the service life is short due to repeated charge and discharge of high pressure. If it is necessary to make a measurement, it can only be done with a low pressure oscilloscope on the control panel of the machine room.

HVI 궤도 회로의 송신부는 R ㅇC 충방전 회로의 동작에 의해 일정 간격(180펄스/분ㅁ5[%])으로 정펄스와 부펄스의 비가 3:1 이상이 되는 비대칭 파형의 임펄스를 임피던스 본드를 통해서 궤도로 송신한다. 신호 전류(3[Hz])는 임피던스 본드에서 차단하여 독립된 궤도 회로를 구성하는 방식으로서 고전압 임펄스를 사용하므로 전압 강하가 적고 1개 궤도 회로의 소비 전력이 50~60[VA] 정도이다. 도 1은 HVI 궤도 회로의 구성을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, HVI 궤도 회로는, 송신기, 수신기, 임피던스 본드(송신, 수신단), 궤도 계전기를 포함하여 구성된다.The transmitter of the HVI track circuit impedance-bonds an asymmetric waveform impulse in which the ratio of positive and negative pulses is 3: 1 or more at regular intervals (180 pulses / minute 5 [%]) by the operation of the R OC charging and discharging circuit. Transmit to orbit through. The signal current (3 [Hz]) is a method of forming an independent track circuit by cutting off the impedance bond, and using a high voltage impulse, so that the voltage drop is small and the power consumption of one track circuit is about 50 to 60 [VA]. 1 shows a configuration of an HVI track circuit. As shown in FIG. 1, the HVI track circuit includes a transmitter, a receiver, an impedance bond (transmitter, a receiver), and a track relay.

다른 궤도 회로로서는, 최근 사용이 증대되고 있는 무절연 오디오 주파수(Audio Frequency; "AF") 궤도 회로가 있다. AF 궤도 회로는 신호 전류에 가청 주파수를 변조기로 변조하여 송신하고 수신측에서 변조된 주파수 중 선택 증폭기로 해당 주파수를 증폭한 후에 정류하여 궤도 계전기를 동작시키는 방식이다. 이러한 AF 궤도 회로는 설치나 기능 측면에서 매우 유리하다.As another track circuit, there is a non-isolated audio frequency ("AF") track circuit, which has recently been increasingly used. The AF track circuit modulates and transmits an audible frequency to a signal current through a modulator, and amplifies the corresponding frequency with a select amplifier among the modulated frequencies at the receiving side, and rectifies and operates the track relay. This AF track circuit is very advantageous in terms of installation or function.

AF 궤도 회로는 16~20,000[Hz]의 가청 주파수 철도 신호 전류를 레일에 흘려 궤도 회로를 구성한 것으로, 차상 신호용으로 사용하기에 가장 적합하다. 도 2는 AF 궤도 회로의 구성을 나타낸다. AF 궤도 회로 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 전원부, 송신부, 튜닝부, 수신부, 감시부를 포함하여 구성된다. 도 2에서, AT는 A 궤도 회로, BT는 B 궤도 회로, MT는 정합 변성기, TR은 궤도 계전기를 나타내다.The AF track circuit constitutes a track circuit by flowing an audible frequency railway signal current of 16 to 20,000 [Hz] on a rail, and is most suitable for use for onboard signals. 2 shows the configuration of the AF track circuit. As shown in FIG. 2, the AF track circuit device includes a power supply unit, a transmission unit, a tuning unit, a receiving unit, and a monitoring unit. In Fig. 2, AT represents an A track circuit, BT represents a B track circuit, MT represents a matching transformer, and TR represents an orbital relay.

대부분의 AF 궤도 회로는 무절연 방식이며, 송신기의 동작은 멀티바이브레이터에서 4.8[Hz]의 구형파를 발진하면, 발진기가 공칭 주파수의 ㅁ17[Hz]의 주파수를 발진하여 변조기를 통해 주파수 시프트 키잉(Frequency Shift Keying; FSK) 변조 파형이 증폭기를 통해 매칭 트랜스와 필터 및 TU를 통하여 궤도에 송신된다. 수신기는, 궤도 회로를 통하여 전달된 신호를 TU를 통해서 그리고 입력 트랜스를 거쳐서 공칭 주파수의 ㅁ17[Hz]의 주파수가 각각 필터와 증폭기 그리고 필터를 거쳐 복조를 통해 논리곱 게이트(AND gate)를 통해 궤도 계전기에 전달하도록 동작한다. 궤도 계전기는 동작 전류가 목표치 이상인 경우에 동작한다.Most AF track circuits are non-isolated, and the transmitter's operation oscillates a square wave of 4.8 [Hz] in a multivibrator. The oscillator oscillates at a nominal frequency of 17 [Hz] and modulates frequency shift keying through the modulator. Frequency Shift Keying (FSK) modulation waveforms are transmitted via amplifiers to orbits through matching transformers, filters, and TUs. The receiver transmits the signal transmitted through the track circuit through the TU and through the input transformer, and the frequency of the nominal frequency ㅁ 17 [Hz] through the filter, the amplifier and the filter through demodulation through the AND gate, respectively. Operate to deliver to the orbital relay. The track relay operates when the operating current is above the target value.

HVI 궤도 회로 및 AF 궤도 회로의 시험 및 측정기의 중요성은 더욱 부각되고 있다. 현재 HVI 궤도 회로에는 인터그레이터를 멀티테스터에 첨부한 것이 주로 사용되고 AF 궤도 회로에는 TTM(TI21 Test Meter)가 주로 사용되고 있다.The importance of testing and measuring instruments for HVI track circuits and AF track circuits is becoming increasingly important. Currently, the HVI track circuit has an integrator attached to a multitester, and the AF track circuit has a TTM (TI21 Test Meter).

그런데, AF 궤도 회로 및 HVI 궤도 회로의 시험 및 측정기에는 하기와 같은 문제점이 있다.However, the test and measuring device of the AF track circuit and the HVI track circuit has the following problems.

