DOI: https://doi.org/10.15802/etr.v0i4.18055

Improvement methods of signal processing for control of the rail line

К. В. Гончаров

Abstract


Currently, the railway network in Ukraine and CIS countries the basic element of automated train control systems are the track circuit, which is controlled by the freeness of track sections and the integrity of rail strings. The most crucial element of the track is the track circuit receiver, which performs signal processing and control of the rail line runs roadway relay. One direction of further improvement of rail circuits due to the trans-fer of technical means on modern element base, the use of more sophisticated methods of signal processing.
  The aim is to further improve the signal processing control rail line, a comparative analysis of different types of digital receivers tone track circuits.
  The paper discusses two areas of digital signal processing in the receiver rail travel circuits: 1) implementa-tion of digital traditional algorithms, and 2) the implementation of correlation methods reception. It is shown that the correlation function can be used as an input filter track receiver, as its frequency response is compati-ble with the range of the signal current. To compare the different types of digital receivers travel simulation was conducted using the statistical tests. Found that the correlation receiver to reduce the noise power at the input of the threshold element is 1.7 times and reduce the error rate of 1.4 ... 1.8 times compared with a traditional receiver.
  The use of correlation as the input filter will increase the track receiver immunity tonal track circuit and re-duce the probability of error when a signal controlling the rail line.


Keywords


tone rail circuits; direct amplifier receiver; correlation receiver; frequency response; additive hindrances; simulation modeling.

References


Путевая блокировка и авторегулировка / Н. Ф. Котляренко и др. – М.: Транспорт, 1983. – 408 с.

Федоров, Н. Е. Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями: учебное пособие / Н. Е. Федоров. – Самара: СамГАПС, 2004. – 132 с.

Кулик, П. Д. Тональные рельсовые цепи в системах ЖАТ: построение, регулировка, обслуживание, поиск и устранение неисправностей, повышение эксплуатационной надежности /

П. Д. Кулик, Н. С. Ивакин, А. А. Удовиков. – К.: Изд. дом «Мануфактура», 2004. – 288 с.

Сперанский, В. С. Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммуникаций и электроники / В. С. Сперанский. – М.: Горячая линия-Телеком, 2008. – 168 с.

Чепцов, М. М. Методи синтезу сигнально-процесорної централізації стрілок і сигналів: монографія / М. М. Чепцов, А. Б. Бойнік, Д. М. Кузьменко. – Донецьк: ДонІЗТ, 2010. – 181 с.

О повышении надежности рельсовых цепей с использованием цифровой обработки сигналов / А. П. Разгонов и др. // Тезисы IV Международной научно-практической конференции «Электромагнитная совместимость и безопасность на железно-дорожном транспорте», пгт. Чинадиево. – Д.: ДИИТ, 2011. – С. 65-66.

Гончаров, К. В. Исследование цифрового пу-тевого приемника тональных рельсовых цепей / К. В. Гончаров // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту. – 2011. – № 37. – С. 176-181.

Тихонов, В. И. Оптимальный прием сигналов / В. И. Тихонов. – М.: Радио и связь, 1983. – 320 с.

Тихонов, В. И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем / В. И. Тихонов, В. Н. Харисов. – М.: Радио связь, 1991. – 608 с.

Липкин, И. А. Статистическая радиотехника. Теория информации и кодирования / И. А. Липкин. – М.: Вузовская книга, 2002. – 216 с.

Изюмов, Н. М. Основы радиотехники / Н. М. Изюмов, Д. П. Линде. – М.: Радио и связь, 1983. – 376 с.

Smith, S. W. Digital signal processing / S. W. Smith. – California Technical Publishing. 1999. – 650 p.

Ермаков, С. М. Курс статистического моделирования / С. М. Ермаков, Г. А. Михайлов. – М.: Наука. – 320 с.

