緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛(ài)發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇信號(hào)通信論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！

篇1

作者：王偉何濤強(qiáng)生杰單位：蘭州交通大學(xué)

數(shù)據(jù)輸入后先轉(zhuǎn)化成ASCII二進(jìn)制碼進(jìn)行傳輸，通過(guò)調(diào)用m序列生成函數(shù)進(jìn)行相加，產(chǎn)生擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)，然后將擴(kuò)頻碼轉(zhuǎn)換為BPSK(1,-1)序列，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)進(jìn)一步將BPSK雙極性轉(zhuǎn)換到單極性，最終在數(shù)據(jù)輸出端進(jìn)行m序列解擴(kuò)，再結(jié)合解調(diào)過(guò)程將ASCII二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)據(jù)。從圖3(b)中可以看出數(shù)據(jù)展寬后可以明顯降低信號(hào)功率密度，調(diào)制后傳輸?shù)男盘?hào)和白噪聲具有很大的相似度，可以實(shí)現(xiàn)高隱蔽性傳輸。從圖3(c)和圖3(d)對(duì)調(diào)制信號(hào)包絡(luò)，相干載波相位模糊度及其對(duì)解調(diào)數(shù)據(jù)的影響等性能對(duì)比，得出BPSK調(diào)制出傳輸過(guò)程中具有高的抗干擾能力和頻譜利用率。最終解擴(kuò)和解調(diào)后的輸出數(shù)據(jù)(e)和輸入數(shù)據(jù)圖3(a)具有高度的一致性，可見(jiàn)此擴(kuò)頻方式具有很強(qiáng)的抗干擾性。

理論優(yōu)勢(shì)（1）抗干擾能力強(qiáng)。直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，解擴(kuò)器端輸入與輸出信號(hào)功率保持不變，而對(duì)于干擾信號(hào)解擴(kuò)過(guò)程相當(dāng)于進(jìn)行擴(kuò)頻，干擾功率被擴(kuò)展到很寬的頻帶上，功率譜密度下降，這使得解擴(kuò)過(guò)程中輸入端的干擾信號(hào)功率大大降低。通過(guò)帶通濾波器的濾波，大部分的干擾信號(hào)被濾除，有用信號(hào)則被保留。另外，擴(kuò)頻系統(tǒng)對(duì)各種惡劣天氣時(shí)通信鏈路造成的影響進(jìn)行抵抗，與傳統(tǒng)微波相比可以進(jìn)行跨江傳輸，在海面的長(zhǎng)距離優(yōu)質(zhì)傳輸。這些優(yōu)勢(shì)適用于鐵路系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下安全可靠的進(jìn)行信號(hào)傳輸。（2）可以實(shí)現(xiàn)多址通信系統(tǒng)。多個(gè)通信在信息發(fā)送端和接收端使用相同的偽隨機(jī)序列，而不同的通信則使用不同的偽隨機(jī)序列，這樣就實(shí)現(xiàn)了在相同載頻下互不干擾的通信，實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用，從而充分利用了頻譜資源。由此可以進(jìn)行機(jī)動(dòng)靈活組網(wǎng)，有助于統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施，便于擴(kuò)充容量，有效地保護(hù)前期投資。（3）有效抗多徑干擾。在直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)接收到電波后，將同步鎖定直達(dá)路徑且信號(hào)最強(qiáng)的電波，其余電波由于非直達(dá)，會(huì)延時(shí)到達(dá)，在相關(guān)解擴(kuò)作用下只作為噪聲。另外，接收端把多路徑來(lái)的同一碼序波形相加使之得到加強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)抗多徑干擾。（4）隱蔽性強(qiáng)，對(duì)其它系統(tǒng)干擾小。擴(kuò)頻過(guò)程單位面積信號(hào)發(fā)送功率極低，隱蔽性強(qiáng)。低的功率譜密度，不容易被探測(cè)到，被截獲的可能性降低，所以實(shí)現(xiàn)了其安全性方面的要求。同時(shí)，低功率譜密度讓發(fā)射信號(hào)近似于噪聲信號(hào)，而擴(kuò)頻信號(hào)可以在信道噪聲和白噪聲背景中傳輸，降低了對(duì)其它系統(tǒng)的干擾，增強(qiáng)了與其它系統(tǒng)的共存度。由于此系統(tǒng)的無(wú)線鐵路信號(hào)傳輸過(guò)程中電磁干擾大幅度降低，不僅有利于將擴(kuò)頻通信系統(tǒng)應(yīng)用于電氣化鐵路區(qū)段和弱場(chǎng)強(qiáng)區(qū)電磁環(huán)境，而且適于將其大規(guī)模應(yīng)用到干線鐵路中。（5）精確測(cè)距和定時(shí)。將應(yīng)用周期長(zhǎng)及偽隨機(jī)碼作為傳輸信號(hào)，比較從目的地反射回來(lái)的偽隨機(jī)序列與原序列的相位，就可以得出時(shí)間差，由此也可實(shí)現(xiàn)定時(shí)操作，進(jìn)一步利用傳輸速率和時(shí)間差的相乘即得出距離。相對(duì)于傳統(tǒng)的軌道電路定位，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)傳輸容量較大并且適合長(zhǎng)距離傳輸，這有助于減少鐵路測(cè)距定時(shí)設(shè)備，降低設(shè)備投資，便于維護(hù)。也可以作為原有測(cè)距定時(shí)設(shè)備的冗余，與原測(cè)距設(shè)備值進(jìn)行比較，提高測(cè)距定時(shí)的安全可靠度。

擴(kuò)頻通信屬于數(shù)字通信，是適合大容量高速率通信的系統(tǒng)，其加密功能和保密性，從一定程度上提高了鐵路信息傳輸?shù)陌踩煽啃?。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)容易實(shí)現(xiàn)碼分多址，結(jié)合計(jì)算機(jī)及網(wǎng)路技術(shù)有助于鐵路系統(tǒng)更快速的應(yīng)用高新技術(shù)，從而使鐵路系統(tǒng)向更加安全高效發(fā)展。另外，現(xiàn)有的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)絕大部分使用的是數(shù)字電路，設(shè)備集成度高，安裝簡(jiǎn)便，易于維護(hù)，更小巧可靠，擴(kuò)展容易，平均無(wú)故障率時(shí)間也很長(zhǎng)。目前，廣州地鐵和北京地鐵等多個(gè)軌道交通項(xiàng)目中均采用了基于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的無(wú)線移動(dòng)閉塞信號(hào)系統(tǒng)，為今后大規(guī)模成功應(yīng)用于干線鐵路提供了參考。

篇2

由于普通的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)安全性差，無(wú)法對(duì)外部輸入信息的準(zhǔn)確性進(jìn)行判斷。當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生故障時(shí)，無(wú)法保證系統(tǒng)安全的能力，這些因素都限制了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。當(dāng)前，我國(guó)干線鐵路上使用的計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)主要為國(guó)外鐵路信號(hào)公司的容錯(cuò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，成本較高。所以，我國(guó)鐵路科研院逐漸將安全、鐵路信號(hào)控制系統(tǒng)作為主要的研究工作來(lái)開(kāi)展。

2鐵路信號(hào)系統(tǒng)無(wú)線通信的基本要求

2.1通信結(jié)構(gòu)

鐵路信號(hào)系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制技術(shù)在保證鐵路信號(hào)系統(tǒng)安全運(yùn)行方面具有重要意義。相較于繼電連鎖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)的綜合性能更好。所以，車站連鎖系統(tǒng)也逐漸從繼電裝置專變成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)連鎖系統(tǒng)是一個(gè)滿足安全、故障信號(hào)的連鎖邏輯運(yùn)算系統(tǒng)。而邏輯上，可以將運(yùn)算系統(tǒng)分為監(jiān)控層、控制設(shè)備層和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)三個(gè)模塊。其中關(guān)聯(lián)系統(tǒng)主要包括調(diào)度集中、聯(lián)鎖機(jī)、模擬屏、調(diào)度監(jiān)控、復(fù)顯等內(nèi)容；監(jiān)控層主要是指計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)對(duì)調(diào)度機(jī)車信號(hào)和站場(chǎng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制的設(shè)備；控制設(shè)備層主要控制電源屏無(wú)線通信、I/O、PLC和電源屏的無(wú)線通信、I/O的通信。

2.2通信設(shè)計(jì)

2.2.1控制設(shè)備之間的無(wú)線通信

控制設(shè)備主要是用來(lái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)I/O設(shè)備進(jìn)行控制，常規(guī)的方法將多路器布置在現(xiàn)場(chǎng)，然后將輸入/輸出模塊和端子排連接，并利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)放置I/O模塊。所有的現(xiàn)場(chǎng)子站都可以利用一根電纜連接起來(lái)，從而把所有的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)簡(jiǎn)單方便的傳送到控制室的監(jiān)控設(shè)備上。

2.2.2控制設(shè)備和監(jiān)控站的通信

監(jiān)控站通信主要傳遞安全信息數(shù)據(jù)，利用PLC和聯(lián)鎖機(jī)之間的串口和監(jiān)控站連接實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。因而PLC和聯(lián)鎖機(jī)之間使用CCM傳輸協(xié)議進(jìn)行傳輸。為了屏蔽外界的干擾，提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，將讀取的PLC數(shù)據(jù)作為有效數(shù)據(jù)，向聯(lián)鎖程序提交。此外，該通信程序還可監(jiān)督PLC和聯(lián)鎖機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。由于每次通信時(shí)，聯(lián)鎖機(jī)都會(huì)對(duì)PLC的約定內(nèi)部寄存器進(jìn)行檢查，此寄存器只可以利用聯(lián)鎖機(jī)置位PLC進(jìn)行復(fù)位。在檢查的過(guò)程中，如果PLC置位時(shí)間不對(duì)，就表示PLC工作異常。同理，如果PLC發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)置位不按時(shí)，證明連鎖機(jī)的也不能正常工作，為了確保系統(tǒng)安全運(yùn)行，會(huì)立即發(fā)出報(bào)警信息，并會(huì)進(jìn)行安全處理。

