《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）—第四部分 装备《应答器产品测试技术研究及应用》

本期项目简介

完成单位: 通号 (北京) 轨道工业集团有限公司轨道交通技术研究院、 中国铁路广州局集团有限公司、 中国铁路太原局集团有限公司

主要完成人: 徐清、 孙亮、 房海云、 马韧、吉建国、 游柳、 左林华、 叶轲、 李新磊、 李岳峰

项目简介

　　(一)项目背景

　　应答器传输系统是一种点式传输系统,应用于CTCS1至4级列车运行控制系统,实现列车和轨旁设备之间安全相关控车信息的传输,是列车定位和车地通信的核心设备。设备包含应答器、地面电子单元(LEU)、电缆检测盒(ECI)等。目前,应答器传输系统已在国内应用十多年,在国家铁路和城市轨道交通中大面积安装,累计几十万台,范围覆盖高寒、沙漠和湿热地区,气候差异显著、环境复杂多样。在使用过程中暴露出一些性能指标问题,急需性能指标测试,提升产品技术指标,以满足复杂环境的应用需求。同时产品的出厂测试、返修测试和维护测试等工作也越发重要。

　　项目立项时,上述测试均依赖进口的测试设备,性能指标测试甚至需要到国外实验室进行。这种情况不仅测试成本极大,也制约了我国自主化应答器传输系统的研发进度。

　　本项目系统性地开展了应答器关键测试技术研究,研发了性能指标测试系统、生产测试系统、维护测试设备,促进了行业内射频类及模拟类电子产品测试研发能力,形成了完全独立自主的应答器产品系列测试系统,满足了产品生命周期内的测试需求,打破了长期依赖国外实验室和国外进口测试设备的情况。

　　(二)技术概况

　　(1)攻克了应答器功能性能测试系统关键测试算法和射频系统设计的难题。

　　(2)攻克了基于二次拟合的应答器谐振频率测试及优化方法的难题。

　　(3)提出了负载板模拟电缆参数算法,攻克了不同长度、不同开短路条件下的电缆参数的仿真和测试问题。

　　(4)集成了地铁LEU设备ELB标签读写电路和模拟联锁输出电路,满足了现场维护测试需求。

　　(三)适用范围

　　适用于国家铁路及城市轨道交通领域应答器产品生产及测试。

　　(四)获奖情况

　　本项目获中国交通运输协会科学技术奖二等奖。

项目创新点

(1) 针对应答器功能性能测试问题, 创新提出了测试系统软硬件架构和天线校准补偿修正算法, 攻克了关键测试算法和射频系统设计的难题,实现了全功能性能指标测试。

(2) 针对应答器生产全过程测试问题, 创新提出了系统软硬件架构, 攻克了基于二次拟合的应答器谐振频率测试及优化方法的难题, 实现了集成化应答器生产测试。

(3) 针对 ECI 生产全过程测试问题, 创新提出了负载板模拟电缆参数算法, 攻克了不同长度、不同开短路条件下的电缆参数的仿真和测试难题,实现了 ECI 生产自动测试。

(4) 针对应答器和 LEU 的现场维护问题, 在满足高铁应用的基础上, 创新集成了地铁 LEU 设备 ELB 标签读写电路和模拟联锁输出电路, 实现了小型化和轻量化结构设计, 攻克了多种功能集成的难题, 满足了现场维护测试需求的全覆盖。

同类项目比较

　　(一)应答器性能指标测试系统

　　应答器性能指标测试系统是国内独立自主设计开发的能够测试全部环境条件的应答器测试系统,且其参考环校准方法有效提高了测试系统的准确性。测试系统较国外测试系统,测试效率有大幅提高。测试系统具有独立自主知识产权,填补国内空白,达到国际先进水平。

　　(二)应答器生产测试系统

　　应答器生产测试系统是国内独立自主设计开发的主要应用于应答器产品出厂测试及返修测试的测试系统,测试项目全面,与进口生产测试系统相比,激励天线谐振频率检测范围大、可扩展性强。测试系统具有独立自主知识产权,填补国内空白,达到国际先进水平。

　　(三)ECI生产测试系统

　　ECI生产测试系统是国内独立自主设计开发的主要应用于ECI产品出厂测试及返修测试的测试系统,较原来进口测试系统测试效率提高,测试集成化和自动化程度高,可扩展性强。测试系统具有独立自主知识产权,填补国内空白。

　　(四)信标读写设备

　　信标读写设备是自主设计开发的应用国家铁路和地铁应答器及LEU产品的维护设备,较进口维护设备和已有维护设备,信标读写设备集成度高,功能全面,应用范围广,体积小、重量轻,方便携带。维护设备具有独立自主知识产权,填补国内空白,达到国际先进水平。

应用案例

　　(1)应答器性能指标测试系统已应用于中国通号公司内部多家企业应答器性能指标测试。

　　(2)应答器生产测试系统已应用于北京铁路信号有限公司生产车间,投入使用以来,支撑应答器累计测试约5郾6万台产品,有效地保证了产品质量。

　　(3)ECI生产测试系统已投入使用,累计测试约500台产品,有效地保证了产品质量。

　　(4)信标读写设备已经开始在多条地铁线路广泛应用,已完全替代进口的应答器读写工具,实现对地铁信标和LEU的测试维护

社会效益与经济效益

　　项目形成的系列测试/维护产品已应用于产品认证测试、生产/返修测试及现场维护测试中,取代进口设备,产品测试能力达到国内领先、国际一流水平,产生了巨大的经济效益和社会效益。项目形成的射频测试技术成果可推广至类似射频类产品全生命周期的测试,有极大的推广价值。