도 3은, A타입 TI21 교번 주파수 파형을 표현한 것으로 4.8[Hz]로 교번됨을 나타낸다. 수신부에서 USB 및 LSB 주파수가 복조를 거쳐 논리곱 게이트를 통하였을 때, 궤도계전기가 동작한다. 그러나 송신기 측의 고장으로 인하여 LSB나 USB 중에서 한 쪽만 전달될 경우, 궤도계전기가 무여자 되어 열차가 점유된 상태로 되는 문제점이 발생한다. 현재 사용되고 있는 TTM에서는 LSB와 USB의 신호출력을 분리하여 전압, 신호전류를 명확하게 측정 할 수 없다. 따라서 송신기 측의 고장이 발생하여도 정상적인 동작으로 측정이 되어 고장 유무를 파악하기가 어렵다. 3 is a representation of an A-type TI21 alternating frequency waveform and shows that it is alternated at 4.8 [Hz]. At the receiver, when the USB and LSB frequencies are demodulated and passed through the AND gate, the orbital relay operates. However, if only one of the LSB or USB is transmitted due to a failure of the transmitter side, a problem occurs that the track relay is not excited and the train is occupied. In current TTM, the signal output of LSB and USB cannot be separated to measure voltage and signal current clearly. Therefore, even if a failure occurs on the transmitter side, it is measured as a normal operation and it is difficult to determine whether there is a failure.

현장 엔지니어는 측정값을 예측하여 레인지를 선택한 후 측정해야 한다. 그러나 자동조절 방식에 익숙한 엔지니어가 레인지의 선택을 잘못하여 고가의 TTM장비가 손상되거나 부정확한 측정값을 얻을 수 있는 문제점이 있다. The field engineer must predict the measurement, select the range, and measure it. However, engineers who are familiar with the auto-adjustment method can make the wrong choice of range and damage expensive TTM equipment or inaccurate measurements.

또한, 기존 AF궤도회로 측정장비(TTM)에 있어서, 수신기 측 측정구간에 주파수를 측정할 경우, 수신되는 최대 송신기 값을 확인할 수 있는 방법이 없다. 수신기는 주파수의 수신 값에 의하여 동작하며, 철도신호의 특성상 안전 측으로 동작하도록 되어 있다. 간섭 등의 문제가 발생할 경우 이를 해소시켜야만 정상적인 상태의 동작이 되도록 설계되어 있다. 그러므로 송신기 및 인접선로의 주파수 간섭에 의하여 이상이 발생할 경우 이를 해소하기위한 방법이 필요하다. In addition, in the conventional AF track measuring device (TTM), when measuring the frequency in the receiver-side measurement section, there is no method for confirming the maximum transmitter value received. The receiver operates by the reception value of the frequency, and is operated to the safety side due to the characteristics of the railway signal. If a problem such as interference occurs, it is designed to operate in a normal state only when it is solved. Therefore, there is a need for a method to solve the abnormality caused by the frequency interference of the transmitter and the adjacent line.

도 4는 인접 궤도회로 송신기 및 노이즈에 의한 간섭을 나타내는 것이다.Figure 4 shows the interference by the adjacent track circuit transmitter and noise.

주파수 간섭의 요인은 다음과 같다. 첫째 도 4와 같이 전단 송신기 및 측선의 송신기 값이 수신기로 들어올 경우이고, 둘째 차량 등이 지나갈 경우 이상 노이즈를 발생시켜 문제를 발생시킬 수 있는 간헐적인 경우이며 셋째 기타 외부노이즈에 의한 파형이 입력될 경우이고, 넷째 임피던스본드의 이상으로 다음단의 송신기 파형이 입력될 경우 등이다. 이와 같은 경우들이 발생할 때는 측정을 통하여 문제점을 해결할 수 있는 기능이 필요하며, 현재 장비로는 임피던스본드의 이상상태와 올바른 동작을 측정할 방법이 없는 실정이다. The factors of frequency interference are as follows. First, as shown in FIG. 4, the values of the transmitter and the transmitter of the front end enter the receiver, and if the second vehicle passes by, the intermittent case may generate an abnormal noise and cause a problem. This is the case when the transmitter waveform of the next stage is inputted beyond the fourth impedance bond. When such cases occur, a function that can solve the problem through the measurement is required, and current equipment has no way of measuring the abnormal state of the impedance bond and the correct operation.

종래의 HVI 궤도 회로 측정기의 문제는 다음과 같다.The problem of the conventional HVI track circuit measurer is as follows.

HVI 궤도 회로는, 기계실에 전압 안정기, 송신기, 수신기 및 궤도 계전기가 설치되고, 현장에는 송수신 임피던스 본드가 설치되어 있다. 전차선에 흐르는 귀선 전류는 변전소까지 회로가 구성되어 있고, 신호 전류는 1개의 궤도 회로에만 흐른다. 전차선 귀선 전류는 코일의 반반씩 반대방향으로 흐르므로 임피던스 본더의 철심이 자화되지 않도록 되어 있다. 고전압 HVI 궤도 회로의 전압, 전류, 임피던스 등은 인터그레이터가 첨부된 멀티테스터로 측정할 수 있다. 그러나, 주파수 3[Hz]의 주파수 측정은 곤란하다. 일반적인 멀티테스터는 정현파의 실효값을 측정하는 원리이므로 인터그레이터가 첨부되지 않은 경우는 측정이 불가능하다. 또한, 인터그레이터는 콘덴서의 충전 원리를 이용한 것이므로 수치가 정확하지 않아 대략적인 값만을 알 수 있다. 그리고, 고압의 충방전을 반복하므로 그 수명이 짧다는 단점이 있다. 꼭 측정할 필요가 있는 경우에는 기계실의 제어반에서 저압 상태인 오실로스코프로 측정해야만 하는 문제가 있다.In the HVI track circuit, a voltage stabilizer, a transmitter, a receiver, and a track relay are installed in the machine room, and a transmission / reception impedance bond is installed in the field. The return current flowing in the tramline is composed of a circuit up to the substation, and the signal current flows only in one track circuit. The tramline return current flows in the opposite direction of the coil halfway so that the core of the impedance bonder is not magnetized. The voltage, current, and impedance of a high voltage HVI track circuit can be measured with a multitester with an integrator. However, frequency measurement at frequency 3 [Hz] is difficult. In general, multitesters measure the effective value of sinusoidal wave, so it is impossible to measure it unless the integrator is attached. In addition, since the integrator uses the charging principle of the capacitor, the numerical value is not accurate and only an approximate value can be known. In addition, since the charge and discharge of a high pressure is repeated, there is a disadvantage that its life is short. If it is necessary to make a measurement, there is a problem in that it is necessary to measure with a low-pressure oscilloscope in the control room of the machine room.

본 발명은, 상기한 종래의 AF 궤도 회로 및 HVI 궤도 회로의 시험 및 측정기가 갖는 문제를 해소할 수 있는 궤도 회로 측정 장치 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a track circuit measuring apparatus and a method which can solve the problems of the above-described conventional AF track circuit and HVI track circuit test and measuring device.

