Синтез цифрового локомотивного приемника автоматической локомотивной сигнализации
Loading...
Date
2013
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
RU: Цель. Автоматическая локомотивная сигнализация непрерывного типа с числовым кодированием (АЛСН)
имеет ряд недостатков: малую значность сигнализации, низкую помехоустойчивость, высокую инерционность,
низкую функциональную гибкость. Необходим поиск новых, более совершенных методов обработки сигналов
автоматической локомотивной сигнализации, синтез помехоустойчивого цифрового локомотивного приемника АЛСН. Методика. Предложенный алгоритм обнаружения и различения сигналов локомотивной сигнализации базируется на определении взаимных корреляций принятого колебания и опорных сигналов. Для выбора
пороговых уровней решающего устройства был сформулирован следующий критерий: локомотивный приемник должен установить максимально правильное решение при заданной вероятности опасной ошибки. Результаты. Установлено, что случайный характер амплитуды сигнала АЛСН не влияет на алгоритм обнаружения. В то же время закон распределения и числовые характеристики амплитуды сигнала влияют на вероятность появления ошибок, а также учитываются при выборе пороговых уровней. В соответствии с полученным
алгоритмом обнаружения и различения сигналов АЛСН был синтезирован цифровой локомотивный приемник,
содержащий полосовой фильтр, амплитудный ограничитель, нормирующий усилитель со схемой автоматической регулировки усиления, аналого-цифровой преобразователь и цифровой сигнальный процессор. Научная
новизна. Усовершенствована система АЛСН путем перевода технических средств на современную микроэлектронную элементную базу, применены более совершенные методы обнаружения и различения сигналов
локомотивной сигнализации. Практическая значимость. Использование цифровых технологий при построении локомотивного приемника АЛСН позволит расширить его функциональные возможности, обеспечит повышение помехозащищенности и устойчивости функционирования системы локомотивной сигнализации в условиях воздействия различных дестабилизирующих факторов.
UK: Мета. Автоматична локомотивна сигналізація безперервного типу з числовим кодуванням (АЛСН) має ряд недоліків: малу значність сигналізації, низьку завадостійкість, високу інерційність, низьку функціональну гнучкість. Потрібен пошук нових, більш досконалих методів обробки сигналів автоматичної локомотивної сигналізації, синтез завадостійкого цифрового локомотивного приймача АЛСН. Методика. Запропонований алгоритм виявлення та розпізнавання сигналів локомотивної сигналізації базується на визначенні взаємних кореляцій прийнятого коливання і опорних сигналів. Для вибору граничних рівнів вирішального пристрою був сформульований наступний критерій: локомотивний приймач повинен встановити максимально правильне рішення при заданій імовірності небезпечної помилки. Результати. Встановлено, що випадковий характер амплітуди сигналу АЛСН не впливає на алгоритм виявлення. В той же час, закон розподілу та числові характеристики амплітуди сигналу впливають на імовірність помилок, а також повинні бути враховані при виборі граничних рівнів. Згідно з отриманим алгоритмом виявлення та розрізнення сигналів АЛСН був синтезований цифровий локомотивний приймач, який містить смуговий фільтр, амплітудний обмежувач, нормуючий підсилювач зі схемою автоматичного регулювання посилення, аналого-цифровий перетворювач і цифровий сигнальний процесор. Наукова новизна. Удосконалення системи АЛСН шляхом переведення технічних засобів на сучасну мікроелектронну елементну базу, застосування більш досконалих методів виявлення і розрізнення сигналів локомотивної сигналізації. Практична значимість. Використання цифрових технологій при побудові локомотивного приймача АЛСН дозволить розширити його функціональні можливості, забезпечить підвищення завадостійкості та стійкості функціонування системи локомотивної сигналізації в умовах впливу різних дестабілізуючих факторів.
EN: Purpose. Automatic locomotive signaling of continuous type with a numeric coding (ALSN) has several disadvantages: a small number of signal indications, low noise stability, high inertia and low functional flexibility. Search for new and more advanced methods of signal processing for automatic locomotive signaling, synthesis of the noise proof digital locomotive receiver are essential. Methodology. The proposed algorithm of detection and identification locomotive signaling codes is based on the definition of mutual correlations of received oscillation and reference signals. For selecting threshold levels of decision element the following criterion has been formulated: the locomotive receiver should maximum set the correct solution for a given probability of dangerous errors. Findings. It has been found that the random nature of the ALSN signal amplitude does not affect the detection algorithm. However, the distribution law and numeric characteristics of signal amplitude affect the probability of errors, and should be considered when selecting a threshold levels According to obtained algorithm of detection and identification ALSN signals the digital locomotive receiver has been synthesized. It contains band pass filter, peak limiter, normalizing amplifier with automatic gain control circuit, analog to digital converter and digital signal processor. Originality. The ALSN system is improved by the way of the transfer of technical means to modern microelectronic element base, more perfect methods of detection and identification codes of locomotive signaling are applied. Practical value. Use of digital technology in the construction of the locomotive receiver ALSN will expand its functionality, will increase the noise immunity and operation stability of the locomotive signal system in conditions of various destabilizing factors.
