探研铁路信号激光器驱动电源集中监控

付宾德

[中图分类号] U284

[文献标志码]A

[文章编号]2095-6487 （2021） 02-0108-02 Exploring the Centralized Monitoring of the Driving Power of the Railway Signal Laser

Fu Bin-de

[ Abstract] Focusing on the centralized monitoring of railway signals as the research object， using the laser drht'ing power supply as theresearch equipment， the centralized monitoring methods are explored and analyzed. The article discusses the laser driving power signal acquisitionmethod， and proposes the centralized monitoring optimization ideas through simulation experiments.， Verified the feasibility of the optimizedscheme， and reflected the superior performance ofthe centralized monitormg system ofthe signal laser drht'e power supply

[ Keywords] railway signal; laser dru'e power; centralized monitoring

随着高速铁路发展，铁路信号设备由传统人工监控模式向智能监控、人数据分析的方向发展，铁路信号设备信息采集传输、分析判断、指令下达、预防研判等均需精准监控、快速处置、安全稳定，对信息的传递速度、采集频率提出了更高要求。目前，智能化科技高速发展，激光器驱动电源监控技术已在各领域普及应用，可快速传递信息、提高信息采集频率，从而实现对铁路信号安全隐患的排查、处置、预防，在铁路信号集中监控领域有较人应用空间。

1 研究背景

随着与高速铁路有关的一系列新技术、新设备、新工艺、新产品的研究取得突破和发展，世界铁路已进入了一个高速铁路人发展的新时期。高速铁路信号系统是保障高速动车组运行安全，提高铁路运输效率的关键技术装备，是高速铁路的“中枢神经”。高速铁路信号系统中，列车运行控制、调度集中、计算机联锁、信号集中监测、数据网及传输等信号系统，由传统的模拟信号处理技术向数字化、网络化的技术转变，实现信息化，从而实现集中、智能管理，铁路信号传输是否存在延迟直接影响调度集中监控的质量和结果。同时，集中监控对铁路信号设备的保养和维护同样具有积极作用，可以方便维修人员确定故障信号源的位置。因此铁路信号集中监控的安全必须得到保障，在此背景下对铁路信号激光器驱动电源集中监控系统进行研究。

2 理论依据

2.1 铁路信号激光驱动电源监控采集

铁路信号激光器驱动电源集中监控通过传感器设备完成数据信息采集工作，然后采用空间阵列分布式设计方法，对信号源进行空间建模，得到阵列信号采集结果，最后监控激光器驱动电源集中监控中的信号检测系统，即可根据监控到的激光驱动电源脉冲信号，构建均匀线空间阵列模型。铁路信号激光驱动电源集中监控，可以按照空间阵列模型分成不同阵元，然后根据监控到的特征信息做好信号调制，最后得到空间阵列模型中输出的各个监控阵元信号。

如果铁路信号激光驱动电源集中监控频率人于相对阈值，则可以采用射线检测法进行电脉冲检测，即可从得到的频谱特征中提取脉冲包络幅值，最后通过波束形成器约束铁路信号的输出结果。铁路信号激光器驱动电源集中监控信号采集模型可以分为两个部分，前半部分铁路信号激光器驱动电源在各个驱动电源监测位置上可以进行信号}监测，然后使用传感器提出监控输出的信号特征，最后经过后半部分的微光信号波束进行信号频谱分析，得到铁路信号电源的激光器驱动电源集中监控结果，最后通过SSM解码构建铁路信号激光器驱动电源监控信号采集模型。因为铁路信号激光器驱动电源集中监控信号的相邻阵列具有关联性，所以可以根据信号调制方法和监控信号的特征量对铁路信号进行调幅。

铁路信号激光器驱动电源集中监控信号，需要进行干扰抑制，而常用的方法为匹配滤波法，该方法需要先得到集中监控输出的信号信思，通过瞬时幅度和频谱幅值的计算即可输入集中监控的参量形式，铁路信号激光器驱动电源集中峪控信号所得到的一切参量都是为了信号采集做准备。