Методичні вказівки з експлуатації тональних рейкових кіл: керівний нормативний документ «Укрзалізниці», ЦШ/0034, затверджено наказом «Укрзалізниці» від 23.02.2004 №030-Ц. – К.: Мінтрансу України, 2004. – 48 с.

REFERENCES

Kotljarenko N. F. Putevaja blokirovka i avtoregulirovka [The ground blocking and autoregulation]. Moscow, Transport Publ., 1983, 408 p.

Fedorov N. E. Sovremennye sistemy avto-blokirovki s tonal'nymi rel'sovymi cepjami [Modern systems of automatic lock-out with voice-frequency claotype chains]. Samara, SamGAPS, 2004, 132 p.

Kulik P. D., Ivakin N. S., Udovikov A. A.. Tonal'nye rel'sovye cepi v sistemah ZhAT: postroenie, regulirovka, obsluzhivanie, poisk i ustranenie neispravnostej, povyshenie jekspluatacionnoj nadezhnosti [Voice-frequency claotype chains in the systems ZhAT: construction, regulation, service, search and debugging, an increase of operating reliability]. Kiev, «Manufaktura» Publ., 2004, 288 p.

Speranskij, V. S. Signal'nye mikroprocessory i ih primenenie v sistemah telekommunikacij i elektroniki [The alarm microprocessors and their application in the systems of telecommunications and electronics]. Moscow, Gorjachaja linija-Telekom Publ., 2008, 168 p.

Chepcov, M. M., Bojnіk, A. B., Kuzmenko D. M. Metodi sintezu signal'no-procesornoї centralіzacії strіlok і signalіv [Methods of synthesis the alarm proccesors centralizations of pointers and signals]. Donec'k, DonІZT Publ., 2010, 181 p.

Razgonov A. P. O povyshenii nadezhnosti rel'sovyh cepej s ispol'zovaniem cifrovoj obrabotki signalov [About the increase of reliability of claotype chains with the use of digital treatment of signals]. Tezisy IV Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii «Jelektromagnitnaja sovmestimost' i bezopasnost' na zheleznodorozhnom transporte» [Theses of IV International Scientific and Prfctical conference "Electromagnetic compatibility and safety on a railway transport"]. Dnipropetrovsk, 2011, pp. 65-66.

Goncharov, K. V. Issledovanie cifrovogo putevogo priemnika tonal'nyh rel'sovyh cepej [Research of the digital ground receiver of voice-frequency claotype chains]. Vіsnik Dnіpropetrovs'kogo nacіonal'nogo unіversitetu zalіznichnogo transportu [Bulletin of Dnepropetrovsk national university of railway transport], 2011, no. 37, pp. 176-181.

Tihonov, V. I. Optimal'nyj priem signalov [An optimal reception of signals]. Moscow, Radio i svjaz' Publ., 1983, 320 p.

Tihonov, V. I., Harisov V. N. Statisticheskij analiz i sintez radiotehnicheskih ustrojstv i sistem [Statistical analysis and synthesis of radiotechnical devices and systems]. Moscow, Radio svjaz' Publ., 1991, 608 p.

Lipkin, I. A. Statisticheskaja radiotehnika. Teorija informacii i kodirovanija [Statistical radio engineering. An information and encoding theory]. Moscow, Vuzovskaja kniga Publ., 2002, 216 p.

Izjumov N. M., Linde D. P. Osnovy radiotehniki [Basis of the radio engineering]. Moscow, Radio i svjaz' Publ., 1983, 376 p.

Smith, S. W. Digital signal processing / S. W. Smith. – California Technical Publishing. 1999. – 650 p.

Ermakov S. M., Mihajlov G. A. Kurs statistich-eskogo modelirovanija [Course of statistical design]. Moscow, Nauka Publ., 320 p.

Metodichnі vkazіvki z ekspluatacії tonal'nih re-jkovih kіl [Methodical pointing from exploitation of voice-frequency claotype circles]. Kiyv, 2004, 48 p.


GOST Style Citations