본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치는, 궤도 회로의 변조된 송신 신호를 수신하는 수신 수단; 상기 수신 수단을 통해 수신된 궤도 회로 신호의 상위 신호 대역(Upper Signal Band; "USB") 주파수와 하위 신호 대역(Lower Signal Band; "LSB") 주파수를 구분 검출하여 분석하고, USB와 LSB 주파수 각각의 크기를 분석하는 분석 수단; 및 상기 분석 수단에 의해 분석된 결과를 출력하는 출력 수단을 포함할 수 있다.An orbital circuit measuring apparatus according to an embodiment of the present invention comprises: receiving means for receiving a modulated transmission signal of an orbital circuit; Detects and analyzes the upper signal band ("USB") frequency and the lower signal band ("LSB") frequency of the track circuit signal received through the receiving means, and analyzes each of the USB and LSB frequencies. Analysis means for analyzing the size of the; And output means for outputting a result analyzed by the analyzing means.

그리고, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치에 있어서, 상기 수신 수단을 통해 수신된 궤도 회로 신호는 주파수 시프트 키잉(Frequency Shift Keying; FSK) 방식의 신호일 수 있고, 상기 분석 수단은, 상기 수신된 궤도 회로 신호의 교류 전압을 RMS(Root Mean Square) 값으로 계산한 후 제로-크로싱(Zero-Crossing) 방식에 기반하여 양 대 음(Positive-to-Negative)과 음 대 양(Negative-to-Positive)간의 구간값을 평균하여 주파수를 계산할 수 있다.In the track circuit measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the track circuit signal received through the receiving means may be a frequency shift keying (FSK) signal, and the analyzing means may include: The AC voltage of the received track circuit signal is calculated as a root mean square (RMS) value, and then positive-to-negative and negative-negative based on zero-crossing. A frequency can be calculated by averaging interval values between to-positive).

또한, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치에 있어서, 상기 분석 수단은, 상기 제로-크로싱 횟수의 변화 및 변화된 시간을 통해 변조 주파수 크기를 계측하고, 제로-크로싱 시간을 통해 USB 주파수와 LSB 주파수를 계측할 수 있다.In the track circuit measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the analyzing means measures the modulation frequency magnitude through the change and the changed time of the zero-crossing frequency, and the USB frequency through the zero-crossing time. And LSB frequency can be measured.

또, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치에 있어서, 상기 분석 수단은, 신호원을 설정 주기만큼 누적 계측하여, 레퍼런스 주파수 대비 계측 주파수 오차를 또한 분석할 수 있다.In the track circuit measuring apparatus according to the embodiment of the present invention, the analyzing means may measure the signal source cumulatively by a set period to analyze the measurement frequency error relative to the reference frequency.

또한, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치에 있어서, 상기 수신 수단에는 주변 선로에서 유입되는 노이즈를 제거하기 위한 대역 통과 필터(Band Pass Filter), 무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response; IIR) 필터, 또는 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response; FIR) 필터 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.In the track circuit measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the receiving means includes a band pass filter and an infinite impulse response (IIR) for removing noise introduced from a peripheral line. ) Or a finite impulse response (FIR) filter.

또, 상기 본 발명의 일 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치에 있어서, 상기 분석 수단은, 상기 FIR 필터의 한 종류인 블랙맨 윈도우(Blackman Window)를 이용하여, 상기 수신된 궤도 신호의 USB 주파수와 LSB 주파수의 각각의 주파수별 크기를 검출하고, 이러한 검출 결과에 기반하여 궤도상의 열차 유무를 판별할 수 있다.In the track circuit measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, the analyzing means uses a blackman window, which is a type of the FIR filter, and a USB frequency and LSB of the received track signal. The magnitude of each frequency of the frequency may be detected, and the presence or absence of a train on the track may be determined based on the detection result.

본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법은, 궤도 회로의 변조된 송신 신호를 수신하는 수신 단계; 상기 수신 수단을 통해 수신된 궤도 회로 신호의 USB 주파수와 LSB 주파수를 구분 검출하여 분석하고, USB와 LSB 주파수 각각의 크기를 분석하는 분석 단계; 및 상기 분석 단계에 의해 분석된 결과를 출력하는 출력 단계를 포함할 수 있다.A track circuit measuring method according to another embodiment of the present invention includes a receiving step of receiving a modulated transmission signal of a track circuit; An analysis step of detecting and analyzing the USB frequency and the LSB frequency of the track circuit signal received through the receiving means, and analyzing the magnitudes of the USB and LSB frequencies, respectively; And an output step of outputting the result analyzed by the analyzing step.

그리고, 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법에 있어서, 상기 수신 단계에서 수신된 궤도 회로 신호는 FSK 방식의 신호일 수 있고, 상기 분석 단계에서는, 상기 수신된 궤도 회로 신호의 교류 전압을 RMS 값으로 계산한 후 제로-크로싱 방식에 기반하여 양 대 음과 음 대 양간의 구간값을 평균하여 주파수를 계산할 수 있다.In the track circuit measuring method according to another embodiment of the present invention, the track circuit signal received in the receiving step may be an FSK signal, and in the analyzing step, the AC voltage of the received track circuit signal is measured. After calculating the RMS value, the frequency can be calculated by averaging the interval value between positive and negative and negative and positive based on the zero-crossing method.

또한, 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법에 있어서, 상기 분석 단계에서는, 상기 제로-크로싱 횟수의 변화 및 변화된 시간을 통해 변조 주파수 크기를 계측하고, 제로-크로싱 시간을 통해 USB 주파수와 LSB 주파수를 계측할 수 있다.Further, in the track circuit measuring method according to another embodiment of the present invention, in the analyzing step, the modulation frequency magnitude is measured by the change and the time of the zero-crossing frequency, and the USB frequency through the zero-crossing time And LSB frequency can be measured.

또, 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법에 있어서, 상기 분석 단계에서는, 신호원을 설정 주기만큼 누적 계측하여, 레퍼런스 주파수 대비 계측 주파수 오차를 또한 분석할 수 있다.Further, in the track circuit measuring method according to another embodiment of the present invention, in the analyzing step, by measuring the signal source cumulatively by a set period, it is also possible to analyze the measurement frequency error relative to the reference frequency.

또, 상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법에 있어서, 상기 분석 단계에서는, FIR 필터의 한 종류인 블랙맨 윈도우를 이용하여, 상기 수신된 궤도 신호의 USB 주파수와 LSB 주파수의 각각의 주파수별 크기를 검출할 수 있다.In the track circuit measuring method according to another embodiment of the present invention, in the analyzing step, each frequency of the USB frequency and the LSB frequency of the received track signal using a blackman window, which is a type of FIR filter, may be used. Star size can be detected.