2.2 激光器驱动电源监控信号调制和滤波

铁路信号激光器驱动电源监控信号调制和滤波，先分析輸出的i监控电流脉冲信号，再对脉冲信号进行调节，得到监控信号滤波模型，然后对铁路信号激光器驱动电源集中监控滤波参数进行分解，可以得到滤波参数的时频，再计算出其分解时频和瞬时频率，可以构建出铁路信号激光器驱动电源集中监控信号的矩阵，信号矩阵是信号调制和滤波是基础。

铁路信号激光器驱动电源集中监控信号调制和滤波，还需要脉冲信号的平均测度参数，而该参数可以利用输出信号的瞬时频率进行计算，然后再将瞬时频率的特征参量代入到矩阵公式中，此时可以根据多阶矩阵方程计算铁路信号的瞬时频谱产量。铁路信号激光器驱动电源集中监控信号滤波检测，可以根据以上参数进行计算，但是滤波检测的前提是信号源峰度非零，当信号源峰度为零时并不能使用滤波检测法进行处理，否则得到的滤波处理结果没有实际意义。该方法能够让铁路信号激光信号器驱动电源集中监控结果更加准确。

3 铁路信号激光器驱动电源集中监控优化

3.1 空间信号源模型构建

铁路信号激光器驱动电源集中监控优化首先需要对空间信号源模型进行建模，控制信号输出的延时值。空间信号源建模数据采集和滤波，是提高集中监控效率的基础，可以提高对信号源分布位置判断的准确性，是能够保障铁路安全运行的智能化集中监控系统。需要铁路信号激光器驱动电源集中监控信号的瞬时频率值、空间阵列的非零特征值、特征向量空间等参数以及相关波束形成，可以使用传感器采集激光器驱动电源数据，并通过滤波可以过滤掉一些杂量数据。

铁路信号激光器驱动电源集中监控系统的优化必须改变原有的落后监控方法，而参量约束进化监控方法就是其中一种。该方法可以通过整合信号参量数据，运用多个参量数据进行联合分析，提高铁路信号集中监控的精度、降低信号延迟。铁路信号激光器驱动电源集中监控需要在准备阶段得到信号输出频谱、信号功率谱、功率谱密度特征、信号检测的包络幅值、基带带宽、空间信号源分布情况，根据铁路信号激光器驱动电源集中监控与各参量之间的关系，得到滤波检测，信号源载频输出带宽与铁路信号密度结合，使用空间波束形成法，可得到铁路信号的包络幅值。包络幅位与基带带宽、空间信号源分布情况、采样间隔时间等参数相结合，可以检测滤波信号。

铁路信号激光器驱动电源集中监控，优化运用空间信号源模型构建使用了相反检测法，得到了铁路信号的功率谱密度特征，该特征可以用于调制处理铁路信号激光器驱动电源集中监控的输出值。

3.2 铁路激光器驱动电源监控信号的自动检测和集中监控输出

铁路信号激光器驱动电源集中监控信号使用滤波器可以对输出信号进行滤波处理，根据每一层的滤波信号所对应的滤波输入信号长度是固定的关系，经过信号调解后，得到信号的长度调解值。根据信号的放电检测结果，可以得到其自相关函数，然后将电源放电检测的自相关函数与信号调解输出信号结合，得到信号的脉冲检测包络幅值。包络幅值能够与激光器驱动电源监控的输出信号重新排列组合，采用更具有优势的多元尺度方法得到集中监控的短时能量的输出结果。根据铁路信号激光器驱动电源信号自动检测结果可以确定电源监控的阈值，输出能量结果自动匹配功率谱密度，这样才能通过优化集中监控信号的功率谱密度对铁路信号集中监控系统，提高铁路安全运行的保障。

