[发明专利]铁路信号电缆在线故障定位系统及方法

权利要求书

1.一种铁路信号电缆在线故障定位系统，其特征在于，包括MCU模块、FPGA模块以及信号调理及防护模块，其中，

所述MCU模块，用于产生控制信号，从所述FPGA模块获取被测电缆的第一长度；根据所述第一长度采用长度自适应方式动态调整所述控制信号，根据动态调整后的所述控制信号进行在线故障定位分析与计算，得到所述被测电缆的第二长度，其中，所述第一长度为开始测试时的初始电缆长度；

所述FPGA模块，用于根据所述控制信号产生伪随机序列信号，根据所述控制信号调制所述伪随机序列信号得到伪随机序列扩频信号，从接收到的返回信号中分离获取回波信号，对所述回波信号进行相关运算处理并将相关运算的结果发送给所述MCU模块；

所述信号调理及防护模块，用于根据所述控制信号对所述伪随机序列扩频信号进行放大、数模转换和滤波处理，得到在线测试信号作为所述被测电缆的入射信号；

所述MCU模块与所述FPGA模块连接，所述信号调理及防护模块的第一输入端与所述MCU模块连接，所述信号调理及防护模块的第二输入端与所述FPGA模块连接，所述信号调理及防护模块的输出端连接所述FPGA模块。

2.根据权利要求1所述的一种铁路信号电缆在线故障定位系统，其特征在于，所述控制信号为波形控制信号，所述MCU模块包括：

波形控制模块，用于产生所述波形控制信号，根据所述第一长度采用长度自适应方式动态调整所述波形控制信号；

背景噪声数据库及数据统计分析模块，用于建立背景噪声库，将实时的相关计算结果与背景噪声数据库中的数据进行对比分析，从所述FPGA模块获取所述第一长度；获取所述FPGA模块根据动态调整后的所述波形控制信号计算出的所述第二长度，并结合所述第二长度确定所述被测电缆故障的状态和故障的类型；

所述波形控制模块的输出端连接所述FPGA模块，所述波形控制模块的输出端还连接所述信号调理及防护模块；所述背景噪声数据库及数据统计分析模块连接所述FPGA模块。

3.根据权利要求2所述的一种铁路信号电缆在线故障定位系统，其特征在于，所述波形控制信号包括序列控制字信号和频率控制字信号，所述伪随机序列信号为M序列或混沌序列信号，所述FPGA模块包括：

M/混沌序列产生模块，与所述波形控制模块的输出端连接，用于根据所述序列控制字信号生成M序列或混沌序列信号；

信号调制模块，用于根据所述频率控制字信号调制所述M序列或混沌序列信号，得到伪随机序列扩频信号；

自适应噪声对消模块，用于根据所述背景噪声数据库的数据采用自适应滤波算法对所述返回信号进行对消处理，从而得到所述回波信号；

信号处理模块，用于通过相关算法计算所述入射信号与所述回波信号的时延，以及计算所述第二长度；

所述M/混沌序列产生模块的输入端与所述波形控制模块的输出端连接，所述信号调制模块的第一输入端与所述波形控制模块的输出端连接，所述信号调制模块的第二输入端与M/混沌序列产生模块的输出端连接，所述信号调制模块的输出端连接所述信号调理及防护模块的输入端，所述自适应噪声对消模块的第一输入端连接所述信号调理及防护模块的输出端，所述自适应噪声对消模块的第二输入端连接所述背景噪声数据库及数据统计分析模块的输出端，所述自适应噪声对消模块与所述信号处理模块连接，所述信号处理模块与所述背景噪声数据库及数据统计分析模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种铁路信号电缆在线故障定位系统，其特征在于，所述MCU模块还包括：

传播速率选择模块，与所述信号处理模块连接，用于根据所述被测电缆的型号选择匹配的传播速率。

5.根据权利要求1所述的一种铁路信号电缆在线故障定位系统，其特征在于，所述在线故障定位系统还包括：

选线模块，用于按照预先设定的测试对象与测试顺序，对多个所述被测电缆进行轮询选通；

所述选线模块的输入端连接所述信号调理及防护模块，所述选线模块的输出端连接所述FPGA模块。