상기 본 발명의 다른 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법에 있어서, 상기 분석 단계에서는, 상기 검출된 USB 주파수와 LSB 주파수의 각각의 주파수별 크기에 기반하여 궤도상의 열차 유무를 판별할 수 있다.In the track circuit measuring method according to another embodiment of the present invention, in the analyzing step, it is possible to determine whether or not the train on the track based on the size of each frequency of the detected USB frequency and LSB frequency.

본 발명은, AF 궤도 회로의 공칭 주파수의 +17[Hz]의 주파수인 USB 주파수와 공칭 주파수의 -17[Hz]의 주파수인 LSB를 각각 분리하여 측정할 수 있다. 또한, 본 발명은, AF 궤도 회로의 주파수 진단 기능인 주파수 변위를 발견할 수 있다.The present invention can separately measure the USB frequency, which is the frequency of +17 [Hz] of the nominal frequency of the AF track circuit, and the LSB, which is the frequency of -17 [Hz] of the nominal frequency, respectively. In addition, the present invention can find a frequency shift which is a frequency diagnosis function of the AF track circuit.

또한, 본 발명은 측정점에서 가장 큰 입력 값을 가지는 주파수를 측정할 수 있는 스캔 기능을 구현할 수 있다. 또, 높은 임펄스 전압이 인가되므로 정확도는 낮추는 대신 임펄스 파형에 대한 충격에 대한 내구성을 높이도록 설계할 수 있다.In addition, the present invention can implement a scan function that can measure the frequency having the largest input value at the measurement point. In addition, since a high impulse voltage is applied, it can be designed to increase the durability against impact on the impulse waveform instead of lowering the accuracy.

또, 엔지니어가 수동 Range를 선택하는 실수로 부정확한 지시값을 읽거나 기기의 손상을 가져올 수 있는 문제를 해결하도록 Auto-Range 기능을 구현할 수 있다.In addition, the Auto-Range feature can be implemented to solve the problem of engineers incorrectly selecting a manual range to read inaccurate readings or damage the instrument.

또한, 본 발명은 HVI 궤도 회로와 AF 궤도 회로의 양쪽에서 사용할 수 있는 복합 기능의 휴대용으로 구현할 수 있다.In addition, the present invention can be implemented as a portable, multi-functional, which can be used in both the HVI track circuit and the AF track circuit.

도 1은 HVI 궤도 회로의 구성을 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 2는 AF 궤도 회로 장치의 구성을 도시하는 개략적인 구성도이다.
도 3은 TI21의 A형 주파수의 파형을 나타내는 도면이다.
도 4는 인접 궤도회로 송신기 및 노이즈에 의한 간섭을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치의 개략적인 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법의 개략적인 블록 구성도이다.
1 is a schematic block diagram showing the configuration of an HVI track circuit.
2 is a schematic block diagram showing the configuration of the AF track circuit device.
3 is a diagram showing waveforms of the A-type frequency of TI21.
4 is a diagram illustrating interference by an adjacent track circuit transmitter and noise.
5 is a schematic block diagram of a track circuit measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a schematic block diagram of a track circuit measuring method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치의 개략적인 블록 구성도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 궤도 회로 측정 장치는, TU(Tuning Unit : 10), 입력 트랜스(20), 대역 통과 필터(30), 증폭기(40), 저역 통과 필터(50), 디지털 신호 처리기(60), 출력부(70), 복조부(100)를 포함하여 구성된다.5 is a schematic block diagram of a track circuit measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, a track circuit measuring apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a tuning unit (TU) 10, an input transformer 20, a band pass filter 30, an amplifier 40, and a low pass. The filter 50 includes a digital signal processor 60, an output unit 70, and a demodulator 100.

상기 TU(10) 및 상기 입력 트랜스(20)는 송신부에서 발생하는 FSK 파형의 송신 궤도 회로 신호를 수신하고, 상기 대역 통과 필터(30)(Band Pass Filter; "BPF")는 상기 TU(10) 및 상기 입력 트랜스(20)를 통해 수신된 FSK 파형의 궤도 회로 신호에서 주변선로에서 유입되는 노이즈를 제거한다. The TU 10 and the input transformer 20 receive a transmission trajectory circuit signal of an FSK waveform generated by a transmitter, and the band pass filter 30 (BPF) is the TU 10. And noise introduced from the peripheral line from the track circuit signal of the FSK waveform received through the input transformer 20.

상기 증폭기(40)는 궤도 회로 신호의 감쇄된 FSK 파형을 신호처리를 위해 신호 증폭을 하고, 상기 저역 통과 필터(50)(Low Pass Filter); "LPF")는 상기 증폭기(40)에 의한 신호 증폭 과정에서 신호 잡음을 제거한다. The amplifier 40 amplifies the attenuated FSK waveform of the track circuit signal for signal processing, and includes a low pass filter 50; "LPF" removes signal noise during signal amplification by the amplifier 40.

상기 디지털 신호 처리기(60)(Digital Signal Processor; "DSP")는 USB 또는 LSB의 편신호 오류 및 주파수 대역별 신호크기를 분석하기 위한 DSP회로를 거쳐 출력부(70)를 통해 분석결과를 출력한다.The digital signal processor 60 (DSP) outputs an analysis result through the output unit 70 through a DSP circuit for analyzing a single signal error of USB or LSB and a signal size for each frequency band. .

여기서, 상기 디지털 신호 처리기(60)에는 무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response; IIR) 필터와 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response; FIR) 필터가 포함된다.In this case, the digital signal processor 60 includes an Infinite Impulse Response (IIR) filter and a Finite Impulse Response (FIR) filter.

상기 디지털 신호 처리기(60)는, IIR 필터 및 FIR 필터를 이용하여 변조 주파수 및 주파수 대비 크기 성분을 검출한다. 정확한 주파수 검출을 위해 변조된 FSK 신호의 제로-크로싱(Zero-Crossing) 검출을 통한 주파수 분석 실시하여 신호원 별 주파수 및 변조 주파수를 검출한다.The digital signal processor 60 uses an IIR filter and an FIR filter to detect the modulation frequency and the magnitude component of the frequency. For accurate frequency detection, frequency analysis through zero-crossing detection of the modulated FSK signal is performed to detect frequency and modulation frequency for each signal source.

