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欧洲应答器子系统的一个技术反映 这篇文章着重于这个欧洲应答器子系统,是欧洲列车ETCS控制系统的一部分,它广泛运用于全欧洲标准化的轨道和机车设备(ERTMS / ETCS)的轨道交通。结合实例实现的过程中,标准的关键点,并提出解决方法进行了讨论。得到一个简单的观点应用在火车以及解决问题的方案,发射机和接收机实现铁路高安全标准设备如下所示 关键词:欧洲应答器，;应答器传输模块(BTM);欧洲环线,欧洲列车控制系统(ETCS)，铁道列车保护, 1、简介 在过去的10年中,欧盟已经和密切配合铁路、信号行业指定一个-真正的标准的欧洲列车控制系统(ETCS)。最简单的应用水平(ETCS一级)轨道-向机车发信息，该系统采用基于磁转发器传输一级变种,就可以很容易地实现为电子位于一个现有的电源侧的信令系统控制的设置及联锁系统路径。这个应用程序等级提供了足够表现连续火车监督火车的速度控制在传统500公里/小时,反式任务和信息跟踪对训练的机车按规定的点位置轨道传输)。显示在(Veider苏达权等,2002),它具有很多优点,很容易在运用在实际的铁路线路上。 本文主要论述了欧洲应答器子系统与短期欧洲环线子系统和可能的设备融入欧洲应答器子系统。 欧洲应答器子系统包括车载设备中的传输模块(BTM)和地面应应答器,并选择欧洲环线轨道。当火车通过欧洲应答器时,欧洲应答器是由远动力BTM传达了一份报文。接收报文处理后并传递给列车控制计算机,叫作欧洲重要的计算机(EVC)。EVC提供的机车信号给司机。而且,所设计的不间断地监视铁路列车提速,如果有必要,应用服务刹车和/或紧急刹车,从而保障火车的安全。 欧洲应答器是通过机车给其能量的，它不仅传递当地储存的报文而且传递地面电子单元LEU提供的报文，这些都依赖于铁路信号方面。那些报文通知火车信号,速度限制和跟踪条件。欧洲环线子系统的传输系统中,使用一种同轴电缆传递轨道和机车之间的信息 欧洲应答器子系统做——介绍 2.1欧洲应答器子系统的结构单元 车载系统的一部分被分为BTM,位于火车和天线单位下。BTM包括用来发射频率的发射机和接收机的欧洲应答器,传输报文模块。另外,有数字控制单元控制模拟模块和作为内部EVC的。 系统的轨旁部分是位于钢轨之间的欧洲应答器。如果使用的BTM,它通常都传达了——种1023位报文。两种类型的欧洲应答器是按它们的物理特性定义的，标准尺寸欧洲应答器(360毫米x 4.9毫米)和较小欧洲应答器(200毫米x 390毫米)。高速铁轨应答器报文减少到341位(短报文),允许高效率的数据传输。数据与不变信息欧洲应答器固定报文使用依赖于数据显示信号方面铁路信号交换报文是通过欧洲应答器传送。这样的应答器被连接到一个重要地面电子单元（LEU）这样不接可以直接的传送地面的信息还可以传送它本地储存的控制信息。 以下假设在一个系统将以1023位长报文为固定报文。(定义ERTMS / ETCS.2003),数据从应答器传送到 BTM上，称为上行方向，反之则称为下行方向。 22气隙调制的格式和模块交互作用的 运动力意味着提供给欧洲应答器的电力电磁场通过火车的天线单元。(定义ERTMS / ETCS.2003)、工作频率是27.095兆赫。响应欧洲应答器 ETCS报文是通过一个二进制频移键控制FSK信号。这上行信号工作于一个中心的频率为4.234兆赫和一个数据率564.48Kb/s。这标准ETCS报文是由1023位元的和341位的短报文组成的。 下行被定义为1023位元数据传输的实现,从BTM 到欧洲应答器的传送幅度10%的信号。目前下行有限元分析在还没有实现真正的任何现存的，最先进的应答器的噪音子系统。 如图2显示列火车的速度位数的与欧洲应答器标准尺寸的关系。确保正确的数据传输至少三位报文必须是由独立火车的速度BTM模块接收。因此,最小接收of-3069数分钟(= 3 * 1 023表明了最大的火车速度。 一个主要问题的实际应用在铁轨是欧洲应答器可能被覆盖(例如碎片,水,冰、等等),还应按照标准的规格工作。这意味着欧洲应答器必须足够的动力,并给出了正确的报文也一定承受如恶劣环境条件。正常工作的远动力输出必须足够大以至于欧洲应答器在任何情况下都能工作。另一方面机车车载上的BTM接收方需有足够宽的输入信号动态范围,使欧洲应答器在任何标准化的气隙条件会收到信号。标准化的条件和I / O 欧洲应答器的特点将在下个章节进行介绍。 另一个主要限制欧洲应答器子系统的需求是实时系统。自从欧洲应答器中心是用来触发器车载系统的里程的、当列车经过欧洲应答器时中心能准确识别。只有很小的延迟在车载信号是可以接受的。捕捉实际点时间,时间标志已经使用。