2.3關(guān)聯(lián)系統(tǒng)之間通信技術(shù)

關(guān)聯(lián)系統(tǒng)主要是計(jì)算機(jī)之間利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信，可以利用RS-485和RS-232達(dá)到通信目的。而局域網(wǎng)中的通信可以利用Socket的接口實(shí)現(xiàn)，局域網(wǎng)中電腦可以通過(guò)撥號(hào)的方式和互聯(lián)網(wǎng)機(jī)械通信，也可以連入專網(wǎng)進(jìn)行通信。

3無(wú)線通信技術(shù)的特點(diǎn)

目前，無(wú)線通信技術(shù)主要有433Hz頻段、2.4Hz頻段、藍(lán)牙、紅外等。在高速行駛高速鐵路上，如果距離小可以使用這些無(wú)線技術(shù)。但是如果距離很遠(yuǎn)的時(shí)候，無(wú)線通信的距離也就相對(duì)較遠(yuǎn)，利用無(wú)線通信可以避免使用中繼設(shè)備。鐵路信號(hào)系統(tǒng)作為指揮鐵路運(yùn)行的系統(tǒng)，在運(yùn)行的過(guò)程中，可以利用信標(biāo)和全球定位系統(tǒng)來(lái)保證鐵路的位置和速度。車站在收到設(shè)備信息后，會(huì)經(jīng)過(guò)信息發(fā)送到執(zhí)行控制計(jì)算機(jī)中。在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，無(wú)線通信技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：（1）可以對(duì)鐵路的運(yùn)行情況進(jìn)行更加穩(wěn)定的控制，不僅可以防止列車運(yùn)行情況下速度過(guò)快或者多次發(fā)動(dòng)，并且可以有效地節(jié)省資源。（2）在一些關(guān)鍵的控制系統(tǒng)中,列車按照操作狀態(tài)和自身情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用計(jì)算機(jī)對(duì)列車進(jìn)行輔助調(diào)整，進(jìn)而提高鐵路信號(hào)系統(tǒng)的管理水平；（3）省去地面上的信號(hào)設(shè)備，降低了信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)資金；（4）無(wú)線信號(hào)適應(yīng)能力強(qiáng)，可以提高列車的行進(jìn)速度，可以對(duì)系統(tǒng)中的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。不過(guò)，在使用無(wú)線通信技術(shù)時(shí)，鐵路信號(hào)系統(tǒng)中也有一些問(wèn)題存在，例如一些設(shè)備的成本較高、高速鐵路列車的運(yùn)行速度和電碼傳送速率不符合。

4無(wú)線通信技術(shù)在鐵路信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

4.1集中調(diào)度中的應(yīng)用

在集中調(diào)度系統(tǒng)中，調(diào)度中心科員按照車站的區(qū)段閉塞情況和法線占用情況了解列車的運(yùn)行，并根據(jù)收集到的信息對(duì)進(jìn)路進(jìn)行排列。但是，使用無(wú)線通信技術(shù)可以使控制系統(tǒng)詳細(xì)了解列車的運(yùn)行速度和位置，并根據(jù)沿線信號(hào)系統(tǒng)的基本情況，向列車傳遞控制信息，確保列車穩(wěn)定、安全、快速地運(yùn)行。通過(guò)利用無(wú)線通信技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)控制中心和列車之間的雙線數(shù)據(jù)傳輸，為列車的運(yùn)行提供了便利，達(dá)到自動(dòng)指揮的目的。

4.2微機(jī)聯(lián)鎖中的應(yīng)用

在微機(jī)聯(lián)鎖中應(yīng)用無(wú)線技術(shù)，可以將信號(hào)機(jī)的閉鎖狀態(tài)、道岔情況等發(fā)送至主控中心，并使用道旁接口單元對(duì)主控中心傳達(dá)的控制命令進(jìn)行接收，達(dá)到控制信號(hào)機(jī)動(dòng)作和道岔的目的。此外，道旁接口單元可以使用無(wú)線信道和控制中心取得聯(lián)系，然后利用電纜和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行連接，達(dá)到控制、檢測(cè)輔助子系統(tǒng)的目的。當(dāng)前，無(wú)線通信技術(shù)在微機(jī)聯(lián)鎖中的應(yīng)用需要增加運(yùn)營(yíng)成本，并且一些比較大的車站對(duì)無(wú)線信號(hào)干擾比較大，還沒(méi)有得到廣泛的推廣和應(yīng)用，不過(guò)在微機(jī)聯(lián)鎖中應(yīng)用無(wú)線技術(shù)的前景是非常不錯(cuò)的。

4.3無(wú)線通信技術(shù)在中繼器中的應(yīng)用

在鐵路運(yùn)行過(guò)程中，想要實(shí)現(xiàn)每一個(gè)鐵路都設(shè)置通信基站難度是比較大的。這樣設(shè)置不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備投資增加，并且會(huì)使無(wú)線通信鐵路信號(hào)系統(tǒng)喪失意義。而利用中繼器，基站可以使用中繼器進(jìn)行射頻信號(hào)的發(fā)送和接收，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)基站同時(shí)，管理線路、車輛以及基站區(qū)域范圍中的站區(qū)。

4.4使平交道口的通過(guò)率提升

篇3

1.1中短波電臺(tái)的現(xiàn)狀

中短波電臺(tái)在歷史上為保證航行安全做出了重要貢獻(xiàn)，至今仍承擔(dān)海上通信安全、遇險(xiǎn)、救助等任務(wù)。目前在我國(guó)沿海有上海、廣州、天津、大連等電臺(tái)，它們的工作方式基本上是VHF，SSB，NBDP，Morse，覆蓋的頻段為400KHz到30MHz。由于各種通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，中短波通信受到越來(lái)越大的沖擊。不但它的應(yīng)用范圍上有很大的局限性，而且更是由于中短波電臺(tái)系統(tǒng)大多采用模擬方式，它的抗干擾性差，不穩(wěn)定性而產(chǎn)生的噪聲使它的通信質(zhì)量難以得到保證。目前，通信數(shù)字化技術(shù)已相當(dāng)成熟，基于這個(gè)技術(shù)本論文提出了中短波通信數(shù)字化的觀點(diǎn)。數(shù)字系統(tǒng)與模擬系統(tǒng)不同，它的特性不易隨使用條件的變化而變化，數(shù)字信號(hào)可以存儲(chǔ)，可以按照理論算法運(yùn)算，可以獲得較高的指標(biāo)。這些特點(diǎn)決定了中短波通信的噪聲可以通過(guò)數(shù)字化來(lái)解決。

1.2中短波電臺(tái)的發(fā)展方向

在我國(guó)不同區(qū)域、不同級(jí)別、不同用途、不同波段的無(wú)線電臺(tái)很多，無(wú)線電臺(tái)的這些特點(diǎn)，不但使相互間的聯(lián)合通信很困難，也給電臺(tái)的功能擴(kuò)展增加了難度，同時(shí)更為重要的是，它使電臺(tái)無(wú)法適應(yīng)新技術(shù)的飛速發(fā)展而及時(shí)更新?lián)Q代。因此采用數(shù)字化技術(shù)，對(duì)來(lái)自天線射頻的信號(hào)直接進(jìn)行采樣，以通用的數(shù)字信號(hào)處理器為硬件平臺(tái)，用軟件來(lái)完成無(wú)線電臺(tái)的所有功能，是無(wú)線電臺(tái)的發(fā)展方向。

根據(jù)我國(guó)的目前的情況，改造現(xiàn)有的模擬電臺(tái)具有非常重要的意義，因?yàn)樗鞘雇ㄐ旁O(shè)備向小型化、模塊化、數(shù)字化和軟件化過(guò)度的一種切實(shí)可行的方法。對(duì)于短波無(wú)線電臺(tái)而言，隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字器件越來(lái)越多的應(yīng)用到HF收發(fā)信機(jī)設(shè)備中，現(xiàn)有的HF收發(fā)信設(shè)備普遍采用微處理器作為電臺(tái)控制，有的采用了數(shù)字式頻率合成器，采用了數(shù)字式天線匹配器，有的還采用了數(shù)字信號(hào)處理器以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)鏈路建立和抗干擾通信。

進(jìn)入九十年代，國(guó)外的通信廠家推出的新型HF收發(fā)信設(shè)備，出現(xiàn)了數(shù)字化接收機(jī)，數(shù)字化發(fā)射激勵(lì)器、數(shù)字化電臺(tái)等設(shè)備。這類設(shè)備同以往設(shè)備的最大區(qū)別是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)代替了以往設(shè)備中與各種工作方式有關(guān)的模擬器件，這樣可以利用數(shù)字信號(hào)處理方面的許多優(yōu)點(diǎn)，例如在模擬設(shè)備中的邊帶濾波器的群遲延特性在通帶范圍內(nèi)是U型的，不是常數(shù)，而在數(shù)字信號(hào)處理中用FIR濾波器很容易實(shí)現(xiàn)群遲延特性為常數(shù)。

HF收發(fā)信設(shè)備數(shù)字化的實(shí)質(zhì)是收發(fā)信設(shè)備中信道部分的數(shù)字化，它采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)音頻與中頻之間的頻潛變換，涉及的內(nèi)容主要有音頻處理，各種工作方式的調(diào)制/解調(diào)，中頻及射頻的自動(dòng)增益控制/自動(dòng)電平控制。