(적용된 IIR 필터의 특징 및 알고리즘)(Features and Algorithms of Applied IIR Filters)

적용된 IIR 필터를 이용한 주파수 측정은 주로 주파수 송신측에서 측정하며, 송신기의 이상 유무를 판단하기 위함이다. 이 경우 출력이 상대적으로 깨끗하며, 약간의 파형 왜곡은 있으나 잡음은 적은 편이다. 따라서, FIR 필터보다 차수가 적은 고속 연산에 유리하여 적용하였다. C28X Filter Library(SPRC082)에 포함된 Matlab용 프로그램인 "eziir32.m"을 사용하여 필터를 설계하였다. 다음이 표 1은 상기 필터의 특성을 나타내었다.Frequency measurement using the applied IIR filter is mainly performed at the frequency transmitter to determine whether there is a problem with the transmitter. In this case, the output is relatively clean, with some waveform distortion, but with less noise. Therefore, the present invention is advantageously applied to high-speed calculations with fewer orders than the FIR filter. The filter was designed using "eziir32.m", a Matlab program included in the C28X Filter Library (SPRC082). Table 1 shows the characteristics of the filter.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 표 1에 있어서, 샘플링 주파수(Sampling Frequency)의 경우 과다하게 적용되면 신호처리 프로세서에 너무 부담이 된다. 또한, 연속 계산 시 시간 초과가 되어 데이터 손실이 발생된다.In Table 1, if the sampling frequency is excessively applied to the signal processing processor too much burden. In addition, the timeout during continuous calculations causes data loss.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 측정하고자 하는 주파수가 최대 2600[Hz]이므로 최대 주파수의 8배에 해당하는 20[kHz]를 적용하였다. 적당한 샘플링 주파수를 적용한 이유는 디지털 신호 처리기(60)에서 소비되는 계산 시간을 줄이기 위한 이유도 포함된다. In a preferred embodiment of the present invention, since the frequency to be measured is up to 2600 [Hz], 20 [kHz] corresponding to 8 times the maximum frequency is applied. The reason for applying the proper sampling frequency also includes the reason for reducing the calculation time consumed in the digital signal processor 60.

상기 복조부(100)는, 송신측에서 변조된 공칭 주파수의 ㅁ17[Hz]의 FSK 파형의 궤도 회로 신호를 그 원래의 신호로 복조한다.The demodulator 100 demodulates the trajectory circuit signal of the FSK waveform of? 17 [Hz] of the nominal frequency modulated at the transmitting side into its original signal.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 궤도 회로 측정 방법의 개략적인 블록 구성도이다.6 is a schematic block diagram of a track circuit measuring method according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하여 보면, 본 발명은, TU(10) 및 입력 트랜스(20)가 송신측에서 발생하는 FSK 파형의 송신 궤도 회로 신호를 수신한다(S10).Referring to Fig. 6, in the present invention, the TU 10 and the input transformer 20 receive a transmission trajectory circuit signal of an FSK waveform generated at the transmitting side (S10).

그리고, 대역 통과 필터(30)가 상기 TU(10) 및 상기 입력 트랜스(20)를 통해 수신된 FSK 파형의 궤도 회로 신호에서 주변선로에서 유입되는 노이즈를 제거하고, 상기 증폭기(40)가 궤도 회로 신호의 감쇄된 FSK 파형을 신호처리를 위해 신호 증폭을 하며, 상기 저역 통과 필터(50)가 상기 증폭기(40)에 의한 신호 증폭 과정에서 신호 잡음을 제거한다(S20).Then, the band pass filter 30 removes the noise flowing from the peripheral line from the track circuit signal of the FSK waveform received through the TU 10 and the input transformer 20, and the amplifier 40 the track circuit The attenuated FSK waveform of the signal is amplified for signal processing, and the low pass filter 50 removes signal noise in the signal amplification process by the amplifier 40 (S20).

상기 노이즈 제거 및 증폭된 궤도 회로 신호는 아날로그-디지털(Analog to Digital; "A/D") 변환 과정을 거쳐(S30), 디지털 신호 처리기(60)를 통해, 주파수의 오차 계측(S40), FSK 변조 주파수의 계측(S50) 및 열차 점유 판단(S60)을 거치게 된다.The noise-removed and amplified track circuit signal is subjected to an analog-to-digital (A / D) conversion process (S30), and through the digital signal processor 60, error measurement of frequency (S40) and FSK. Measurement of the modulation frequency (S50) and train occupancy determination (S60) is passed.

구체적으로는, 상기 주파수의 오차 계측 단계(S40)에 있어서, FSK 파형을 협대역 통과(Narrow Band Pass) 필터를 사용하여 노이즈가 제거된 대역 신호만을 계측한다. AC 전압을 RMS값으로 계산한 후 제로-크로싱 방식에 따라 양 대 음(Positive-to-Negative; 이하, "PtoN")과 음 대 양(Negative-to-Positive; 이하, "NtoP")간의 구간값을 평균하여 주파수를 계산한다. Specifically, in the error measuring step (S40) of the frequency, only a band signal from which noise is removed is measured using a narrow band pass filter on the FSK waveform. Calculate the AC voltage as the RMS value, and then use the zero-crossing method to determine the interval between positive-to-negative ("PtoN") and negative-to-positive ("NtoP"). Calculate the frequency by averaging the values.

이러한 과정을 통해 본 발명의 궤도 신호 측정 장치 및 방법을 통해 편신호에 대한 주파수 분석 및 전압별 크기를 계측할 수 있다. Through this process it is possible to measure the frequency analysis and voltage size for the single signal through the orbital signal measuring apparatus and method of the present invention.

또한, 레퍼런스 주파수 대비 계측 주파수 오차를 검출할 수 있는데, FSK 파형 검출 시 단순 제로-크로싱 방식으로는 아날로그-디지털 변환 과정에서 샘플링한 주파수 20[kHz]로 2600[Hz]까지의 레퍼런스 주파수 오차를 측정하기는 불가능하다. 이에 대한 예시는 다음과 같다. In addition, it is possible to detect the measurement frequency error compared to the reference frequency. When detecting the FSK waveform, a simple zero-crossing method measures the reference frequency error up to 2600 [Hz] at the frequency 20 [kHz] sampled during the analog-digital conversion process. It is impossible to do. An example of this is as follows.

