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在众多的通信技术中，扩频通信技术由于具有独特的抗干扰能力以及宽的使用频带而在军事通信领域倍受青睐。根据扩频通信调制方式的不同，它可以分为直接序列扩频方式（DS）、跳频方式（FH）、跳时方式（FT）及兼有以上方式中二种以上的混合方式。其中跳频通信具有保密性好、不易受远近干扰和多径干扰的影响等优点，是一种很有前景的通信方式。跳频系统的频率跳变，受到伪随机码的控制。不同的时间、不同的伪码相位，频率合成器产生的相应频率也不同。把跳频系统的频率跳变规律称为跳频图案。跳频图案是时间和频率的函数，故又称为时间－频率矩阵，简称时频矩阵。时频矩阵可直观描述出频率跳变规律，如图1所示。
跳频图案的设计是跳频通信系统的一个关键问题，直接影响到跳频系统的保密、抗干扰、多址等性能。一般要求跳频图案的周期要长，这就要求控制跳频图案的伪随机码周期要长，即移位寄存器的级数要大。
1基于FPGA和DDS技术的跳频信号源设计
跳频信号源即为载波频率按照一定跳频图案跳变的信号发生器。设计一个性能优异的跳频信号源，困难在于其优良的频谱性能。笔者提出了一种基于FPGA12和DDS技术的跳频图案的设计方案。指标如下：600跳／秒跳速；20个跳频点；3．4MHz跳频基带；68MHz跳频带宽；106．78MHz～172．14MHz跳频频率中20个频点。DDS采用AD公司的最新频率合成器件AD9852，写频率控制字采用ALTARA公司的可编程逻辑器件APEX20K系列中的EP20K100，其逻辑资源为10万门，两者通过40针总线接口相连3。其中，FPGA完成存储频率控制字、定时写入频率控制字的功能，AD9852则实现频率合成输出。频率合成器DDS是跳频信号源中的一个关键部件，其原理如图2所示。这种频率合成器工作频率高，可达GHz数量级；分辨率高，可达1Hz以下，稳定度高；体积小，重量轻，集成度高，这些都是其他频率合成器件难以比拟的。AD9852是近年推出的高速芯片，具有小型的80管脚表贴封装形式，其时钟频率为300MHz，并带有两个12位高速正交D／A转换器、两个48位可编程频率寄存器、两个14位可编程相位移位寄存器、12位幅度调制器和可编程的波形开关键功能，并有单路FSK和BPSK数据接口，易产生单路线性或非线性调频信号。当采用标准时钟源时，AD9852可产生高稳定的频率、相位、幅度可编程的正、余弦输出，可用作捷变频本地振荡器和各种波形产生器。AD9852提供了48位的频率分辨率，相位量化到14位，保证了极高频率分辨率和相位分辩率，极好的动态性能。其频率转换速度可达每秒100×106个频率点。在高速时钟产生器应用中，可采用外接300MHz时钟或外接低频时钟倍频两种方式，给电路板带来了极大的方便，同时也避免了采用高频时钟带来的问题。在AD9852芯片内部时钟输入端有4～20倍可编程参考时钟锁相倍频电路，外部只需输入一低频参考时钟60MHz，通过AD9852芯片内部的倍频即可获得300MHz内部时钟。300MHz的外部时钟也可以采用单端或差分输入方式直接作为时钟源。AD9852采用＋3．3V供电，降低了器件的功耗。工作温度范围在－40°C～＋85°C。
本文采用AD9852所设计的频率合成器结构如图3所示。DDS模块分成二路输出：（1）第一路输出
100MHz～150MHz信号；（2）第二路输出150MHz～200MHz信号。其中DDS输出12．5MHz～25MHz的信号，经SWCON开关分成两路输出，一路输出12．5MHz～18．75MHz信号，经放大倍频、滤波，输出100MHz～150MHz信号；另一路输出18．75MHz～25MHz的信号经放大倍频、滤波输出150MHz～200MHz信号。