HF收發(fā)信設(shè)備信道數(shù)字化后，由于采用了大規(guī)模集成電路取代分立元件，用軟件實(shí)現(xiàn)濾波器等功能，簡(jiǎn)化了硬件電路，同時(shí)提高了性能指標(biāo)和可*性，也增加了電臺(tái)靈活性，為軟件無(wú)線電打下了基礎(chǔ)。

現(xiàn)有的模擬式HF收發(fā)信機(jī)設(shè)備均采用2至3個(gè)中頻，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)高的性能指標(biāo)。理想的數(shù)字化方案應(yīng)是*近天線的數(shù)字化，考慮到HF波段的特點(diǎn)和現(xiàn)有的技術(shù)，現(xiàn)在取消中頻直接在射頻上數(shù)字化在技術(shù)上是非常困難的，在目前是難以實(shí)現(xiàn)的，較好的數(shù)字化方案是應(yīng)該在較適中的頻率上數(shù)字化。

收發(fā)信機(jī)普遍采用高中頻的方案：第一中頻在40MHz到100MHz之間，受到硬件技術(shù)發(fā)展水平的限制，在一中頻實(shí)現(xiàn)數(shù)字化是非常困難的，因此HF收發(fā)信機(jī)的數(shù)字化主要集中在9MHz、2.5MHz、500KHz、200KHz。

高于200KHz中頻的數(shù)字化通常只采用兩個(gè)中頻，而低于200KMz中頻的數(shù)字化往往要采用三個(gè)中頻。采用三個(gè)中頻的HF收發(fā)信設(shè)備較采用兩個(gè)中頻的HF收發(fā)信設(shè)備的硬件電路要復(fù)雜。在較低的中頻上數(shù)字化是采用三個(gè)中頻的主要原因，目前的技術(shù)在二中頻上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化己經(jīng)成熟，且在三中頻上數(shù)字化也沒(méi)有明顯的好處，所以新的數(shù)字化方案中避免在較低的中頻上數(shù)字化。

綜上所述，目前的HF收發(fā)信設(shè)備的數(shù)字化方案應(yīng)采用雙中頻方案，在二中頻上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，二中頻的頻率應(yīng)高于200KHz。在較高的中頻上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化可以獲得較高的處理增益，達(dá)到較高的性能指標(biāo)。

2．多級(jí)抽取數(shù)據(jù)處理原理

對(duì)于數(shù)字電視廣播信號(hào)反射回波的頻譜分布，我們只對(duì)其中心頻率附近可能出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的一段頻譜感興趣，例如：由傳輸速率決定的數(shù)字電視廣播信號(hào)的頻譜寬度為432MHz，而實(shí)際目標(biāo)可能覆蓋的頻段不會(huì)超過(guò)20kHz。如果對(duì)所有采樣點(diǎn)計(jì)算FFT，計(jì)算量非常大，且這樣的計(jì)算效率很低。如果采用信號(hào)抽取方法就可以做局部的譜分析，提高計(jì)算效率。實(shí)現(xiàn)局部頻譜分析的工作原理，如圖1所示。信號(hào)經(jīng)過(guò)復(fù)調(diào)制，把要進(jìn)行分析的一段頻譜（例如X0附近）搬移到零頻附近，然后進(jìn)行MB1的抽取，這樣在較少的點(diǎn)數(shù)下做信號(hào)頻譜分析，達(dá)到細(xì)化頻譜的目的。

但是當(dāng)抽取因子M很大時(shí)，一次抽取對(duì)濾波器的特性要求很高，為濾波器的設(shè)計(jì)帶來(lái)困難。如果采用多級(jí)采樣率變換來(lái)實(shí)現(xiàn)抽取，不但可以簡(jiǎn)化濾波器的設(shè)計(jì)，而且可以進(jìn)一步減少計(jì)算量和系統(tǒng)的存儲(chǔ)量。

3．多抽樣率數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)

在一個(gè)信號(hào)處理系統(tǒng)中有時(shí)需要不同的抽樣率。這樣做的目的有時(shí)是為了系統(tǒng)中各處需要不同的抽樣率，以利于信號(hào)的處理、編碼、傳輸和存儲(chǔ)，有時(shí)是為了節(jié)省計(jì)算工作量。使抽樣率降低的抽樣率轉(zhuǎn)換稱為抽?。皇钩闃勇噬叩某闃勇兽D(zhuǎn)換稱為內(nèi)插，抽取和內(nèi)插是多抽樣率信號(hào)處理的基木環(huán)節(jié)。

3.1多抽樣率數(shù)字信號(hào)處理

實(shí)現(xiàn)多抽樣率變換的基本方法包括：整數(shù)抽取、整數(shù)內(nèi)插、抽樣速率的有理數(shù)變換等。

（1）整數(shù)抽取

如圖2所示為整數(shù)抽取器的結(jié)構(gòu)，其中為抗混疊低通濾波器，其理想頻域響應(yīng)為：

（1）

設(shè)輸入信號(hào)的頻域響應(yīng)為，通過(guò)計(jì)算可得輸出信號(hào)的頻域響應(yīng)為

（2）

若滿足（1）式，則有。即整數(shù)抽取序列的數(shù)字譜是M個(gè)輸入序列經(jīng)頻譜擴(kuò)展（M倍）和周期移位后的迭加譜，提高了信號(hào)的頻域分辨率。

圖2整數(shù)抽取器的結(jié)構(gòu)

（2）整數(shù)內(nèi)插

如圖3所示為整數(shù)內(nèi)插器的結(jié)構(gòu)，其中為平滑低通濾波器，其理想頻域響應(yīng)為：

（3）

圖3整數(shù)內(nèi)插器的結(jié)構(gòu)

設(shè)輸入信號(hào)的頻域響應(yīng)為，通過(guò)計(jì)算可得輸出信號(hào)的頻域響應(yīng)為

（4）

即整數(shù)內(nèi)插序列的數(shù)字譜是輸入序列經(jīng)L倍壓縮后的譜提高了信號(hào)的時(shí)域分辨率。

（3）抽樣速率的有理數(shù)變換

以上介紹的整數(shù)內(nèi)插與抽取都屬于采樣速率的整數(shù)變換，將其推廣可得抽樣速率的有理數(shù)變換。有理數(shù)（L/M）倍的速率變換可以這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)：首先通過(guò)L倍內(nèi)插然后進(jìn)行M倍抽取。其中為內(nèi)插低通濾波器與抽取低通濾波器合二為一，滿足下式，式中

（5）

3.2濾波器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

在多抽樣率系統(tǒng)中我們總是設(shè)法把乘法運(yùn)算安排在低抽樣率的一側(cè)以使每秒鐘內(nèi)的乘法次數(shù)（MPS）最少。但在抽取器和內(nèi)插器中濾波的卷積運(yùn)算都是在抽樣率較高的一側(cè)，例如實(shí)現(xiàn)抽取器的運(yùn)算，如果先做抗混迭濾波的卷積計(jì)算然后抽取，則必然有很多計(jì)算工作是徒勞的，而且一個(gè)卷積運(yùn)算又必須再在輸入信號(hào)的抽樣時(shí)間間隔內(nèi)完成，這樣就使得每秒鐘的乘法次數(shù)很高。在實(shí)現(xiàn)多抽樣率系統(tǒng)時(shí)，F(xiàn)IR結(jié)構(gòu)具有很大的優(yōu)越性。一方面它絕對(duì)穩(wěn)定的，并具有很容易做成線性相位的優(yōu)點(diǎn)，另一方面也容易實(shí)現(xiàn)高效結(jié)構(gòu)。

多抽樣率系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)一般有3種結(jié)構(gòu)：直接實(shí)現(xiàn)、多相結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)、時(shí)變網(wǎng)絡(luò)的高效實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際中應(yīng)用廣泛的是多相結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在HSP50215、HSP50214中也主要使用這種方式。多抽樣率系統(tǒng)中的多相表示和整數(shù)倍內(nèi)插器表示兩種方式。其中多相表示又稱為多相分解，是指將數(shù)字濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)H（z）分解成若干個(gè)相位不同的組。通常，對(duì)于簡(jiǎn)單整系數(shù)濾波器，在抽取系統(tǒng)中，當(dāng)抽取因子D不恰好是2的冪，但包含多個(gè)二倍抽取器的級(jí)連，我們常常在抽取系統(tǒng)的第一級(jí)（或內(nèi)插系統(tǒng)的最后一級(jí)）采用運(yùn)算極為簡(jiǎn)單的整系數(shù)濾波器，因?yàn)檫@種簡(jiǎn)單的整系數(shù)濾波器的的低通濾波性能并不很好，所以它只用于抽取系統(tǒng)的第一級(jí)或內(nèi)插系統(tǒng)的最后一級(jí)，其余各級(jí)則仍使用半帶濾波器。這是HSP502I4中CIC濾波器和半帶濾波器級(jí)連這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（1）數(shù)字高通濾波器的設(shè)計(jì)

設(shè)采樣頻率為F=250Hz，為了減少孔徑誤差，其頻率穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電網(wǎng)頻率穩(wěn)定度（由需要的處理精度確定）。其中對(duì)于孔徑誤差，它指因采樣頻率不穩(wěn)定造成采樣脈沖未在預(yù)定時(shí)刻t0出現(xiàn)，而是在t0之前或之后出現(xiàn)，所采樣的值與實(shí)際t0時(shí)刻的值之差。其頻率穩(wěn)定度為max[|f－f0|]/f0，式中f0為標(biāo)準(zhǔn)頻率，f為實(shí)際出現(xiàn)或允許出現(xiàn)的頻率，且N=125，其中：

|Gd（k）|=[0，a1，a2，1，…，1，a2，a1]（6）

Gd（k）=exp（－jkpi（N－1）/N）k=0，1，2，…，N－1（7）

式中N為Gd（k）的長(zhǎng)度，在計(jì)算機(jī)上調(diào)整a1和a2，可改變高通濾波器的頻率特性。由傅里葉反變換可求得其N點(diǎn)單位抽樣響應(yīng)g（n）=IDFT（Gd（k）），且g（n）對(duì)稱。