Pt = Pt구간의 시간Pt = time in Pt section

Nt = Nt구간의 시간Nt = time of Nt section

주파수 = 1/ Pt + 1/ NtFrequency = 1 / Pt + 1 / Nt

샘플링 주파수에 따른 최소 검출 샘플링 시간 = 1/20[kHz] = 50[μs]Minimum detection sampling time according to sampling frequency = 1/20 [kHz] = 50 [μs]

아래와 같이 레퍼런스 주파수 구간이 2600[Hz]일 경우 한주기에 대한 시간은 384.62[μs] 이다. 이에 계측에 따른 신호 레퍼런스가 2601[Hz]일 때 샘플링 시간은 384.47[μs]이다. 이에 따른 레퍼런스 오차를 검출하기 위해서는 2600[Hz] - 2601[Hz] 간의 384.62[μs] - 384.47[μs] = 0.15[μs] 보다 샘플링 시간이 짧아야 한다. 하지만 본 발명의 실시예에서는 샘플링 시간이 50[μs]이기 때문에 신호원을 한 주기씩 계측하여 오차를 계측하는 것은 불가능하다. If the reference frequency section is 2600 [Hz] as shown below, the time for one cycle is 384.62 [μs]. The sampling time is 384.47 [μs] when the signal reference according to the measurement is 2601 [Hz]. To detect the reference error, the sampling time should be shorter than 384.62 [μs]-384.47 [μs] = 0.15 [μs] between 2600 [Hz]-2601 [Hz]. However, in the embodiment of the present invention, since the sampling time is 50 [μs], it is impossible to measure the error by measuring the signal source one by one.

이를 해결하기 위하여 계측된 신호원을 5000주기로 누적하여 계측하였다. 이렇게 계측된 신호원의 레퍼런스가 2601[Hz]일 경우, 기준 레퍼런스인 2600[Hz]와 샘플링 시간 오차는 750[μs]가 된다. 이럴 경우 설정된 샘플링 시간보다 크기 때문에 오차에 대한 계측이 가능해진다.To solve this problem, the measured signal sources were accumulated in 5000 cycles. When the reference of the measured signal source is 2601 [Hz], the reference reference 2600 [Hz] and the sampling time error become 750 [μs]. In this case, the error can be measured because it is larger than the set sampling time.

상기 FSK 변조 주파수의 계측 단계(S50)에 있어서, AF궤도회로의 FSK 궤도 신호는 레퍼런스 주파수에 저주파 -17[Hz]와 고주파 +17[Hz]에 의한 4.8[Hz]로 변조가 이루어진다. In the measuring step of the FSK modulation frequency (S50), the FSK track signal of the AF track circuit is modulated at 4.8 [Hz] by low frequency -17 [Hz] and high frequency +17 [Hz] at the reference frequency.

변조 주파수에 대한 이상을 검출하기 위하여 제안된 알고리즘은 한 주기 내에 제로-크로싱점을 검출하여 USB 및 LSB 신호에 대한 주파수 분석과 변조 주파수의 분석이 가능하다. 이에 대한 예시는 다음과 같다. The proposed algorithm to detect abnormality of modulation frequency detects zero-crossing point within one period and enables frequency analysis and modulation frequency analysis of USB and LSB signals. An example of this is as follows.

철도 내에 AF 궤도회로의 최대 변조 폭은 1?10[Hz]이다. 따라서 가장 가혹한 조건인 10[Hz]의 변조를 기준으로 할 때, 50[ms]동안은 주파수 변이가 없는 시간임을 알 수 있다. 다시 표현한다면 변조의 한주기는 저주파와 고주파의 파형으로 구성되어져 있고, 한주기에 대한 시간은 100[ms]이다. 이로써 반주기에 해당하는 50[ms]동안은 주파수에 대한 변이가 없다. The maximum modulation width of the AF track circuit in the railway is 1 to 10 [Hz]. Accordingly, it can be seen that 50 ms is a time when there is no frequency variation based on the modulation of 10 [Hz], which is the harshest condition. In other words, one period of modulation is composed of low frequency and high frequency waveforms, and the time for one period is 100 [ms]. As a result, there is no variation in frequency for 50 [ms].

이를 착안하여 제로-크로싱의 횟수가 변하는 구간을 검출 한 다음 USB 신호 및 LSB 신호에 대한 편신호 주파수 분석이 가능해 진다. 또한 한주기내의 변조주파수 분석이 가능하다. 이에 대한 예시는 다음과 같다.With this in mind, it is possible to detect a section in which the number of zero-crossings is changed, and then analyze a single signal frequency of the USB signal and the LSB signal. It is also possible to analyze the modulation frequency within one period. An example of this is as follows.

최대 무 변조 간격 : 100[ms] / 2 = 50[ms]Maximum No Modulation Interval: 100 [ms] / 2 = 50 [ms]

50[ms] 간격으로 측정 시, 반드시 저 주파수 상태이거나 고 주파수 상태만 있는 무 변조 구간을 1회 이상 얻을 수 있다. When measured at 50 [ms] intervals, one or more unmodulated intervals, which must be in the low or high frequency state, can be obtained.

즉, 아래와 같이 제로-크로싱 횟수 및 시간을 검출 하여 USB 주파수 및 LSB 주파수를 분석 할 수 있다. 제로-크로싱 변화점을 계측하여 변조 주파수 또한 분석 될 수 있다.That is, the USB frequency and the LSB frequency can be analyzed by detecting the zero-crossing count and time as follows. By measuring the zero-crossing point of change, the modulation frequency can also be analyzed.

50[ms]내의 제로-크로싱 횟수 및 시간: Number of zero-crossings and times within 50 [ms]:

USB Frequency : 1549[Hz] + 17[Hz] = 1566[Hz]USB Frequency: 1549 [Hz] + 17 [Hz] = 1566 [Hz]

LSB Frequency : 1549[Hz] - 17[Hz] = 1532[Hz] LSB Frequency: 1549 [Hz]-17 [Hz] = 1532 [Hz]

USB 구간의 한주기 시간 : 638.6[μs]One cycle time of USB section: 638.6 [μs]

USB 제로-크로싱 총 검출 횟수 : 1566[Hz] * 50[ms] = 78.3번Total number of USB zero-crossing detections: 1566 [Hz] * 50 [ms] = 78.3 times

LSB 구간의 한주기 시간: 652.7[μs]One cycle time for LSB section: 652.7 [μs]

LSB 제로-크로싱 총 검출 횟수: 1532[Hz] * 50[ms] = 76.6번LSB zero-crossing total detections: 1532 [Hz] * 50 [ms] = 76.6 times

위에서 예시된 제로-크로싱 횟수의 변화 및 변화된 시간을 통한 변조 주파수 크기를 계측하고, 제로-크로싱 시간을 통한 USB 및 LSB 신호의 주파수를 계측 할 수 있다.It is possible to measure the modulation frequency magnitude through the change and the time of the zero-crossing times illustrated above, and the frequency of the USB and LSB signals through the zero-crossing time.

