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动车组BTM天线灵敏度测量装置_王睿.pdf
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1、2023 年 2 月第 59 卷 第 2 期铁 道 通 信 信 号Railway Signalling&CommunicationFebruary 2023Vol.59 No.2动车组BTM天线灵敏度测量装置王睿,曾还尤,黄威新,吉兴隆摘 要:BTM天线是动车组列控车载设备接收应答器信息的核心设备,其感应灵敏度直接影响行车安全。针对目前检修维护时存在测量精度低、安全性差、劳动效率不高等问题,研发了一款以 STM32F407单片机为主控芯片的 BTM天线灵敏度测量装置,将激光测距传感器测量的距离数据通过远距离无线电LORA进行传输,并开发了适用于Android、Windows等平台的上位机软件,
2、能够满足作业人员在不同场景下获取数据的需要。该装置实现了BTM天线灵敏度的远程高精度测量,可以有效保障作业安全,提高作业效率。关键词:BTM天线;灵敏度;远距离无线电;测量装置;激光测距传感器;人机交互终端中图分类号:U282 文献标识码:A Sensitivity Measuring Device for EMU BTM AntennaWANG Rui,ZENG Huanyou,HUANG Weixin,JI XinglongAbstract:The BTM antenna is the core equipment for the train control on-board equipm
3、ent of EMU to receive balise information,and its induction sensitivity directly affects the driving safety.Aiming at the problems such as low measurement accuracy,low safety,and low labor efficiency for the BTM antenna sensitivity during current maintenance,a BTM antenna sensitivity measurement devi
4、ce with STM32F407 single chip microcomputer as the main control chip was developed,which transmitted the distance data measured by the laser range sensor through LORA,and developed the upper computer software suitable for Android,Windows and other platforms,which can meet the needs of operators to o
5、btain data in different scenarios.The device realizes the remote high-precision measurement of the BTM antenna sensitivity,which can effectively ensure the safety of the operation and improve the operation efficiency.Key words:BTM antenna;Sensitivity;LORA;Measuring device;Laser ranging sensor;Human-
6、computer interaction terminal 王睿:中国铁路南宁局集团有限公司科学技术研究所 工程师 530029 南宁曾还尤:中国铁路南宁局集团有限公司科学技术研究所 高级工程师 530029 南宁黄威新:中国铁路南宁局集团有限公司南宁电务段 工程师 530003 南宁吉兴隆:中国铁路南宁局集团有限公司科学技术研究所 助理工程师 530029 南宁收稿日期:2022-03-28DOI:10.13879/j.issn.1000-7458.2023-02.22100扫码浏览下载91铁道通信信号 2023年第59卷第2期应 答 器 传 输 子 系 统(Balise Transmiss
7、ion Module,BTM)是列车自动防护车载设备的关键部分,主要负责接收、解调地面应答器信号,并将解调后的信息传送给车载主控单元1。BTM天线位于动车组头车底部,主要功能是在列车经过地面应答器时,激活应答器并获取信号。BTM天线的灵敏度是直接反映 BTM 设备运行状况的重要参数,决定了车载设备能否正常接收地面应答器的信息。1BTM天线灵敏度测量工作现状1.1测量精度低现行BTM天线灵敏度测量主要使用卷尺。测量人员需要一手托举测试用应答器,一手使用卷尺,同时还要用对讲机与车上作业人员进行联系,掌握当前BTM主机灯位情况,以确定是否感应到应答器。这种测量方式只能通过目测大致读取数据,测量精度难
8、以保证。1.2存在人身安全风险BTM 天线与地面应答器通过射频信号进行通信。天线在应答器上方会发射 27.095 MHz、43 dBm的射频能量波用于激活应答器2,应答器被激活后,再将所存储的报文信息以射频方式返回给 天 线。通 过 查 阅 GB_87022014 3 等 标 准,27.095 MHz的射频能量波功率密度远远高于国家标准的相关规定。因此测量人员处于电磁辐射危险下,存在着一定的人身安全风险。1.3劳动效率低在当前的测量流程中,需要 2 人配合作业,1人在车底进行测量,1人在车上观察灯显情况,并将相关信息通过对讲机告知车底人员。而动车组车载设备检修一般是单人作业,这就需要额外调配人
9、力,劳动效率比较低下。1.4管理难度高虽然根据天线灵敏度可以反映BTM设备运行状态,并进行故障诊断,但由于作业存在一定的风险,且测量精度不高,测量难以常态化,只能结合设备大修、故障处置时进行零星排查。因此,设备管理单位很难及时有效地监测管内动车组BTM天线灵敏度,对全面掌握设备状况造成了一定的阻碍。针对以上问题,为了提高BTM天线灵敏度测量精度及效率,本文研发了一款BTM天线灵敏度测量装置(简称“测量装置”)。2功能设计测量装置的主要设计思路是按照动车组BTM天线灵敏度测量的相关要求和标准,针对存在的主要问题,通过远程监控、无线控制等技术,合理改进作业环节,使新旧作业方式无缝衔接,最大程度地保
10、证生产工作的正常进行。测量装置的功能架构和单元组成见图1,主要包含车上人机交互终端和车底测距执行单元 2 部分。车底测距执行单元通过电动伸缩杆,带动测试应答器上下动作,测距传感器实时采集测试应答器与BTM天线的距离,并通过无线模块远程发送到车上人机交互终端。距离数据经适配终端转换后,可在不同平台的上位机软件中显示。作业人员查看当前距离数据,并结合 BTM 主机灯显情况测量BTM天线灵敏度。该装置主要实现如下功能。1)控制指令下发。车上人机交互终端通过无线模块向车底测距执行单元发送电机正反转指令,电机带动伸缩杆伸缩,实现测试应答器升降,模拟不同高度应答器,测试BTM天线灵敏度。2)数据采集与传输
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