（2）由數(shù)字高通濾波器到多帶阻帶通濾波器

根據(jù)多抽樣率思想，對(duì)g（n）進(jìn)行插值，每一個(gè)g（n）后面插入K－1個(gè)0，令h（n）=g（n/K），n=0，K，2K，3K，…，（N－1）K；h（n）=0，n=其他。并取h（n）的長(zhǎng)度為KN，K=F/50=5。

由多抽樣率理論很容易推導(dǎo)出h（n）的頻譜將是g（n）的頻譜的K倍壓縮。在matlab上仿真，由h（n）的頻譜圖可以看出，其阻帶中心頻率在0Hz，50Hz，100Hz，150Hz，200Hz處。

調(diào)整a1和a2的值，可達(dá)到阻帶寬度為0.36Hz時(shí)，衰減超過(guò)60dB；阻帶寬度為0.4Hz時(shí)，衰減超過(guò)52dB；通帶下限頻率（或上限頻率）與阻帶中心頻率的差為2（F/N）/（F/50）=2×50/N=0.8Hz，通帶減不超過(guò)3dB。在直流附近，低于0.18Hz的信號(hào)將被濾掉，衰減大于60dB，大于0.8Hz的信號(hào)將得到保留，其衰減不超過(guò)3dB，在通帶內(nèi)的紋波系數(shù)小于1.2%。

參考文獻(xiàn)：

1．宗孔德，《多抽樣信號(hào)處理》，清華大學(xué)出版社，2004

2．玉美、高西全、彭學(xué)愚，《數(shù)字信號(hào)處理》，西安電子科技大學(xué)出版社，2006

3．姚天任、孫洪，《現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理》，華中科技大學(xué)出版社，2005

4．周浩敏，《信號(hào)處理技術(shù)基礎(chǔ)》，北京航空航天出版社，2001

篇4

關(guān)鍵詞屏蔽門,列車自動(dòng)防護(hù),接口控制

屏蔽門(Platformscreendoors,簡(jiǎn)稱PSD)系統(tǒng)是現(xiàn)代化軌道交通工程的必備設(shè)施,它沿軌道交通站臺(tái)邊緣設(shè)置,將軌道區(qū)與站臺(tái)候車區(qū)隔離,具有節(jié)能、環(huán)保和安全等功能。安裝屏蔽門系統(tǒng)后,不僅可以防止乘客跌落軌道而發(fā)生危險(xiǎn),確保乘客安全,減少人為引起的停車延誤,提高列車準(zhǔn)點(diǎn)率,而且可以減少站臺(tái)區(qū)與軌道區(qū)之間冷熱氣流的交換,從而降低環(huán)控系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)能耗,節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本。

信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)相結(jié)合是屏蔽門系統(tǒng)工程的重要環(huán)節(jié)。此外,要更好地確保乘客的安全以及奠定無(wú)人駕駛的技術(shù)基礎(chǔ),就必須實(shí)現(xiàn)屏蔽門與列車車門的連動(dòng),并確保屏蔽門系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)的列車自動(dòng)防護(hù)(ATP)之間建立聯(lián)鎖關(guān)系。根據(jù)世界各城市軌道交通工程的成功先例,屏蔽門普遍由信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行控制。廣州于2004年10月開(kāi)始對(duì)正在運(yùn)營(yíng)的地鐵1號(hào)線加裝屏蔽門系統(tǒng)。該項(xiàng)工程預(yù)計(jì)總投資金額為1.484億元人民幣,是目前我國(guó)最大的一項(xiàng)軌道交通屏蔽門系統(tǒng)工程。本文主要對(duì)廣州地鐵2號(hào)線及1號(hào)線加裝屏蔽門系統(tǒng)工程中的西門子信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口進(jìn)行分析。

1屏蔽門系統(tǒng)所需信號(hào)系統(tǒng)的條件及功能

(1)信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口僅考慮線路上的列車的正向運(yùn)行,但要滿足屏蔽門對(duì)停車精度的要求。只有停車精度要求被滿足,信號(hào)系統(tǒng)才允許自動(dòng)或人工向列車和站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)發(fā)送開(kāi)門命令。目前,用于廣州地鐵2號(hào)線的LZB700M型中,ATP和ATO(列車自動(dòng)運(yùn)行)系統(tǒng)是由德國(guó)西門子公司提供的,其列車定點(diǎn)停車的精度ATO系統(tǒng)為±0.3m,成功率99.99%,ATP系統(tǒng)為±0.5m,已滿足屏蔽門對(duì)停車精度的要求。廣州地鐵1號(hào)線同樣采用LZB700M型ATP、ATO,目前列車停車的精度ATO系統(tǒng)為±0.5m,成功率99.5%,ATP系統(tǒng)為±1m。由此可見(jiàn),要安裝屏蔽門首先必須改善列車的停車狀況,停車精度至少要達(dá)到ATO系統(tǒng)為±0.4m,成功率99.5%,ATP系統(tǒng)為±0.5m的要求;并要保證在列車停車精度為±400mm情況下,列車乘客門凈開(kāi)度≥1200mm(屏蔽門門開(kāi)寬度為2000mm)。

(2)只有屏蔽門關(guān)閉的情況下列車才能運(yùn)行。ATP軌旁單元通過(guò)故障安全型繼電器輸入接點(diǎn)接收當(dāng)前屏蔽門的狀態(tài)(PSD開(kāi)門或PSD關(guān)門)。如果屏蔽門是開(kāi)門狀態(tài),ATP軌旁單元會(huì)設(shè)置一個(gè)安全停車點(diǎn),不讓任何列車駛?cè)胂鄳?yīng)的車站站臺(tái)。

(3)PSD的狀態(tài)通過(guò)ATP報(bào)文傳輸給列車。當(dāng)列車接近運(yùn)營(yíng)停車點(diǎn),且屏蔽門的狀態(tài)由“PSD關(guān)閉”變化為“PSD開(kāi)門”時(shí),ATP軌旁單元會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng)讓列車停車。

(4)確保當(dāng)列車停在停車窗位置范圍內(nèi)時(shí)才連通列車到軌旁的通信通道。當(dāng)列車在站臺(tái)范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí),ATP通過(guò)不激活“PTI(positivetrainidentification,有車標(biāo)志)釋放”切斷PTI通道。如果列車停到指定的ATP停車窗位置時(shí),則通過(guò)ATP激活“PTI釋放”讓PTI通道連通。當(dāng)列車車門打開(kāi)時(shí),這些報(bào)文會(huì)通過(guò)PTI通道傳輸?shù)杰壟詥卧?屏蔽門會(huì)隨之而打開(kāi)。

(5)屏蔽門控制系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)提供全部門“關(guān)閉及鎖定”和“互鎖解除”信息,接口采用安全型干接點(diǎn)雙斷硬線連接,接口分界點(diǎn)在屏蔽門控制設(shè)備外的線端子排。

(6)列車在ATP停車窗范圍內(nèi)停穩(wěn)后,ATP車載單元會(huì)發(fā)出打開(kāi)列車車門的信號(hào)。當(dāng)列車車門打開(kāi),ATP車載單元一個(gè)持續(xù)的故障安全輸出則會(huì)切斷列車的牽引系統(tǒng)。這是為了防止列車在車門開(kāi)啟的情況下人為地啟動(dòng)列車。

(7)PTIMUX(PTItracksideunit)根據(jù)接收來(lái)的2個(gè)不同的PSD編碼(對(duì)應(yīng)PSD開(kāi)門的編碼)驅(qū)動(dòng)2個(gè)繼電器輸出,它們是表示“PSD開(kāi)門”命令的接口。為了產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)的控制信號(hào),ATO需不斷發(fā)送“PSD開(kāi)門”命令,直到屏蔽門被請(qǐng)求關(guān)閉為止。

(8)如果列車車門關(guān)閉(人工或自動(dòng)),屏蔽門也隨之關(guān)閉,這些報(bào)文會(huì)通過(guò)PTI通道傳輸?shù)杰壟詥卧?。目前廣州1、2號(hào)線列車只有人工關(guān)閉車門功能。

(9)ATP車載單元在關(guān)閉車門的同時(shí),輸出關(guān)閉屏蔽門命令。只有收到列車車門關(guān)閉好,且通過(guò)ATP報(bào)文接收到屏蔽門的“關(guān)閉及鎖定狀態(tài)”信息后,列車牽引系統(tǒng)才被釋放,ATP才允許啟動(dòng)列車。

(10)開(kāi)左門或開(kāi)右門應(yīng)與站臺(tái)的位置和列車運(yùn)行方向相符合。如在換乘站(如公園前站),屏蔽門的開(kāi)關(guān)要根據(jù)有利于乘客導(dǎo)向的原則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì):先開(kāi)下客側(cè)的屏蔽門,后開(kāi)上客側(cè)的屏蔽門。

(11)屏蔽門系統(tǒng)發(fā)生故障,或屏蔽門實(shí)際已關(guān)閉但因故不能有效地把“關(guān)閉及鎖定狀態(tài)”信號(hào)傳送給ATP系統(tǒng)時(shí),司機(jī)只有按“PSD互鎖解除”按鈕,屏蔽門系統(tǒng)才能給ATP系統(tǒng)送出“互鎖解除”的信號(hào),用以切斷屏蔽門系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)間的聯(lián)鎖關(guān)系,ATP才允許啟動(dòng)列車。且司機(jī)必須在每次發(fā)車前都按下“PSD互鎖解除”按鈕,直到故障修復(fù)為止。