위와 같이 IIR 필터를 통한 LSB 및 USB 신호에 대한 주파수 계측 및 변조 주파수의 계측에 대한 알고리즘을 본 발명에서는 제안 하였다.  As described above, the present invention proposes an algorithm for measuring the frequency and modulation frequency of the LSB and USB signals through the IIR filter.

상기 열차 점유 판단 단계(S60)에 있어서, AF궤도회로의 FSK 궤도신호를 FIR필터를 이용하여 궤도상의 열차 점유 유무를 판단할 수 있다. FIR필터의 한 종류인 블랙맨 윈도우(Blackman Window)를 이용하면 변조된 신호의 USB와 LSB가 가지고 있는 각각의 주파수별 크기를 검출할 수 있다. 이를 통하여 궤도상의 열차 점유 유무를 판단할 수 있다.In the train occupancy determination step (S60), it is possible to determine whether or not the occupancy of the train on the track using the FIR filter FSK track signal of the AF track circuit. The Blackman Window, a type of FIR filter, can detect the magnitude of each frequency of the USB and LSB of the modulated signal. Through this, it is possible to determine whether the train occupies the track.

상기 디지털 신호 처리기(60)를 통해서 수행된, 주파수의 오차 계측(S40), FSK 변조 주파수의 계측(S50) 및 열차 점유 판단(S60)의 결과는 출력부(70)를 통해 출력된다.The result of the error measurement (S40) of the frequency, the measurement of the FSK modulation frequency (S50), and the train occupancy determination (S60) performed by the digital signal processor 60 are output through the output unit 70.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 송신기 측의 고장으로 인하여 LSB나 USB 중에서 한 쪽만 신호가 송출되는 경우, 궤도계전기가 무여자 되어 열차가 점유된 상태로 되는 문제점을 해결하기 위해, 주파수를 측정(AF)하여 변조상태를 숫자로 확인할 수 있도록 하였다.As described above, according to the present invention, when only one of the LSB or the USB signal is transmitted due to a failure of the transmitter side, in order to solve the problem that the track relay is not excited and the train is occupied, frequency is measured. (AF) to check the modulation state numerically.

또한, 본 발명에 따르면, 측정 장소의 최대값(주파수)을 측정할 수 있도록 설계하였다. 튜닝 유닛은 전기적 동조구역에 의하여 궤도회로를 분리해야 하는데 오류일 경우 전단의 주파수를 소거하지 못할 수 있으며, 측선의 주파수가 들어올 경우 간섭에 따른 문제를 진단할 수 있다. 또한 주변 송신기의 전원을 제거 했을 때 주파수가 측정된다면 노이즈에 의한 문제로 진단할 수 있다. In addition, according to the present invention, it is designed to measure the maximum value (frequency) of the measurement site. The tuning unit must separate the track circuit by the electric tuning zone, and if it is an error, it may not be able to cancel the frequency of the front end, and when the frequency of the side line comes in, it can diagnose the problem due to the interference. In addition, if the frequency is measured when the power of the peripheral transmitter is removed, it can be diagnosed as a problem due to noise.

또한, 본 발명에 따르면, Auto-Range의 기능을 부가하여 편리성과 사용자의 조작실수로 인한 부정확한 측정 및 기기가 손상되는 일이 없도록 설계할 수 있다.In addition, according to the present invention, by adding a function of the Auto-Range can be designed so that inaccurate measurement and the device is not damaged due to the convenience and the user's mistake.

또한, 도통 시험을 수행할 수 있도록 하여 20[Ω] 미만일 경우 표시하도록 할 수 있다.In addition, the conduction test may be performed so that it may be displayed when it is less than 20 [Ω].

따라서, 본 발명은, 종래의 TTM에 대한 향상된 다음과 같은 기능을 가질 수 있다. 첫째, 변조 주파수를 측정하여 변조상태를 숫자로 확인할 수 있도록 할 수 있다. 둘째, Auto-Range의 기능을 부가하여 사용상 편리하게 할 수 있으며, 사용자의 Range선택 실수로부터 기기를 보호할 수 있도록 할 수 있다. 셋째, 도통시험을 수행할 수 있도록 하여 20[Ω] 미만일 경우 표시하도록 할 수 있다.Thus, the present invention can have the following improved functionality over conventional TTM. First, the modulation frequency can be measured so that the modulation state can be identified numerically. Second, it can be convenient to use by adding the function of Auto-Range, and can protect the device from user's range selection mistake. Third, the conduction test can be performed so that it can be displayed if it is less than 20 [Ω].

본 발명은, 기존의 궤도 회로 특히, HVI 궤도 회로와 AF 궤도 회로의 신호를 주변 선로의 영향 없이, 송신측의 고장으로 인한 USB와 LSB의 편신호를 측정할 수 있는 향상된 궤도 회로 신호의 측정 장치 및 방법을 제공한다. The present invention provides an improved track circuit signal measuring device capable of measuring the signals of the conventional track circuit, especially the HVI track circuit and the AF track circuit, without affecting the peripheral lines, and the single signal of the USB and LSB due to the failure of the transmitting side. And methods.

10: TU(Tuning Unit)
20: 입력 트랜스
30: 대역 통과 필터
40: 증폭기
50: 저역 통과 필터
60: 디지털 신호 처리기
70: 출력부
100: 복조부
10: Tuning Unit (TU)
20: input transformer
30: Bandpass Filter
40: amplifier
50: low pass filter
60: digital signal processor
70: output unit
100: demodulator

Claims (14)