2FPGA与DDS接口设计
FPGA主要完成从外部向DDS写入频率控制字功能，其中频率控制字存储在FPGA内部RAM单元中。双方通过40针总线连接，其中信号线为：8位数据线、6位地址线、复位信号、updateclk（频率跳变信号）、swcon（开关：高频段和低频段转换信号，当swcon为低时输出高频段，当swcon为高时，输出低频段）、wr（写信号）。
作者：王伟何涛强生杰单位：兰州交通大学
数据输入后先转化成ASCII二进制码进行传输，通过调用m序列生成函数进行相加，产生扩展后的数据，然后将扩频码转换为BPSK(1,-1)序列，数据传输时进一步将BPSK双极性转换到单极性，最终在数据输出端进行m序列解扩，再结合解调过程将ASCII二进制码转换为输出数据。从图3(b)中可以看出数据展宽后可以明显降低信号功率密度，调制后传输的信号和白噪声具有很大的相似度，可以实现高隐蔽性传输。从图3(c)和图3(d)对调制信号包络，相干载波相位模糊度及其对解调数据的影响等性能对比，得出BPSK调制出传输过程中具有高的抗干扰能力和频谱利用率。最终解扩和解调后的输出数据(e)和输入数据图3(a)具有高度的一致性，可见此扩频方式具有很强的抗干扰性。
理论优势（1）抗干扰能力强。直接扩频通信系统中，解扩器端输入与输出信号功率保持不变，而对于干扰信号解扩过程相当于进行扩频，干扰功率被扩展到很宽的频带上，功率谱密度下降，这使得解扩过程中输入端的干扰信号功率大大降低。通过带通滤波器的滤波，大部分的干扰信号被滤除，有用信号则被保留。另外，扩频系统对各种恶劣天气时通信链路造成的影响进行抵抗，与传统微波相比可以进行跨江传输，在海面的长距离优质传输。这些优势适用于铁路系统在复杂环境下安全可靠的进行信号传输。（2）可以实现多址通信系统。多个通信在信息发送端和接收端使用相同的伪随机序列，而不同的通信则使用不同的伪随机序列，这样就实现了在相同载频下互不干扰的通信，实现频率复用，从而充分利用了频谱资源。由此可以进行机动灵活组网，有助于统一规划，分期实施，便于扩充容量，有效地保护前期投资。（3）有效抗多径干扰。在直接扩频通信系统接收到电波后，将同步锁定直达路径且信号最强的电波，其余电波由于非直达，会延时到达，在相关解扩作用下只作为噪声。另外，接收端把多路径来的同一码序波形相加使之得到加强，从而实现抗多径干扰。（4）隐蔽性强，对其它系统干扰小。扩频过程单位面积信号发送功率极低，隐蔽性强。低的功率谱密度，不容易被探测到，被截获的可能性降低，所以实现了其安全性方面的要求。同时，低功率谱密度让发射信号近似于噪声信号，而扩频信号可以在信道噪声和白噪声背景中传输，降低了对其它系统的干扰，增强了与其它系统的共存度。由于此系统的无线铁路信号传输过程中电磁干扰大幅度降低，不仅有利于将扩频通信系统应用于电气化铁路区段和弱场强区电磁环境，而且适于将其大规模应用到干线铁路中。（5）精确测距和定时。将应用周期长及伪随机码作为传输信号，比较从目的地反射回来的伪随机序列与原序列的相位，就可以得出时间差，由此也可实现定时操作，进一步利用传输速率和时间差的相乘即得出距离。相对于传统的轨道电路定位，扩频通信系统传输容量较大并且适合长距离传输，这有助于减少铁路测距定时设备，降低设备投资，便于维护。也可以作为原有测距定时设备的冗余，与原测距设备值进行比较，提高测距定时的安全可靠度。
扩频通信属于数字通信，是适合大容量高速率通信的系统，其加密功能和保密性，从一定程度上提高了铁路信息传输的安全可靠性。扩频通信系统容易实现码分多址，结合计算机及网路技术有助于铁路系统更快速的应用高新技术，从而使铁路系统向更加安全高效发展。另外，现有的扩频通信系统绝大部分使用的是数字电路，设备集成度高，安装简便，易于维护，更小巧可靠，扩展容易，平均无故障率时间也很长。目前，广州地铁和北京地铁等多个轨道交通项目中均采用了基于直接序列扩频技术的无线移动闭塞信号系统，为今后大规模成功应用于干线铁路提供了参考。
