MATLAB的ZPW-2000A轨道电路特征频率分析系统设计(2)
6 频率提取系统仿真设计 24
6.1 系统总体功能介绍 24
6.1.1信号调制过程 24
6.1.2频率提取过程 25
6.2 系统设计模块介绍 26
6.2.1人机界面设计 26
6.2.2信号处理问题点与解决方案 27
6.3 仿真结果与分析 30
7结论与展望 34
7.1 结论 34
7.2 展望 34
8 致谢 36
参考文献 37
1 绪论
1.1 课题研究目的和意义
中国很大，占地好几千公里，人数众多，想要发达经济，运输就显得特别的重要，而铁路是中国交通运输的主要并且重要的基础设施，由于其拥有巨大的运输量的显著的特点，这就被称为国民经济的大动脉，它对于增进物品资源在城乡之间的流通，提高社会经济水平起着非常重要的作用。近年来，随着铁路的不断提速，尤其是高速铁路的出现和不断发展，使得铁路在旅客运输方面更是发挥着不可替代的作用。所以，大幅度发展铁路事业，增强铁路的运输能力有着重大的意义。但是，安全也是我们无法忽视的问题，提高铁路的运输能力和保障铁路行车安全是非常重要的。轨道电路是一种基础设备，可以控制列车行驶、保证行车安全型，而且必须对轨道电路的工作状态进行定期的规律性的检查来保障其可靠性，因为它的安全直接影响铁路的列车行驶安全。
移频轨道电路是一个在中国使用的最普遍的轨道电路的主要形式。目前，中国移频轨道电路包含国产18信息移频自动闭塞系统和来自法国并引入中国的国产化的ZPW-2000A无绝缘移频自动闭塞系统两种制式，且都是以频率作为参数来传递行车讯息。铁路相关管理部门必须按期规律性的测试并检查轨道电路的电压、电流、频率等参数，才可以保证轨道电路极其信号设备是不是处于最好的运作状况，实时的消除掉隐藏的故障和忧患，确保铁路列车安全行驶。所以我们针对移频轨道电路的频率参数的提取方式进行分析和系统设计。
因为在铁路运输过程当中，铁路轨道信号设备非常重要，它犹如人的耳朵、眼睛和中枢神经，担负着铁路运行控制网上各种行车设备的状态和情况的信息传输和调度控制指挥的作用。因此，如何能更有效地更准确地传输和接收检测到的轨道信号已经成为在将来的轨道交通发展道路上必须时刻关注和解决的问题。
1.2 国内外研究水平
1.3 轨道移频信号特征频率提取的研究现状
1.4 本课题研究内容
通过查阅国内与国外的诸多文章内容，本课题介绍了国内与国外的移频轨道电路信号的类型，并且介绍了对移频轨道电路信号的频率参数的提取的现状的研究。ZPW-2000A 移频轨道电路信号作为中国铁路上应用最广泛的轨道信号，对其频率参数的提取存在一定的难度，而且也存在一定的改良空间。所以本课题以 ZPW-2000A 移频轨道电路信号为研究对象，对它的特征频率参数进行提取。
本课题对ZPW-2000A 移频轨道电路信号的时域和频域特征进行了深入的分析，并将它与相似的信号作了比较，得出了相同点和不同点，从而指出了对移频信号特征频率提取的重点方向与内容，即上边频与下边频的分离和提取精度的有效准确度，并借助 MATLAB 做了仿真测试。在实际的工程应用中，因为没有办法实时地产生本地的载波信号，所以就没有办法采用相干解调的方法来还原 ZPW-2000A 移频轨道电路信号的低频调制信号。针对于 ZPW-2000A 移频轨道电路信号的低频的提取，本课题将一种相似信号的解调方法运用到移频轨道电路信号的解调中，即FSK信号，采用一种接近于相干解调的方法，将延时后的原始待测信号与延时前的原始待测信号进行相乘，经低通滤波器滤波后，就可以得出低频调制信号的相关频率信息。本课题借助仿真软件 MATLAB对这种相干解调的算法做出仿真，并在理论基础上证明了这种算法是可行的。
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