[發明專利]鐵路信號電纜在線故障定位系統及方法

在審

• 申請號: 202010944972.1
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112067945A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 薛瑞民;張學誠;梅建軍;張恩泉;裴世雄
• 申請（專利權）人: 廣州賽力迪科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黎揚鵬

1.一種鐵路信號電纜在線故障定位系統，其特征在于，包括MCU模塊、FPGA模塊以及信號調理及防護模塊，其中，

所述MCU模塊，用于產生控制信號，從所述FPGA模塊獲取被測電纜的第一長度；根據所述第一長度采用長度自適應方式動態調整所述控制信號，根據動態調整后的所述控制信號進行在線故障定位分析與計算，得到所述被測電纜的第二長度，其中，所述第一長度為開始測試時的初始電纜長度；

所述FPGA模塊，用于根據所述控制信號產生偽隨機序列信號，根據所述控制信號調制所述偽隨機序列信號得到偽隨機序列擴頻信號，從接收到的返回信號中分離獲取回波信號，對所述回波信號進行相關運算處理并將相關運算的結果發送給所述MCU模塊；

所述信號調理及防護模塊，用于根據所述控制信號對所述偽隨機序列擴頻信號進行放大、數模轉換和濾波處理，得到在線測試信號作為所述被測電纜的入射信號；

所述MCU模塊與所述FPGA模塊連接，所述信號調理及防護模塊的第一輸入端與所述MCU模塊連接，所述信號調理及防護模塊的第二輸入端與所述FPGA模塊連接，所述信號調理及防護模塊的輸出端連接所述FPGA模塊。

2.根據權利要求1所述的一種鐵路信號電纜在線故障定位系統，其特征在于，所述控制信號為波形控制信號，所述MCU模塊包括：

波形控制模塊，用于產生所述波形控制信號，根據所述第一長度采用長度自適應方式動態調整所述波形控制信號；

背景噪聲數據庫及數據統計分析模塊，用于建立背景噪聲庫，將實時的相關計算結果與背景噪聲數據庫中的數據進行對比分析，從所述FPGA模塊獲取所述第一長度；獲取所述FPGA模塊根據動態調整后的所述波形控制信號計算出的所述第二長度，并結合所述第二長度確定所述被測電纜故障的狀態和故障的類型；

所述波形控制模塊的輸出端連接所述FPGA模塊，所述波形控制模塊的輸出端還連接所述信號調理及防護模塊；所述背景噪聲數據庫及數據統計分析模塊連接所述FPGA模塊。

3.根據權利要求2所述的一種鐵路信號電纜在線故障定位系統，其特征在于，所述波形控制信號包括序列控制字信號和頻率控制字信號，所述偽隨機序列信號為M序列或混沌序列信號，所述FPGA模塊包括：

M/混沌序列產生模塊，與所述波形控制模塊的輸出端連接，用于根據所述序列控制字信號生成M序列或混沌序列信號；

信號調制模塊，用于根據所述頻率控制字信號調制所述M序列或混沌序列信號，得到偽隨機序列擴頻信號；

自適應噪聲對消模塊，用于根據所述背景噪聲數據庫的數據采用自適應濾波算法對所述返回信號進行對消處理，從而得到所述回波信號；

信號處理模塊，用于通過相關算法計算所述入射信號與所述回波信號的時延，以及計算所述第二長度；

所述M/混沌序列產生模塊的輸入端與所述波形控制模塊的輸出端連接，所述信號調制模塊的第一輸入端與所述波形控制模塊的輸出端連接，所述信號調制模塊的第二輸入端與M/混沌序列產生模塊的輸出端連接，所述信號調制模塊的輸出端連接所述信號調理及防護模塊的輸入端，所述自適應噪聲對消模塊的第一輸入端連接所述信號調理及防護模塊的輸出端，所述自適應噪聲對消模塊的第二輸入端連接所述背景噪聲數據庫及數據統計分析模塊的輸出端，所述自適應噪聲對消模塊與所述信號處理模塊連接，所述信號處理模塊與所述背景噪聲數據庫及數據統計分析模塊連接。

4.根據權利要求3所述的一種鐵路信號電纜在線故障定位系統，其特征在于，所述MCU模塊還包括：

傳播速率選擇模塊，與所述信號處理模塊連接，用于根據所述被測電纜的型號選擇匹配的傳播速率。

5.根據權利要求1所述的一種鐵路信號電纜在線故障定位系統，其特征在于，所述在線故障定位系統還包括：

選線模塊，用于按照預先設定的測試對象與測試順序，對多個所述被測電纜進行輪詢選通；

所述選線模塊的輸入端連接所述信號調理及防護模塊，所述選線模塊的輸出端連接所述FPGA模塊。