UK: Мета. Автоматична локомотивна сигналізація безперервного типу з числовим кодуванням (АЛСН) має ряд недоліків: малу значність сигналізації, низьку завадостійкість, високу інерційність, низьку функціональну гнучкість. Потрібен пошук нових, більш досконалих методів обробки сигналів автоматичної локомотивної сигналізації, синтез завадостійкого цифрового локомотивного приймача АЛСН. Методика. Запропонований алгоритм виявлення та розпізнавання сигналів локомотивної сигналізації базується на визначенні взаємних кореляцій прийнятого коливання і опорних сигналів. Для вибору граничних рівнів вирішального пристрою був сформульований наступний критерій: локомотивний приймач повинен встановити максимально правильне рішення при заданій імовірності небезпечної помилки. Результати. Встановлено, що випадковий характер амплітуди сигналу АЛСН не впливає на алгоритм виявлення. В той же час, закон розподілу та числові характеристики амплітуди сигналу впливають на імовірність помилок, а також повинні бути враховані при виборі граничних рівнів. Згідно з отриманим алгоритмом виявлення та розрізнення сигналів АЛСН був синтезований цифровий локомотивний приймач, який містить смуговий фільтр, амплітудний обмежувач, нормуючий підсилювач зі схемою автоматичного регулювання посилення, аналого-цифровий перетворювач і цифровий сигнальний процесор. Наукова новизна. Удосконалення системи АЛСН шляхом переведення технічних засобів на сучасну мікроелектронну елементну базу, застосування більш досконалих методів виявлення і розрізнення сигналів локомотивної сигналізації. Практична значимість. Використання цифрових технологій при побудові локомотивного приймача АЛСН дозволить розширити його функціональні можливості, забезпечить підвищення завадостійкості та стійкості функціонування системи локомотивної сигналізації в умовах впливу різних дестабілізуючих факторів.
EN: Purpose. Automatic locomotive signaling of continuous type with a numeric coding (ALSN) has several disadvantages: a small number of signal indications, low noise stability, high inertia and low functional flexibility. Search for new and more advanced methods of signal processing for automatic locomotive signaling, synthesis of the noise proof digital locomotive receiver are essential. Methodology. The proposed algorithm of detection and identification locomotive signaling codes is based on the definition of mutual correlations of received oscillation and reference signals. For selecting threshold levels of decision element the following criterion has been formulated: the locomotive receiver should maximum set the correct solution for a given probability of dangerous errors. Findings. It has been found that the random nature of the ALSN signal amplitude does not affect the detection algorithm. However, the distribution law and numeric characteristics of signal amplitude affect the probability of errors, and should be considered when selecting a threshold levels According to obtained algorithm of detection and identification ALSN signals the digital locomotive receiver has been synthesized. It contains band pass filter, peak limiter, normalizing amplifier with automatic gain control circuit, analog to digital converter and digital signal processor. Originality. The ALSN system is improved by the way of the transfer of technical means to modern microelectronic element base, more perfect methods of detection and identification codes of locomotive signaling are applied. Practical value. Use of digital technology in the construction of the locomotive receiver ALSN will expand its functionality, will increase the noise immunity and operation stability of the locomotive signal system in conditions of various destabilizing factors.
Description
Keywords
автоматическая локомотивная сигнализация, помехи, критерий обнаружения и различения сигналов, согласованный фильтр, автоматична локомотивна сигналізація, завади, критерій виявлення та розрізнення сигналів, узгоджений фільтр, automatic locomotive signaling, noise, criterion of detection and identification the signals, matched filter, КАТ
Citation
Гончаров, К. В. Синтез цифрового локомотивного приемника автоматической локомотивной сигнализации / К. В. Гончаров // Наука та прогрес транспорту. – 2013. – № 1. – С. 30–38. – Бібліогр. в кінці ст. – doi: 10.15802/stp2013/9577.