(12)屏蔽門系統(tǒng)應(yīng)為每側(cè)站臺(tái)提供一組接口與信號(hào)系統(tǒng)連接,因此,島式站臺(tái)和側(cè)式站臺(tái)有兩組接口,一島兩側(cè)式站臺(tái)有四組接口(如公園前站)。

(13)由于廣州地鐵1、2號(hào)線的列車編組方式相同,在信號(hào)系統(tǒng)中沒(méi)有考慮采用不同的列車編組來(lái)開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的屏蔽門。

2信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)的接口控制

2.1接口信號(hào)描述

信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門控制系統(tǒng)之間使用信號(hào)控制電纜連接,使用繼電、雙斷、安全型干接點(diǎn)等方式的接口電路。兩系統(tǒng)接口信號(hào)的描述見(jiàn)表1。

2.2ATP子系統(tǒng)對(duì)PSD打開(kāi)狀態(tài)時(shí)的保護(hù)聯(lián)鎖設(shè)計(jì)

屏蔽門的狀態(tài)通過(guò)ATP報(bào)文傳輸給列車。ATP子系統(tǒng)在屏蔽門不同的打開(kāi)情況下監(jiān)督列車的移動(dòng),并最終控制列車導(dǎo)向安全。其出現(xiàn)的情況有圖1中給出的5種。

圖1中:情況1和2若PSD打開(kāi),軌旁ATP會(huì)生成一個(gè)安全停車點(diǎn)讓列車不能進(jìn)入相應(yīng)車站的站臺(tái)。在情況1中,當(dāng)列車制動(dòng)距離小于列車與安全停車點(diǎn)的接近距離時(shí),列車實(shí)施正常制動(dòng)讓列車在停車點(diǎn)前停車。而在情況2中,當(dāng)列車制動(dòng)距離大于列車與安全停車點(diǎn)的接近距離時(shí),列車則要被實(shí)施緊急制動(dòng)。在情況3中,列車在站臺(tái)區(qū)域移動(dòng),同時(shí)收到“PSD關(guān)閉”改變?yōu)椤癙SD開(kāi)門”的信息時(shí),車載ATP單元會(huì)產(chǎn)生一個(gè)緊急制動(dòng)。同樣,在情況4中,車載ATP單元也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)緊急制動(dòng),這是因?yàn)榱熊囄膊窟€在站臺(tái)區(qū)域內(nèi)。在情況5中,列車已出清站臺(tái)區(qū)域時(shí)PSD打開(kāi),這時(shí)列車不會(huì)產(chǎn)生緊急制動(dòng)。通過(guò)上述的5種情況,確保在PSD打開(kāi)的情況下禁止列車在站臺(tái)區(qū)段移動(dòng),防止危及乘客的安全。

2.3接口硬線連接的安全設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)單的故障會(huì)導(dǎo)致屏蔽門錯(cuò)誤地開(kāi)、關(guān)門,這是必須要防止的?，F(xiàn)說(shuō)明接口故障的安全設(shè)計(jì)。

2.3.1PTIMUX和PSD控制器之間的繼電器盒

PTIMUX和PSD控制器之間采用繼電器進(jìn)行隔離,防止電氣干擾影響信號(hào)系統(tǒng)。同時(shí)為提高安全性,接口電路采用4線雙切線路。一個(gè)正常的PSD命令是由4個(gè)PTIMUX輸出繼電器組合確定的,可以避免“PSD開(kāi)門”和“PSD關(guān)門”兩個(gè)信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。這些繼電器會(huì)安裝在PTIMUX上,通過(guò)復(fù)合的接點(diǎn)關(guān)系防止“PSD開(kāi)門”和“PSD關(guān)門”命令的錯(cuò)誤輸出。其原理見(jiàn)圖2。繼電器盒的繼電器輸出狀態(tài)與邏輯結(jié)果見(jiàn)表2。

通過(guò)其繼電器控制電路邏輯結(jié)果分析,16種繼電器可能的動(dòng)作組合中,只有2種組合會(huì)產(chǎn)生正確的輸出(PSD開(kāi)門和PSD關(guān)門)。這樣的設(shè)計(jì)也是為了防止繼電器失誤而產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出命令。

2.3.2報(bào)文容錯(cuò)

車載ATO通過(guò)PTI信標(biāo)到PTI-MUX的整個(gè)傳輸通道的報(bào)文都有CRC(循環(huán)冗余碼校驗(yàn))進(jìn)行校驗(yàn)。另外,列車停在停車窗位置范圍時(shí),整個(gè)PTI傳輸通道才連通,以確保其它情況下沒(méi)有任何的報(bào)文接收,影響到PSD的功能。

2.4兩側(cè)都有屏蔽門的設(shè)計(jì)

該情況是列車可以打開(kāi)左側(cè)、右側(cè)或者同時(shí)都要打開(kāi)兩側(cè)車門的情況。

這里使用了6個(gè)繼電器,其功能分別是:允許開(kāi)門,允許關(guān)門,兩側(cè)門都開(kāi),開(kāi)左門,開(kāi)右門,關(guān)閉所有門。通過(guò)這6個(gè)繼電器的接點(diǎn)組合控制PSD的命令輸出:①開(kāi)右側(cè)屏蔽門,允許開(kāi)門和開(kāi)右門的繼電器吸起;②開(kāi)左側(cè)屏蔽門,允許開(kāi)門和開(kāi)左門的繼電器吸起;③開(kāi)兩側(cè)屏蔽門,允許開(kāi)門和兩側(cè)門都開(kāi)的繼電器吸起;④關(guān)閉屏蔽門,允許關(guān)門和關(guān)閉所有門的繼電器吸起。繼電器的輸出狀態(tài)和邏輯結(jié)果見(jiàn)表3。

如表3所述,只有上述的情況會(huì)產(chǎn)生命令輸出,其它的組合是無(wú)效的。通過(guò)其繼電器的互鎖關(guān)系,確保不會(huì)因繼電器錯(cuò)誤動(dòng)作產(chǎn)生有效的屏蔽門控制命令。如在公園前站這個(gè)需要兩側(cè)開(kāi)門的換乘站,在設(shè)計(jì)上要考慮屏蔽門對(duì)乘客的導(dǎo)向作用,兩側(cè)屏蔽門要先開(kāi)下客門再開(kāi)上客門,而關(guān)門時(shí)要先關(guān)下客門再關(guān)上客門。這就需要在車載軟件中設(shè)置兩側(cè)車門的開(kāi)關(guān)延時(shí)時(shí)間。同樣兩側(cè)屏蔽門開(kāi)關(guān)的時(shí)間也應(yīng)作對(duì)應(yīng)的設(shè)置。

2.5車門與屏蔽門的同步

屏蔽門和列車車門的開(kāi)門時(shí)間,會(huì)在小于1s內(nèi)同步啟動(dòng)。屏蔽門和列車門關(guān)閉的時(shí)間應(yīng)大致相同。同步要求的延誤,主要是因?yàn)閱?dòng)指令要從信號(hào)系統(tǒng)的車載設(shè)備傳送到信號(hào)系統(tǒng)的地面設(shè)備,傳送過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生延誤。關(guān)門同步實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較容易。列車車門及屏蔽門收到關(guān)門命令也不是立即關(guān)閉的,而是都有一個(gè)延時(shí)時(shí)間。根據(jù)實(shí)際情況各自確定一個(gè)關(guān)門的延時(shí)時(shí)間即可。

3結(jié)語(yǔ)

屏蔽門系統(tǒng)與信號(hào)系統(tǒng)的結(jié)合提高了屏蔽門的自動(dòng)性和安全性,在保證列車和乘客安全,實(shí)現(xiàn)快速、高密度、有序運(yùn)行等功能的同時(shí),為乘客提供了一個(gè)舒適安全的乘車環(huán)境。通過(guò)了解信號(hào)系統(tǒng)與屏蔽門系統(tǒng)之間的控制與監(jiān)督,就能更深入了解屏蔽門系統(tǒng)的運(yùn)作過(guò)程。

參考文獻(xiàn)

1孫增田.廣州地鐵屏蔽門系統(tǒng)的方案比選.地鐵與輕軌,2002(6):28

篇5

城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)主要由列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)、聯(lián)鎖設(shè)備、軌道電路等組成。作為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)最重要的組成部分，列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)主要功能就是對(duì)行車指揮及列車運(yùn)行自動(dòng)化的一種最大限度地實(shí)現(xiàn)，同時(shí)起到確保列車安全運(yùn)行及提高運(yùn)輸效率的作用，只有這樣才能降低工作人員的工作量，對(duì)城市軌道交通的通行能力進(jìn)行充分發(fā)揮。ATC（automatictraincontrol）系統(tǒng)主要有三部分構(gòu)成，包括：列車自動(dòng)防護(hù)（ATP—automatictrainprotection）、列車自動(dòng)運(yùn)行（ATO—automatictrainoperation）及列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS—automatictrainsupervision）。ATP系統(tǒng)分為軌旁ATP和車載ATP，負(fù)責(zé)對(duì)列車的運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)，對(duì)列車進(jìn)行超速防護(hù)、車門監(jiān)督和速度監(jiān)督，保證列車的安全間隔。ATO系統(tǒng)分為軌旁ATO和車載ATO，其應(yīng)用的主要目的就是對(duì)“地對(duì)車控制”的一種實(shí)現(xiàn)，就是實(shí)現(xiàn)地面信息對(duì)列車運(yùn)行情況的一種良好控制，并送出車門和屏蔽門同步開(kāi)關(guān)信號(hào)。ATS系統(tǒng)主要有兩部分中央ATS與車站ATS，其應(yīng)用的主要目的就對(duì)列車運(yùn)行監(jiān)督及控制，包括：列車運(yùn)行情況和設(shè)備的集中監(jiān)視、自動(dòng)排列進(jìn)路、自動(dòng)列車運(yùn)行調(diào)整、自動(dòng)生成時(shí)刻表、自動(dòng)記錄實(shí)際列車運(yùn)行圖、自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及各種報(bào)表的自動(dòng)生成，輔助調(diào)度人員對(duì)全線進(jìn)行管理。聯(lián)鎖設(shè)備有中央聯(lián)鎖系統(tǒng)和車站聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)，主要對(duì)室外設(shè)備信號(hào)機(jī)和道岔進(jìn)行控制，排列列車進(jìn)路并傳送進(jìn)路信息給軌旁ATC設(shè)備。軌道電路主要用于傳送軌道電路信息和ATP報(bào)文信息。

