ZPW―2000G轨道电路监测子系统的监测数据处理

【摘 要】ZPW-2000G监测子系统实现了对每个轨道区段重要电气参数的采集和计算，按照与微机监测站机通信协议，将所有区段参数统一由采集处理器将数据组包后通过以太网接口传输给微机监测站机。为了使监测数据达到稳定可靠的应用效果，需要采取针对过渡过程的监测数据冗余过滤的技术手段。铁路电务部门可以通过微机监测网络查询到管辖区内每个轨道区段的工作状态和电气参数。

【Abstract】ZPW-2000G monitoring subsystem realizes the collection and calculation of electrical parameters for each section of the track， according to machine communication protocol and microcomputer monitoring station， all processors will be unified by the section parameters acquisition data packets after transmission to the PC through the Ethernet interface monitoring station. In order to make the monitoring data achieve stable and reliable application effect， we need to take the redundant monitoring data filtering technology for the transition process. Railway departments can query through the network to the computer monitoring within the jurisdiction of each track section of the working state and the electrical parameters.

【关键词】ZPW-2000G；监测子系统；冗余过滤

【Keywords】ZPW-2000G； monitoring subsystem； redundancy filtering

【中D分类号】U284.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）06-0151-02

1 概述

采集和计算，采集处理器负责向所有采集终端发送监测命令帧及收集所有采集终端的监测数据，按照与微机监测站机通信协议将所有区段的参数统一由采集处理器将数据组包后通过以太网或RS422串行接口传输给微机监测站机[1]。将站场管辖的全部ZPW-2000G轨道区段的电气参数值（包含模拟量和开关量）进行采集计算，采用冗余过滤的数据处理措施保证监测数据的稳定性和可靠性，并定时向微机监测站机发送全部轨道区段的参数值，铁路电务部门可以通过微机监测网络查询到管辖区内每个轨道区段的工作状态和电气参数。

ZPW-2000G电码化系统的采集终端有采集发送检测器，能够采集并计算出两台发送器的功出电压、功出电流、载频频率、低频频率，还有发送报警继电器状态、发送电源等开关量值。

ZPW-2000G轨道电路系统的采集终端有衰耗器、分线盘采集器，能够采集并计算出发送器功出电压、功出电流、载频频率、低频频率，受端轨入/轨出的主轨/小轨信号的电压、载频、低频信号，送端电缆侧电压、电流、载频、低频，受端电缆侧主轨/小轨电压、载频、低频，开关量有发送报警继电器、发送电源、接收电源、接收报警、轨道继电器状态、小轨状态、小轨检查条件、正向/反向复示等。

当轨道区段状态发生变化时，例如代表行车许可的低频信号发生变化、轨道区段占用或出清等，采集终端的采集和计算包含了变化时的过渡过程数据，有很高的概率会出现异常过渡数据，但很快会在大约1至2秒时间之后，就又能得到稳定和可靠的监测数据。由此，短时间过渡过程中的异常监测数据属干扰监测数据，理应进行滤除，以保证监测数据的稳定可靠性。

2 轨道区段参数值采集和计算

采用离变压的方式进行处理，前置分压采样电阻选用高精度宽温参数指标[2]，以此保证监测数据的测量精度和一致性要求。

DSP根据移频信号的特征，电压计算采用时域的均方根算法，使用连续4096点或8192点采样数据计算实时电压，实时性好，计算精度高。频率计算采用缩放ZFFT算法，首先对连续采样的4096点数据（0.5s）进行FFT计算，然后再从四种基准载频范围内，找出能量最大的频点，取左右各64点，进行IFFT逆计算，再补零扩充至4096点进行FFT计算，最后根据能量值找出五根峰值即中心峰、左右对称的一次侧峰及二次侧峰；中心峰对应的频点为载频频率值，中心峰与一次侧峰间或同侧一次侧峰与二次侧峰间的间隔即为低频频率值。

开关量的采集均通过光耦隔离器进行采样隔离，以保证监测功能对主设备功能的影响降至最低[3]。采集到的“0或1”高低电平表征相关继电器的吸落、直流电源的有无。

①采集发送检测器采集和计算。采集发送检测器需要对模拟量和开关量分别进行采集和计算，模拟量有发送器的功出电压、功出电流、载频频率、低频频率；开关量有发送报警继电器状态、发送电源。电压计算采用时域的均方根算法，频率计算采用缩放ZFFT算法，开关量采集通过光耦隔离器实现隔离采样。② 衰耗器采集和计算。需要采集和计算的模拟量有发送器功出电压、功出电流、载频频率、低频频率，受端轨入/轨出的主轨/小轨信号的电压、载频、低频信号；开关量有发送报警继电器、发送电源、接收电源、接收报警、轨道继电器状态、小轨状态、小轨检查条件、正向/反向复示等。电压计算采用时域的均方根算法，频率计算采用缩放ZFFT算法，开关量采集通过光耦隔离器实现隔离采样。③ 分线盘采集器采集和计算。需要采集和计算的模拟量有送端电缆侧电压、电流、载频、低频，受端电缆侧主轨/小轨电压、载频、低频[4]。电压计算采用时域的均方根算法，频率计算采用缩放ZFFT算法。