实际运行状态,实现了由人的地方- BTM具体事件联系在一起。具体的事件开始和结束时,欧洲应答器或接收一份电报。 3。车载系统部件的 主要系统部件3.1 控制整个车载系统的是控制单元这也是界面的火车计算机(图3)。硬件为商业嵌入式计算机运行免费操作系统。BTM特殊部位的司机们用它来控制模拟模块的子系统和传播的EVC收到报文的。电报加工、五金连接到模拟模块是由硬件实现控制器FPGA的封装。提供电气隔离模拟模块接口实现一个光耦合器等硬件控制器。模拟信号处理和上行信号的上、下行频率由传输和接收机单元分别传输和接收。传输单位包括发射机，整合远动力信号和功率放大器放大传感器的信号(所需要的适度规模ERTMS / ETCS,2003)。接收到的信号提前放大和转换成一个FSK的TTL调制信号的接收器单位。这个信号是由硬件控制器进一步解调的。连接天线单位的损失位于火车底侧与BTM的其他模块的用一个简单的方法联系，就一根电缆的用于必要沟通。要做到这一点用于组合并分开耦合的上行以及下行信号，所设计的。可以检测信号测试电路核对查看一下所有的系统功能是BTM是怎么通过线缆传输的。 3.2传输单位 传输单位图3中包括发射机以及功放引起它产生的远动力信号,用来供给欧洲应答器能量。如果下行信号发射了，则下行数据信号幅度10%。远动力信号的工作于一个载波频率27.095兆赫用的上、下行频率的564.48 kb/s的数据速率。 图4显示了I / O的特征欧洲应答器。(ERTMS / ETCS.2003)定义为标准尺寸的欧洲应答器 远动力所提供的磁通范围来事应答器工作。这磁通范围从Φd1 = 7.7 nVs到Φd4 = 200 nVs。这等于一个动态的输入功率的欧洲应答器范围内,略小于30db,设备才能正常工作。这个大的动态范围占气隙的距离是不同的,对不同类型的的功率传输气隙。为了达到传送无线电发射器的最佳性能就必须使功率电平输入功率等同于欧洲应答器和跟最近距离天线单元功率最大值的。如果欧洲应答器输出功率匹配单元天线功率放大器达到最大输入功率,可以计算出电平是40 W .假设一个功率放大器增益是16分贝则发射端就必须提供了功率电平1 W。 一个连续波操作的增加动力的幅值就可以获得一个非线性的运作方式。如果下行系统中实现了额外的功率放大器一个线性模式就可以保证10%振幅调制。 3.3 接收机单元 调制的传输数据应答器到BTM本身是一个二进制频移键控与中心频率是4.234MHZ和数据速率564.48kb / s两个频率,使得f1 =3.951MHZ和f2 = 4.516MHZ。从图4和(ERTMS / ETCS》,2003)众所周知,最小的和最大输出功率标准尺寸欧洲应答器是成正比的一个欧洲应答器天线回路电流23mA和116mA,导致的动态范围19db。BTM连同所引起的衰减的的气隙的动态范围,的接收信号的强度在大约有50db。 为了达到良好的解调,大信号动态范围必须被压缩的变增益放大器和限定因素。此后,调制频移键控TTL信号由其商品解调器。由于每个位代表频移键控信号仅仅通过7或8信号周期(f1 /数据率或者f2/data率),通常的方法是锁相环译文不允许如此快的锁定造成了恶劣的工作解调。在这个例子中是一个相关接收机是一种很好的解决的方法显示更多更好的性能。 3.4结合信号 使用终端的信号,为了使只是一个天线连接单元和BTM输出。这 结合的主要部分是信号分离的远动力频移键控信号与接收到的信号。一个粗略的计算证明了,两者之间的优劣信号在80db的一个范围。为了达到良好的耦合远动力信号,因传统的带通滤波器的路径必须至少有五条。解耦的频移键控信号在的路径不是那么严格的小,收到移频键控信号就不会影响输出功率放大器。 另外有一个低通滤波输入器件的电路,是用来传送控制信号和直流供应与BTM到测试电路实行的天线单元 3.5天线单位 天线单位很简单,它只是一个环,传递远动力,从欧洲应答器接收频移键控信号。一个棘手的问题在天线设计输入和输出的匹配。理论上的最好的是天线和共振的频移键控频率的匹配。当一个欧洲应答器接近这样一个共振一个匹配中心频率就会由于耦合的存在而转移,从而造成严重不匹配。不足的是，欧洲应答器的影响是不能够忽略的，因为的距离不是固定不变的。欧洲应答器层厚度和各种残骸是未知的。因此,降低品质因数,获得更少的天线电阻但使天线有更简单,更稳定地匹配条件。这将会导致更高的输出功率,以达到同样的功率是电力传递的气隙。 第二个小天线放在天线单位用于测试的目的。连同测试电路模块可以同时为接收器清点传送这种天线基于测试信号和接收和传送远动力信号传输单位检查。 3．6硬件控制器和控制单元 硬件控制器和控制单元合作得很紧密联系,处理所有的BTM的任务:控制单元在更高的层次作为接口的火车车载系统,并对该系统的硬