2城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)方案

通常情況下在城市交通疏解任務(wù)中城市軌道交通線路承擔(dān)著十分重要的任務(wù)，為確保人們出行的安全性，應(yīng)采用完整的、先進(jìn)的、高效的列車控制系統(tǒng)作為地鐵信號(hào)系統(tǒng)。正線信號(hào)系統(tǒng)采用完整的列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)，由ATS、ATP、ATO、聯(lián)鎖設(shè)備組成。車輛段/停車場(chǎng)由聯(lián)鎖設(shè)備、微機(jī)監(jiān)測(cè)設(shè)備、ATS分機(jī)等主要設(shè)備組成。目前城市軌道交通的信號(hào)系統(tǒng)主要有準(zhǔn)移動(dòng)閉塞和移動(dòng)閉塞系統(tǒng)選擇。

2.1基于目標(biāo)距離模式的準(zhǔn)移動(dòng)閉塞ATC系統(tǒng)通常選用音頻數(shù)字無(wú)絕緣軌道電路作為目標(biāo)距離模式，這種模式的主要特點(diǎn)為信息傳輸量較大及抗干擾能力很強(qiáng)。列車車載設(shè)備依據(jù)由鋼軌傳輸而接收到的聯(lián)鎖、軌道電路編碼、線路參數(shù)、控制管理等報(bào)文信息，連續(xù)對(duì)列車追蹤運(yùn)行及折返作業(yè)進(jìn)行速度監(jiān)督，最大限度對(duì)其進(jìn)行超速防護(hù)，控制列車運(yùn)行間隔，以滿足規(guī)定的通過(guò)能力。由于音頻數(shù)字軌道電路具有極大的傳輸信息量，可以將目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路狀態(tài)等信息提供給車載設(shè)備，為計(jì)算出列車相適應(yīng)的運(yùn)行模式速度曲線，將ATP車載設(shè)備與固定的車輛性能數(shù)據(jù)進(jìn)行充分地結(jié)合。

2.2基于通信的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)（CBTC）基于通信的移動(dòng)閉塞列車控制系統(tǒng)具有極為先進(jìn)的發(fā)展技術(shù)，是列車控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，是國(guó)際ATC先進(jìn)水平的代表。是獨(dú)立于軌道電路的高精度列車定位。CBTC系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)車與地、地與車間之間的雙向數(shù)據(jù)通信，可以選用自由空間無(wú)線天線、交叉感應(yīng)電纜環(huán)線、漏泄電纜以及裂縫波導(dǎo)管等方式進(jìn)行有效通信。依據(jù)列車的位置信息及進(jìn)路情況軌旁ATP設(shè)備可以有效對(duì)每一列車的移動(dòng)權(quán)限進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，同時(shí)根據(jù)列車位置速度的變化不斷更新數(shù)據(jù)，利用連續(xù)車地通信設(shè)備向列車進(jìn)行信息的發(fā)送。依據(jù)接收到的移動(dòng)授權(quán)及本身的運(yùn)行狀態(tài)車載設(shè)備可以對(duì)列車運(yùn)行速度曲線及防護(hù)曲線進(jìn)行有效計(jì)算，在ATP子系統(tǒng)的保護(hù)防御過(guò)程中，在該速度曲線下ATO子系統(tǒng)或人工駕駛控制列車可以正常運(yùn)行?？梢宰畲笙薅鹊貙?shí)現(xiàn)后續(xù)列與前行列車尾部的緊密性，并始終處于安全距離范圍內(nèi)。在確保安全的基礎(chǔ)上，CBTC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)區(qū)間通過(guò)能力的有效提高，同時(shí)不受軌道電路區(qū)段分割的限制。雖然CBTC系統(tǒng)在調(diào)試時(shí)因?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求高、調(diào)試周期較長(zhǎng)等一些不盡如人意的地方，但是CBTC系統(tǒng)在具有自身優(yōu)越性的同時(shí)已經(jīng)成為城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)的首選方案。其相對(duì)于準(zhǔn)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的優(yōu)越性是不可取代的。

3城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)通信設(shè)備的傳送方式

3.1通過(guò)軌道電路進(jìn)行傳送軌道電路不僅可以檢測(cè)列車占用情況，也可以傳遞報(bào)文信息給車載設(shè)備。在軌道電路不忙的情況下，將軌道電路信息傳送給聯(lián)鎖系統(tǒng)，當(dāng)列車對(duì)軌道進(jìn)行占用時(shí)，利用裝置切換，并將發(fā)送軌道電路信息的作業(yè)進(jìn)行停止，開(kāi)始采用軌旁設(shè)備將ATP報(bào)文信息連續(xù)向鋼軌進(jìn)行發(fā)送，將接收和發(fā)送設(shè)備裝置在列車底部，可將接收到的信息向車載設(shè)備進(jìn)行傳遞，同時(shí)也可以向地面發(fā)送列車信息。

3.2通過(guò)軌間電纜傳送單獨(dú)沿著鋼軌鋪設(shè)一條線路，專門用于傳送ATP報(bào)文信息，此方法安全可靠，但費(fèi)用較高。

3.3通過(guò)點(diǎn)式應(yīng)答器傳送在軌道電路的部分地方進(jìn)行應(yīng)答器的設(shè)置，應(yīng)答器的設(shè)置主要有兩種形式：固定數(shù)據(jù)應(yīng)答器與可變數(shù)據(jù)應(yīng)答器。用于存儲(chǔ)固定數(shù)據(jù)的應(yīng)答器為固定數(shù)據(jù)應(yīng)答器，可變應(yīng)答器通過(guò)對(duì)中心進(jìn)行控制來(lái)取得數(shù)據(jù)，將接收和發(fā)送天線安裝在列車底部，當(dāng)列車運(yùn)行在應(yīng)答器位置經(jīng)過(guò)時(shí)可以感應(yīng)到應(yīng)答器的信息，然后進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，因?yàn)檫@種信息的傳送不具有連續(xù)性，只能在一定位置才能進(jìn)行接收，因此這些位置被叫做點(diǎn)式ATC。

3.4通過(guò)無(wú)線方式進(jìn)行傳送無(wú)線車地通信主要采用無(wú)線方式，由控制中心來(lái)實(shí)現(xiàn)車載ATP/ATO的功能，利用無(wú)線交換器和軌旁無(wú)線單元AP與車載無(wú)線通信設(shè)備進(jìn)行時(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的交換。一般情況下一個(gè)控制中心可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一條線路上所有車站的控制，當(dāng)控制中心設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，為了確保整條線路不出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象，可以將車站現(xiàn)地工作站和車站ATS遠(yuǎn)程控制單元設(shè)置在車站。這樣當(dāng)控制中心出現(xiàn)故障之后，車站工作人員可通過(guò)車站現(xiàn)地工作站進(jìn)行操作來(lái)實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)的功能，ATS遠(yuǎn)程控制單元可代替中央ATS系統(tǒng)向聯(lián)鎖系統(tǒng)和軌旁設(shè)備發(fā)送相關(guān)信息，此時(shí)ATS遠(yuǎn)程控制單元所具有的信息不全面，但能夠保證列車在本站的正常運(yùn)行。

4結(jié)語(yǔ)

篇6

（1）ATS自動(dòng)監(jiān)控模式：一般情況下，該運(yùn)行模式對(duì)在線列車的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控，并向列車自動(dòng)發(fā)出進(jìn)路指令，列車在安全保護(hù)下司機(jī)按照規(guī)定的運(yùn)行時(shí)刻表駕駛列車。

（2）調(diào)度員人工介入模式：調(diào)度員在工作站下達(dá)相關(guān)的列車運(yùn)行指令，并人工干預(yù)全線列車的運(yùn)行。介入的內(nèi)容主要包括對(duì)列車進(jìn)行“扣車”、“終止”、改變行車路線、列車增減等。

（3）列車出入車場(chǎng)調(diào)度模式：列車調(diào)度員在當(dāng)天列車運(yùn)行時(shí)刻表的指導(dǎo)下編制列車的運(yùn)營(yíng)計(jì)劃及場(chǎng)內(nèi)行車計(jì)劃，并上傳至控制中心。車場(chǎng)信息值班工作人員根據(jù)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃調(diào)整相應(yīng)的進(jìn)路信息，以滿足列車的行車需求。

（4）車站現(xiàn)地控制模式：一般情況下只有設(shè)備集中站參與到列車運(yùn)營(yíng)控制，車站聯(lián)鎖及車站ATS系統(tǒng)結(jié)合實(shí)現(xiàn)對(duì)車站及中央二級(jí)控制權(quán)的調(diào)整。經(jīng)中央ATS設(shè)備故障后車站值班工作人員的申請(qǐng)后，并經(jīng)調(diào)度員同意后，可改由車站現(xiàn)地控制。

（5）車場(chǎng)控制模式：場(chǎng)地值班人員根據(jù)用車計(jì)劃對(duì)列車的出入場(chǎng)及場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)安排進(jìn)路排列。

