列车折关检测系统分析与数据处理算法讨论时间：2024-04-09 09:17:12 来源：自动化与信息工程 王刚 黄挚雄1 引言 列车在运行过程中，若发生折角塞门误关(简称折关，主要由人为故意破坏非正常关闭折角塞门或者折角塞门由于长久工作而自然损坏两方面原因造成)，在列车需要制动时，使空气制动功能受到影响，制动力下降，严重时将造成列车冒进、追尾等事故。因此，列车“折关”是铁路安全运行中存在的重要问题之一。铁道部 1988 年已将防止折角塞门关闭造成事故问题列为铁路安全的重点攻关项目。目前对列车折关检测主要是根据对列车管气压数据的采样，然后与正常情况下的数据对比计算获得折关与否以与折关的具体位置。基于此原理研发成的检测装置大致有三类： (1)列车尾部安全装置，(2)列车折关检测报警记录装置(列车管贯穿状态检测仪)， (3)列车制动主管漏泄检测仪。本文介绍的系统设计是基于列车折关检测报警记录装置原理。2 检测系统电路设计 检测系统电路包括信号调理板、单片机电路、滤波放大电路、A／D 转换电路、显示电路等，如图 1 所示。单片机是系统的核心，它控制 A／D 转换器采样经滤波放大后的压力、差压信号并转换成数字量，根据一定的算法规则处理后，得到代表列车管贯穿状态的具体值并送显示电路。2．1 滤波放大电路 装置检测盒送出的压力 P 是 0mA～20mA 信号，差压。DP 是10±10mA 信号，这种电流源信号对激励电压的变化不敏感，长导线传输也不会因电压降或感应噪声产生误差。由于列车运行时现场条件恶劣且干扰严重，加之扩散硅压阻传感器本身对声压与其它杂散干扰较为敏感，传感器送给主机的两个信号分别经过两个低通滤波器，使信号质量得到提高，该低通滤波器采纳 MAX291，它是一个 8级巴特沃斯低通滤波器，为了防止信号过载使滤波器失效和损坏，两输入信号均加有硬件过载保护电路。放大部分由 LMl24 与外围元件组成，它将 P 和 DP 分别放大到 10V 和 5V+5V，供 A／D 转换使用。图 2 是压力 P 信号的虑波放大电路原理图，可调比较电平是在定压5kg 和 6kg 二种情况下，为截取信号的有用变化重量进行充分放大而设置的。2．2 A／D 转换电路 A／D 转换过程中，每隔时间 T 对输入的连续信号进行采样，采样后的数据在时间上是离散的，然后经过量化(即编码)将模拟信号转化成数字信号。在 A／D 转换器中，采纳四舍五入的取整量化方式。毫无疑问，量化会使信号失真，给系统带来量化误...