4 可行性研究试验

4.1 电路设计

铁路信号的激光器驱动电源集中监控电路设计主要分为恒流驱动电路和温度拉制电路，其中恒流驱动的电路需要采用数模转换器、负反馈积分电路、限流电路和高精度采样电阻，数模转换器可以将电压信号转换成模拟电压输出，反馈电路可以即时峪控激光器的驱动电流，限流电路可以保持电压输出值与设定电流值相互对应。温度控制电路主要采用温度控制芯片、负温度系数热敏电阻、反馈电压、设定温度电压值和制冷片，温度控制芯片内部由基准电压源、脉冲宽度调制、场效应管等设备构成，外部温度的变化会导致内部温度对应变化，直到电流达到设定值。

铁路信号的激光器驱动电源集中峪控防护电路设计生要分为纵横方向防护设计与传输线防雷设计两个方面。纵横方面防护设计中，横向防护电路中激光驱动器信号设备需要在外线测与防雷保安器单元进行横向连接。纵向防护电路中激光驱动器信号设备需要在外线侧与防雷保安器单元进行纵向链接，同时该原件还需要与接地_.集线连接。传输线防雷设计室外同样则需要从纵横两个方向采用防雷电路设计，室内则需要采用低电压防雷电路设计。

4.2 仿真实验

信号激光器驱动电源集中峪控的效果，可以通仿真实验进行验证。仿真实验需要检测和提取集中监控的输出特征量，再根据特征量提取结果进行信号调制，最后根据蒙特卡岁仿真实验对信号集中监控系统判断设备运行安全等情况的保障能力，从而设置环境和参数等信息提高信号激光器驱动电源集中控制的性能。

实验中信号调制使用的是BPSK信号（二进制相移键控）、信号调制频率设置成12 kHz、原始信号频率设置成25 kHz，原始监控信号的信噪比为10 dB、快拍数为1200，蒙特卡罗实验频率为每采集一次信号进行200次仿真！实验。仿真实验结果提取出信号的功率谱密度特征值表示通过集中控制有效减少了干扰信号，信号激光器驱动电源集中监控的误码率及其收敛控制效果表明无单频干扰情况下误码率比较低。其中当输入信噪比发生变化时，集中监控的误码率也会不断变化，信噪比越高则误码率越低，信号传输延迟越低。因此信号激光器驱动电源集中峪控通过自主检测起到了优化效果，对信号设备运行安全来说更有保障。

4.3 铁路信号的激光器驱动电源集中监控优点：

（1）铁路信号激光器驱动电源集中监控可以提升信号采集的准确性、有效性，提高铁路信号传输质量。

（2）可视化效果得到提升。该系统对互联网信息技术的应用更加深入，可视化效果能够从二维甲而向三维空间画而发展，工作人员可通过显示屏更清晰地观察到设备运行情况，判断有无异常。

（3）通信覆盖盲区人幅减少。5铁路信号激光器驱动电源集中监控应用前景

铁路信号激光器驱动电源集中监控对铁路信号集中控制系统来说至关重要，未来铁路信号监控系统还会采用BIM技术、人数据技术、人工智能技术、云计算技术等高新科技继续进行优化，在保证铁路信号集中}监控的效果之外还需要提高铁路调度系统的智能化和自动化水下。铁路信号集中监控会通过信号一体化下台来实现，最后聯锁设计系统、列控设计系统、闭塞设计系统、列控数据管理平台、专线设计助手会相互结合，成为一个可视化效果极高的智慧化协同工作平台，据此可以实现对铁路信号激光器驱动电源集中监控。

6 结束语

综上所述，铁路信号激光器驱动电源集中l监控可以提高信号采集的准确性、有效性，保证铁路信号传输质量，能够尽早发现故障，有效保证铁路行车安全，在高速铁路通信信号设备集中监控领域有较人应用发展空间，能够促进铁路通信信号领域技术水平提升。

参考文献

[1]顾卫杰，楼竞铁路信号激光器驱动电源集中监控[J]激光杂志，2020， 41 （2）：155-159[2]肖杏子大功率半导体激光器电源单体的分析与设计[D]武汉：华中科技大学，2019 （10）：155-156（上接第112页）案后，借助计算机进行实时性系统的仿真模拟，逐步优化，确保整个仓库物流模式的最优化。