2項(xiàng)目管理及生命周期

項(xiàng)目管理，作為管理學(xué)中最為重要的分支學(xué)科，一般是指在項(xiàng)目活動(dòng)過(guò)程中，應(yīng)用專門的知識(shí)、技能、工具及方法，并在項(xiàng)目可利用的有限項(xiàng)目資源條件下，實(shí)現(xiàn)或超過(guò)預(yù)期的需求及期望的活動(dòng)過(guò)程。項(xiàng)目管理，主要是對(duì)成功實(shí)現(xiàn)系列目標(biāo)相關(guān)的活動(dòng)進(jìn)行整體的檢測(cè)及管控，包括策略、進(jìn)度計(jì)劃即維護(hù)項(xiàng)目活動(dòng)的進(jìn)展。一般而言，項(xiàng)目管理內(nèi)容主要包括對(duì)項(xiàng)目范圍、項(xiàng)目時(shí)間、項(xiàng)目成本、項(xiàng)目質(zhì)量、項(xiàng)目人力資源、項(xiàng)目溝通及項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)等內(nèi)容的管理。項(xiàng)目管理主要經(jīng)歷項(xiàng)目需求調(diào)研、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目上線及項(xiàng)目運(yùn)維跟蹤等生命周期。

3軌道交通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目管理模式

3.1城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目特點(diǎn)

與其他的項(xiàng)目相比，城市軌道交通信息系統(tǒng)擁有獨(dú)特的建設(shè)特性及建設(shè)目標(biāo)，主要體現(xiàn)在以下方面：首先、需按照地鐵業(yè)主的時(shí)間要求，保質(zhì)保量地完成軌道建設(shè)，確保順利開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。其次、需完成相關(guān)設(shè)備的安裝調(diào)試、以確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目管理模式

項(xiàng)目管理生命周期中不同的階段有相應(yīng)的管理任務(wù)，需使用到多種技術(shù)與工具，信號(hào)管理項(xiàng)目管理需完成以下的實(shí)踐過(guò)程：

3.2.1信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的定義

項(xiàng)目集定義階段，主要包括對(duì)項(xiàng)目期望收益的定義，對(duì)關(guān)鍵成功要素的確定及對(duì)項(xiàng)目集所需的資源進(jìn)行估算，并進(jìn)行論證商業(yè)過(guò)程。而城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)，在項(xiàng)目集定義階段主要有兩方面的內(nèi)容：第一、掌握用戶運(yùn)營(yíng)層面的需求，熟悉城市軌道交通建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)流程，以滿足信號(hào)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到70%的目標(biāo)。第二、努力成為信號(hào)系統(tǒng)供應(yīng)商，掌握信號(hào)系統(tǒng)領(lǐng)域的核心科技，并提供信號(hào)系統(tǒng)領(lǐng)域的完整解決方案，以實(shí)現(xiàn)自主化發(fā)展目標(biāo)。而信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集資源管理，主要是估算人力、財(cái)力及物力。而商業(yè)論證的任務(wù)，主要在于對(duì)項(xiàng)目集進(jìn)行合理性方面的論證，這是信號(hào)系統(tǒng)成功的關(guān)鍵因素所在。

3.2.2信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的啟動(dòng)

啟動(dòng)階段，一般包括項(xiàng)目經(jīng)理指派、項(xiàng)目章程制定、收益分解結(jié)構(gòu)分解、項(xiàng)目資源預(yù)算編制、項(xiàng)目路線圖制定等方面的內(nèi)容。信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集經(jīng)理需同時(shí)與多個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理或者職能經(jīng)理打交道，因此指派的項(xiàng)目經(jīng)理需在溝通和協(xié)調(diào)方面擁有較強(qiáng)的能力，并具備較強(qiáng)的說(shuō)服能力。而項(xiàng)目章程的制定，需從信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的愿景、核心目標(biāo)及期望收益等方面出發(fā)。對(duì)于信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集而言，路線圖就是項(xiàng)目的進(jìn)度計(jì)劃，一般是由里程碑構(gòu)成。而商業(yè)論證是啟動(dòng)階段最為重要的成功之一，等待規(guī)劃階段的審批。

3.2.3信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的規(guī)劃

（1）明確項(xiàng)目的發(fā)展方向，主要包括項(xiàng)目愿景、任務(wù)和戰(zhàn)略目標(biāo)。

（2）為項(xiàng)目成功構(gòu)建必要的組織，主要包括政策、流程、角色與職責(zé)的定義，并解決項(xiàng)目進(jìn)展中的各種爭(zhēng)端。

（3）控制、監(jiān)控、評(píng)估及審批項(xiàng)目變更，以確保實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)和收益。

3.3信號(hào)系統(tǒng)項(xiàng)目集的實(shí)施與監(jiān)控

篇7

高頻信號(hào)干擾方式主要通過(guò)三種方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的竄入：第一種是借助空間中所存在的電磁波輻射來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于主控機(jī)的干擾，進(jìn)而影響總體傳送效果，而前端機(jī)的干擾則嚴(yán)重影響了其總體的傳送效果，其通過(guò)屏蔽室就能夠?qū)崿F(xiàn)抗干擾；第二種則是通過(guò)信號(hào)傳輸線來(lái)進(jìn)行干擾，進(jìn)而使得信號(hào)的取樣效果受到影響；第三種則是干擾信號(hào)借助接地線來(lái)實(shí)現(xiàn)干擾，進(jìn)而致使計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)受到嚴(yán)重影響。這種信號(hào)干擾使得廣播電視系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)受到了非常大的影響，進(jìn)而需要采取有效的手段來(lái)實(shí)現(xiàn)抗干擾。

1.1接地原則的掌握來(lái)實(shí)現(xiàn)超強(qiáng)的抗干擾能力

在不同的兩點(diǎn)之間底線的連接中，其中的干擾性電壓一般能夠達(dá)到幾十伏，但是卻不能夠完全忽視其中的電磁波干擾。由于地線至中所存在的干擾性電波致使發(fā)射機(jī)在工作過(guò)程中存在很強(qiáng)的阻抗能力，進(jìn)而使得監(jiān)控系統(tǒng)受到十分強(qiáng)烈的干擾，如果監(jiān)控系統(tǒng)受到十分劇烈的干擾就使得廣播電視信號(hào)發(fā)射監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作得不到保障。因此，為了能夠保障其正常的信號(hào)發(fā)射監(jiān)控，避免出現(xiàn)高頻干擾，這就需要掌握接地原則。所謂的接地原則就是指在低頻電路之中，各個(gè)元件和布線上其電磁感應(yīng)的影響比較弱，這就需要將其中的一條線路與地纜相連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)其干擾程度的大大降低。

1.2通過(guò)平衡方式信號(hào)的傳送來(lái)實(shí)現(xiàn)抗干擾能力的提高

為了能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)傳輸過(guò)程中的信號(hào)干擾，在前端機(jī)的信號(hào)輸入上和傳感器信息的輸出上就需要利用雙絞線的平衡式信息傳輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)初始信號(hào)的平衡，進(jìn)而減少不平衡的信號(hào)傳送，影響正常的信號(hào)接收，而雙絞線的信號(hào)傳送方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于干擾信號(hào)的一種抵消。在發(fā)射機(jī)房的接地高頻系統(tǒng)的設(shè)定與屏蔽系統(tǒng)之間的雙絞線連接主要采用一對(duì)二芯的評(píng)比方式，進(jìn)而避免出現(xiàn)高頻電磁波輻射的屏蔽和感性之間的竄擾，因此這樣的設(shè)計(jì)方式能夠使得故障出現(xiàn)時(shí)通過(guò)問(wèn)題的查找和排除能夠?qū)崿F(xiàn)高效性和便捷性，進(jìn)而使得信息傳輸系統(tǒng)更加高效。

2結(jié)語(yǔ)

篇8

“非電量檢測(cè)與信號(hào)處理系統(tǒng)的研制”項(xiàng)目是2012年本教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)題的院級(jí)自然科研項(xiàng)目。該項(xiàng)目以服務(wù)《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)為基本目標(biāo)。經(jīng)過(guò)研制開(kāi)發(fā)，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)要求，尤其是在航空傳感器數(shù)字信號(hào)處理等具有挑戰(zhàn)性和較高技術(shù)含量的領(lǐng)域做了大量深入的研究，取得了較好的成果。航空非電量的電測(cè)法就是將各種航空非電量(如溫度、壓力、加速度、姿態(tài)角、高度、位移、應(yīng)變、流量、液位等)變換為電量，而后進(jìn)行測(cè)量的方法。非電量檢測(cè)與信號(hào)處理系統(tǒng)是嚴(yán)格按照航空非電量檢測(cè)相關(guān)技術(shù)規(guī)范研制開(kāi)發(fā)的，其特性具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)實(shí)用性:本項(xiàng)目平臺(tái)是很好的開(kāi)放式平臺(tái)，有利于《信號(hào)與系統(tǒng)》課程改革;(2)可操作性:由于人機(jī)交互在上位機(jī)進(jìn)行，可操作性極強(qiáng)。經(jīng)過(guò)多次上課使用證明，系統(tǒng)整體穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)分析算法先進(jìn)，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值;(3)升級(jí)特性:在基本硬件保持不變的情況下，本系統(tǒng)具有較為簡(jiǎn)單、方便、快捷的升級(jí)特性。另外，增加新的傳感器硬件模塊也比較容易。非電量檢測(cè)與信號(hào)處理系統(tǒng)的功能展示生動(dòng)、形象、直觀，集創(chuàng)新性、知識(shí)性、趣味性于一體，在教學(xué)展示中易于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性。另外，由于非電量檢測(cè)與信號(hào)處理系統(tǒng)集成了許多先進(jìn)和實(shí)用技術(shù)，所以，本系統(tǒng)的成功研制為今后進(jìn)一步的科學(xué)研究積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，也為教學(xué)工作及學(xué)生科技活動(dòng)積累了豐富的素材。本系統(tǒng)的上位機(jī)由主控計(jì)算機(jī)及信號(hào)處理單元構(gòu)成，下位機(jī)則是由各個(gè)傳感器為核心的功能模塊所組成。主控計(jì)算機(jī)是分布式控制系統(tǒng)的上位機(jī)，由一臺(tái)高性能PC承擔(dān)，主要用于人機(jī)交互、系統(tǒng)管理、控制決策、任務(wù)調(diào)度、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、信號(hào)處理等。測(cè)量部分由多種航空傳感器組成(參見(jiàn)圖1)。以該系統(tǒng)作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)載體來(lái)真實(shí)地反映《信號(hào)與系統(tǒng)》理論在航空測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，取得了良好的上課效果。無(wú)論是卷積、傅立葉變換、拉普拉斯變換還是z變換等，學(xué)生都能在該設(shè)備上編程驗(yàn)證。這種可編程的硬件平臺(tái)比MATLAB仿真更為直觀和有效。

