一种相敏轨道信号检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铁路轨道检测技术领域，特别是涉及一种相敏轨道信号检测方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 当今，25Hz相敏轨道电路作为当今铁路信号自动控制的基础设备，是保障铁路行 车安全的关键信号设备之一。通常需要对25Hz相敏轨道电路的相敏特性进行检测，以排除 轨道异常情况。
[0003] 在现有的对铁路25Hz相敏轨道信号检测的方法中，需要从含大量干扰的轨道信 号中，提取出有效的25Hz相敏信号（包括局部电压和轨道电压），从25Hz相敏轨道信号中 快速准确地计算出局部电压和轨道电压的频率及相位差。其中，现有的相敏轨道频率检测 主要采用过零检测的方式；现有的信号间相位差检测方法主要是以一个信号为参考，利用 比较器记录两个相邻采样值相对于参考信号两相邻采样值的时间差，从而得出信号的相位 延迟，计算出相位差。
[0004] 然而，过零检测的方式对过零点的要求非常高，当采样率不够高时过零点的采集 误差会导致频率出现偏差。因此采用过零检测的方式检测相敏轨道电路的频率对A/D的采 样速率要求非常高，而提高采样速率会直接导致硬件成本增加和加大软件开销；同时，现有 的信号间相位差检测方法需要一个信号发生单元产生一个控制信号，一个取样单元对待测 信号取样，一个比较单元分别比较相邻两次相同取样值的时间差，实现方式非常复杂，且成 本高，抗干扰能力弱。
[0005] 基于此，亟需一种可靠准确的相敏轨道信号检测方法，以达到实现方便、成本低的 目的。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本发明提供了一种相敏轨道信号检测方法，以达到实现方便、成本低的 目的。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供一种相敏轨道信号检测方法，包括：
[0008] 获取相敏轨道信号，所述相敏轨道信号包括局部电压信号和轨道电压信号；
[0009] 利用所述局部电压信号和轨道电压信号的N个周期信号波形，分别估算得到所述 局部电压信号和轨道电压信号的预测频率；
[0010] 利用估算得到的预测频率，采用准同步相位差迭代法，分别逐次迭代得到所述局 部电压信号和轨道电压信号的实际频率；
[0011] 依据迭代得到的实际频率，分别对所述局部电压信号和轨道电压信号进行傅里叶 变换，得到所述局部电压信号和轨道电压信号的实时相位；
[0012] 利用得到的两个实时相位，计算得到所述局部电压信号和轨道电压信号之间的相 位差。
[0013] 优选的，利用所述局部电压信号和轨道电压信号的N个周期信号波形，分别估算 得到所述局部电压信号和轨道电压信号的预测频率之前，还包括：
[0014] 利用数字滤波器，分别对所述局部电压信号和轨道电压信号进行滤波，以滤除干 扰信号。
[0015] 本发明还提供了一种相敏轨道信号检测系统，包括：
[0016] 信号获取器，用于获取局部电压信号和轨道电压信号；
[0017] 预测频率估算器，用于利用所述局部电压信号和轨道电压信号的N个周期信号波 形，分别估算得到所述局部电压信号和轨道电压信号的预测频率；
[0018] 实际频率计算器，用于利用估算得到的预测频率，采用准同步相位差迭代法，分别 逐次迭代得到所述局部电压信号和轨道电压信号的实际频率；
[0019] 相位计算器，用于依据迭代得到的实际频率，分别对所述局部电压信号和轨道电 压信号进行傅里叶变换，得到所述局部电压信号和轨道电压信号的实时相位；
[0020] 相位差计算器，用于利用得到的两个实时相位，计算得到所述局部电压信号和轨 道电压信号之间的相位差。
[0021] 以上本发明提供的相敏轨道信号检测方法及系统中，首先，利用局部电压信号和 轨道电压信号的N个周期信号波形，分别估算得到这两个信号的预测频率；利用估算得到 的预测频率，采用准同步相位差迭代法，分别逐次迭代得到这两个信号的实际频率；然后， 再依据迭代得到的实际频率，分别对这两个信号进行傅里叶变换，得到这两个信号的实时 相位，进而计算得到局部电压信号和轨道电压信号之间的相位差。其中，利用准同步相位差 迭代法计算频率，避免了提高采样率引起的硬件成本和软件开销，成本低；根据准同步相位 差迭代法得到的频率可直接用于傅里叶变换计算出信号实时相位，不需要复杂的相位比较 电路，实现方便，成本低，实时性高，避免了因为采样精度引起的误差，可靠性高。
【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0023] 图1为本发明提供的一种相敏轨道信号检测方法实施例1的流程图；
[0024] 图2为本发明提供的一种相敏轨道信号检测系统实施例1的结构框图示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 本发明的核心是提供一种相敏轨道信号检测方法，以达到实现方便、成本低的目 的。
[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】 对本发明作进一步的详细说明。
[0028] 参考图1，示出了本发明一种相敏轨道信号检测方法实施例1的流程图，该方法具 体可以包括如下步骤：
[0029] 步骤S100、获取相敏轨道信号，相敏轨道信号包括局部电压信号和轨道电压信 号；
[0030] 实际应用中，最初获取到的是含大量干扰信号的相敏轨道信号，基于此，本发明 中，为了保证检测结果（即频率值和相位差）较高的准确度，在获取到相敏轨道信号之后， 利用局部电压信号和轨道电压信号的N个周期信号波形，分别估算得到局部电压信号和轨 道电压信号的预测频率之前，还可以利用数字滤波器，分别对相敏轨道信号进行滤波，以滤 除干扰信号。具体地，可以采用数字带通滤波器对相敏轨道信号进行滤波。其中，运用数字 滤波器技术节省模拟滤波器带来的硬件成本和提高系统可靠性。
[0031] 当然，对相敏轨道信号进行滤波之前，需要将为模拟信号的相敏轨道信号进行AD 采样，转换为数字信号的相敏轨道信号。
[0032] 步骤S101、利用局部电压信号和轨道电压信号的N个周期信号波形，分别估算得 到局部电压信号的预测频率和轨道电压信号的预测频率f 2;
[0033] 步骤S102、利用估算得到的预测频率，采用准同步相位差迭代法，分别逐次迭代得 到局部电压信号的实际频率f' i和轨道电压信号的实际频率f' 2；
[0034] 其中，准同步相位差迭代法的基本思想是：通