궤도 회로의 변조된 송신 신호를 수신하는 수신 수단;
상기 수신 수단을 통해 수신된 궤도 회로 신호의 상위 신호 대역(Upper Signal Band; "USB") 주파수와 하위 신호 대역(Lower Signal Band; "LSB") 주파수를 구분 검출하여 분석하고, USB와 LSB 주파수 각각의 크기를 분석하는 분석 수단; 및
상기 분석 수단에 의해 분석된 결과를 출력하는 출력 수단을 포함하는 궤도 회로 측정 장치.
Receiving means for receiving a modulated transmit signal of the track circuit;
Detects and analyzes the upper signal band ("USB") frequency and the lower signal band ("LSB") frequency of the track circuit signal received through the receiving means, and analyzes each of the USB and LSB frequencies. Analysis means for analyzing the size of the; And
And an output means for outputting a result analyzed by said analysis means.
청구항 1에 있어서,
상기 수신 수단을 통해 수신된 궤도 회로 신호는 주파수 시프트 키잉(Frequency Shift Keying; FSK) 방식의 신호이고,
상기 분석 수단은, 상기 수신된 궤도 회로 신호의 교류 전압을 RMS(Root Mean Square) 값으로 계산한 후 제로-크로싱(Zero-Crossing) 방식에 기반하여 양 대 음(Positive-to-Negative)과 음 대 양(Negative-to-Positive)간의 구간값을 평균하여 주파수를 계산하는 궤도 회로 측정 장치.
The method according to claim 1,
The track circuit signal received through the receiving means is a frequency shift keying (FSK) signal,
The analyzing means calculates an AC voltage of the received track circuit signal as a root mean square (RMS) value and then uses positive-to-negative and negative signals based on a zero-crossing scheme. A track circuit measuring device that calculates a frequency by averaging interval values between negative-to-positive.
청구항 2에 있어서,
상기 분석 수단은 상기 제로-크로싱 횟수의 변화 및 변화된 시간을 통해 변조 주파수 크기를 계측하고, 제로-크로싱 시간을 통해 USB 주파수와 LSB 주파수를 계측하는 궤도 회로 측정 장치.
The method according to claim 2,
And the analyzing means measures the modulation frequency magnitude through the change and the changed time of the zero-crossing times, and the USB frequency and LSB frequency through the zero-crossing time.
청구항 1에 있어서,
상기 분석 수단은 신호원을 설정 주기만큼 누적 계측하여, 레퍼런스 주파수 대비 계측 주파수 오차를 또한 분석하는 궤도 회로 측정 장치.
The method according to claim 1,
And the analyzing means accumulates and measures the signal source by a set period to further analyze the measurement frequency error relative to the reference frequency.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신 수단에는 주변 선로에서 유입되는 노이즈를 제거하기 위한 대역 통과 필터(Band Pass Filter)가 포함되는 궤도 회로 측정 장치
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The receiving means includes a track circuit measuring device including a band pass filter for removing the noise flowing from the peripheral line
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분석 수단에는 무한 임펄스 응답(Infinite Impulse Response; IIR) 필터가 포함되는 궤도 회로 측정 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the analyzing means includes an infinite impulse response (IIR) filter.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분석 수단에는 유한 임펄스 응답(Finite Impulse Response; FIR) 필터가 포함되는 궤도 회로 측정 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The analyzing means comprises a finite impulse response (FIR) filter.
청구항 7에 있어서,
상기 분석 수단은 상기 FIR 필터의 한 종류인 블랙맨 윈도우(Blackman Window)를 이용하여 상기 수신된 궤도 신호의 USB 주파수와 LSB 주파수의 각각의 주파수별 크기를 검출하고, 이러한 검출 결과에 기반하여 궤도상의 열차 유무를 판별하는 궤도 회로 측정 장치.
The method of claim 7,
The analyzing means detects the size of each frequency of the USB frequency and the LSB frequency of the received orbital signal using a Blackman Window, which is one type of the FIR filter, and trains on the orbit based on the detection result. Track circuit measuring device to determine the presence or absence.
궤도 회로의 변조된 송신 신호를 수신하는 수신 단계;
상기 수신 수단을 통해 수신된 궤도 회로 신호의 USB 주파수와 LSB 주파수를 구분 검출하여 분석하고, USB와 LSB 주파수 각각의 크기를 분석하는 분석 단계; 및
상기 분석 단계에 의해 분석된 결과를 출력하는 출력 단계를 포함하는 궤도 회로 측정 방법.
Receiving a modulated transmit signal of the track circuit;
An analysis step of detecting and analyzing the USB frequency and the LSB frequency of the track circuit signal received through the receiving means, and analyzing the magnitudes of the USB and LSB frequencies, respectively; And
And an output step of outputting a result analyzed by the analyzing step.
청구항 9에 있어서,
상기 수신 단계에서 수신된 궤도 회로 신호는 FSK 방식의 신호이고,
상기 분석 단계에서는 상기 수신된 궤도 회로 신호의 교류 전압을 RMS 값으로 계산한 후 제로-크로싱 방식에 기반하여 양 대 음과 음 대 양간의 구간값을 평균하여 주파수를 계산하는 궤도 회로 측정 방법.
The method according to claim 9,
The track circuit signal received in the receiving step is a signal of the FSK method,
And in the analyzing step, calculating an AC voltage of the received track circuit signal as an RMS value and calculating a frequency by averaging interval values between positive to negative and negative to positive based on a zero-crossing scheme.
청구항 9에 있어서,
상기 분석 단계에서는 상기 제로-크로싱 횟수의 변화 및 변화된 시간을 통해 변조 주파수 크기를 계측하고, 제로-크로싱 시간을 통해 USB 주파수와 LSB 주파수를 계측하는 궤도 회로 측정 방법.
The method according to claim 9,
In the analyzing step, the modulation frequency magnitude is measured through the change and the changed time of the zero-crossing time, and the orbital circuit measuring method for measuring the USB frequency and LSB frequency through the zero-crossing time.
청구항 9에 있어서,
상기 분석 단계에서는 신호원을 설정 주기만큼 누적 계측하여 레퍼런스 주파수 대비 계측 주파수 오차를 또한 분석하는 궤도 회로 측정 방법.
The method according to claim 9,
And in the analyzing step, accumulating the signal source by a set period to further analyze the measurement frequency error relative to the reference frequency.
청구항 9에 있어서,
상기 분석 단계에서는 FIR 필터의 한 종류인 블랙맨 윈도우를 이용하여 상기 수신된 궤도 신호의 USB 주파수와 LSB 주파수의 각각의 주파수별 크기를 검출하는 궤도 회로 측정 방법.
The method according to claim 9,
And in the analyzing step, detecting a magnitude for each frequency of the USB frequency and LSB frequency of the received orbital signal using a blackman window, which is a type of FIR filter.
청구항 13에 있어서,
상기 분석 단계에서는 상기 검출된 USB 주파수와 LSB 주파수의 각각의 주파수별 크기에 기반하여 궤도상의 열차 유무를 판별하는 궤도 회로 측정 방법.
The method according to claim 13,
In the analyzing step, the track circuit measuring method for determining whether or not the train on the track based on the size of each frequency of the detected USB frequency and LSB frequency.
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