二、以學(xué)期項(xiàng)目為載體全面提升學(xué)生綜合素質(zhì)指標(biāo)

然而，光是靠上述研制成果講授《信號(hào)與系統(tǒng)》課程還不夠。原因是學(xué)生的動(dòng)手能力還停留在使用該設(shè)備進(jìn)行理論驗(yàn)證的階段，還為達(dá)到設(shè)計(jì)的階段。為此，研究團(tuán)隊(duì)在本專業(yè)開(kāi)發(fā)了一系列學(xué)期項(xiàng)目，并在每學(xué)期實(shí)施一門學(xué)期項(xiàng)目的教學(xué)。從一開(kāi)學(xué)就布置學(xué)期項(xiàng)目的項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)期結(jié)束才需要學(xué)生提交項(xiàng)目作品。學(xué)生在整個(gè)一學(xué)期當(dāng)中，把《信號(hào)與系統(tǒng)》充分結(jié)合《模擬電子技術(shù)》《高頻電路》《數(shù)字電子技術(shù)》《單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用》《Protel》《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》《電子測(cè)量與儀器》《傳感器與儀表》《誤差分析與數(shù)據(jù)處理》等課程，有足夠的時(shí)間去思考項(xiàng)目的方案、精心設(shè)計(jì)硬件和軟件，經(jīng)歷較為復(fù)雜的調(diào)試階段后，最終做出達(dá)到性能指標(biāo)的作品，并撰寫項(xiàng)目報(bào)告，上臺(tái)用PPT演講自己的作品?！缎盘?hào)與系統(tǒng)》課程從系統(tǒng)設(shè)計(jì)上起到統(tǒng)領(lǐng)全局的作用，而其它課程用于項(xiàng)目的具體制作和調(diào)試。本教研團(tuán)隊(duì)總共安排了4個(gè)學(xué)期項(xiàng)目，其中學(xué)期項(xiàng)目3是《飛行數(shù)據(jù)采集》、學(xué)期項(xiàng)目4是《航空測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)》。這2個(gè)學(xué)期項(xiàng)目面向航空電子行業(yè)，以具體項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，需要學(xué)生把《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中的內(nèi)容結(jié)合航空電子工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作、裝配、調(diào)試、測(cè)試、檢修等工作。以學(xué)期項(xiàng)目作為《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的載體，實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)。學(xué)生在強(qiáng)大的興趣驅(qū)動(dòng)下保持主動(dòng)學(xué)習(xí)和研究的動(dòng)力。很多課程的知識(shí)點(diǎn)在作品中得以體現(xiàn)。為了工程實(shí)現(xiàn)，不少學(xué)生還自學(xué)了課程中的建議選學(xué)的內(nèi)容。因此，《信號(hào)與系統(tǒng)》課程得到學(xué)以致用。學(xué)期項(xiàng)目的逐學(xué)期實(shí)施，也就同時(shí)在為電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、技能大賽鍛煉和選拔人才。學(xué)生在平時(shí)就打下了良好的基礎(chǔ)，有利于他們參賽并獲獎(jiǎng)。最終目的是培養(yǎng)出企業(yè)所需要的綜合素質(zhì)全面的人才。本專業(yè)2012級(jí)的學(xué)生有18人進(jìn)入了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，參加了大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，并取得了不錯(cuò)的成績(jī)。在2014年大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中有3個(gè)參賽組獲得一等獎(jiǎng)，3個(gè)參賽組獲得二等獎(jiǎng)。學(xué)生現(xiàn)今正在單位參加頂崗實(shí)習(xí)，他們的主要工作是產(chǎn)品設(shè)計(jì)。個(gè)別動(dòng)手能力突出的優(yōu)秀學(xué)生直接當(dāng)上了項(xiàng)目經(jīng)理。

三、以導(dǎo)師制實(shí)現(xiàn)因材施教

學(xué)生群體的基礎(chǔ)差距很大，且學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)能力差別也很大。在面向航空的以學(xué)期項(xiàng)目為載體的《信號(hào)與系統(tǒng)》的整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，如果還進(jìn)行整齊劃一的無(wú)差別教學(xué)，將使得基礎(chǔ)較差的同學(xué)無(wú)法跟上課程進(jìn)度，而理解力強(qiáng)的同學(xué)又發(fā)揮不出自己的才能。本教研團(tuán)隊(duì)嘗試了以開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室為基地，實(shí)施導(dǎo)師制教學(xué)。導(dǎo)師并非一定要本?；蛘咂髽I(yè)專家擔(dān)當(dāng)。“三人行，必有我?guī)?rdquo;。我們實(shí)施的是學(xué)生教學(xué)生的導(dǎo)師制。在本專業(yè)高年級(jí)的學(xué)生中選拔最優(yōu)秀的10名學(xué)生給低年級(jí)學(xué)生當(dāng)導(dǎo)師。這10名高年級(jí)學(xué)生全部參加過(guò)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽并獲獎(jiǎng)，全部都是老師的科研項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員，擁有較為豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。選他們當(dāng)導(dǎo)師，還同時(shí)鍛煉了他們的表達(dá)與溝通能力、組織與協(xié)調(diào)能力、領(lǐng)導(dǎo)能力。一個(gè)班級(jí)分為10個(gè)小組，每個(gè)小組就有1名高年級(jí)學(xué)生當(dāng)導(dǎo)師。每個(gè)小組中最優(yōu)秀的學(xué)生當(dāng)組長(zhǎng)。導(dǎo)師與學(xué)生之間交流渠道完全暢通。由于導(dǎo)師也是學(xué)生，因此導(dǎo)師天生與學(xué)生容易溝通。導(dǎo)師與學(xué)生之間除了上課交流、輔導(dǎo)課交流以外，還有全天候的QQ交流。這種導(dǎo)師制大大減輕了本專業(yè)的師資人數(shù)不足的負(fù)擔(dān)，而同時(shí)打造了一支科研能力很強(qiáng)的學(xué)生隊(duì)伍。同時(shí)，教室上課只占用少量時(shí)間，大量時(shí)間花在課后的設(shè)計(jì)和制作，改變了傳統(tǒng)教學(xué)以教師為主體的局面。以此類推，每一屆學(xué)生中都要選拔10名左右的學(xué)生給下一屆學(xué)生當(dāng)導(dǎo)師。因此，面向航空電子業(yè)、以學(xué)期項(xiàng)目為載體的整個(gè)《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)過(guò)程都有學(xué)生導(dǎo)師指導(dǎo)。

四、考核方式的改進(jìn)

良好的考核方式將有力促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，更客觀地評(píng)估學(xué)習(xí)效果。在面向航空的以學(xué)期項(xiàng)目為載體的《信號(hào)與系統(tǒng)》的考核方式設(shè)計(jì)中，本團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了較大的改革，除了對(duì)項(xiàng)目成果本身進(jìn)行結(jié)果考核外，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)習(xí)全過(guò)程的考核。在過(guò)程考核中納入了綜合素質(zhì)指標(biāo)。把綜合素質(zhì)指標(biāo)融入項(xiàng)目教學(xué)的全過(guò)程，以學(xué)生為主體實(shí)施教學(xué)與評(píng)價(jià)。(1)項(xiàng)目布置階段(含方案設(shè)計(jì)):考核學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、職業(yè)技能、基本素養(yǎng);(2)作品制作階段:考核學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、職業(yè)技能、資訊能力、敬業(yè)合群、誠(chéng)實(shí)守信、學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、安全環(huán)保意識(shí)、外語(yǔ)能力、抗壓能力;(3)撰寫報(bào)告階段:考核學(xué)生的書面表達(dá)溝通能力、資訊能力;(4)提交報(bào)告:考核執(zhí)行力;(5)答辯階段:考核口頭表達(dá)溝通能力、抗壓能力。所有的綜合素質(zhì)指標(biāo)的分?jǐn)?shù)將生成一個(gè)雷達(dá)圖。該圖反映了學(xué)生的綜合素質(zhì)。有利于學(xué)生找到自己的能力素質(zhì)上的不足，從而調(diào)整努力的方向。同時(shí)也有利于企業(yè)選擇錄用新員工?？己朔绞降母镄驴杀苊庠薪Y(jié)果考核的一次期末考試就定勝負(fù)所帶來(lái)的缺點(diǎn)。新的考核方式要求學(xué)生平時(shí)都要努力，才能最終完成《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的學(xué)習(xí)，避免了學(xué)生平時(shí)不上進(jìn)而最終積重難返之后果。此外，綜合素質(zhì)指標(biāo)考核有利于老師對(duì)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)狀況的跟蹤，以便讓學(xué)生導(dǎo)師有針對(duì)性地加強(qiáng)輔導(dǎo)和交流，讓差生獲得必要的幫助，跟上所在項(xiàng)目小組的進(jìn)度。

五、結(jié)論