在实际消耗中不难发现，变压器能源占总消耗量的比例比较大，值得一提的是电能损耗还分为两种形式进行：空载损耗和负载损耗两种，因此，在选用变压器过程中应当综合考虑各方面因素，从容量和负荷率等角度予以考虑，确保选用的变压器符合机房实际情况。
1.2优化直流电源系统
在通信机房中可以通过更换开关电源设备的方式，在增加容量的同时能够减少电源体积，智能化程度的提高直接作用于工作效率，一定程度上还能够提升工作人员的积极性，使其全身心的投入到工作过程中。再者，对开关等设备进行改造过程中要依据实际情况，例如：电源的容量配置设置上一定要大于负载容量，这样能够确保系统正常隐形，相反，其设定值若小于负载容量比较容易出现发热情况，严重时损坏设备，通过优化电源直流系统，既能够减少能源损耗，从某种意义上还能够降低通信机房的投资。
2空调系统的节能损耗
实现空调节能的最主要途径在于灵活利用外部因素，正确处理好结构和空调设备两者间的关系，只有以这个为前提条件，才能够制定出行之有效的节能方案。在相关测试中发现，夏季室内低于或者冬季室温高于1度，工程投资会在原有的基础之上增加6个百分点，能源损耗增加8个百分点，采取加大室内外温差的方式则不科学。因此在空调安装过程中，首先要进行合理规划，要保证其有足够的散热空间，尽可能避免阳光照射，冷热负荷要均匀处理，这样能够减少不必要的浪费。值得一提的是，通过雾化水来冲击空调，既能够达到清洗空调的目的，还能帮助空调散热和节能。再者，对中央空调的变频改造可以采取多种方式，但是科学合理的方式是改变压缩机的供电频率，从而控制室温。尽管变频器其主要功能是改变供电的频率，但是在特定条件下其也能调节压缩机的正常转速，从深层次上来说能够降低设备损坏的机率。值得一提的是，通信机房内的新风系统在特定条件下能够将空气转化为冷源，然后将机房内的热量与冷源对调，在降温的同时也在散热。其不仅仅散热、降温效果显著，电能损耗也直线下降。任何事物都具有两面性，新风系统也不例外，采用此种方式进行改造不能够对室外的空气进行净化处理，因此在互换过程中难免会吸入护城，影响了设备的清洁度，采用新风系统对环境要求比较高，必须满足机房内部温度不小于5度这个前提条件，倘若不具备这个条件，相关工作就不能够正常进行。
3分析机房节能的评估机制
节能效果的评估应当在各方面都得到保障情况下，深层次了解造成能源消耗巨大的原因，根据实际情况找到节能改造的切入点，以此为前提条件从而得到估算能源节约量。但是就我国目前形势来看，我国的能源计量管理体制尚需建立健全，因此很多企业或者组织只是简单的通过电表实施管理。倘若要开展效果评估，其首要任务就是更换电表，采用比较先进的技术设备，针对机房各个部件的能源消耗进行详细记录并整理，为制定行之有效的节能方案提供坚实理论依据。节能效果并不是通过仿真实验就能够得到相对准确的数据，它受外界因素影响比较大，因此必须依据现场实际情况进行，否则出现评估误差的机率比较大。新形势下，比较常用的是国际节能效果和测量认证规程IPMEP，其主要是综合考虑各种因素，其设计的初衷和目的就是研究节能技术服务公司和接收服务方如何根据自身实际情况量化节能措施，以此为节能效益提供科学性指导。实际上，考虑到通信机房节能其主要是通过有效手段降低电能消耗和减少设备损坏，参照IPMER规程能够得到一个相对准确的数据。正确处理好年节能量、节能效率、单位能耗、用能效益相互之间的关系，其中年节能量主要是传递出具体节能的信息，节能效率指标则是节约能源占总消耗的比例。立足整体，从价值的角度出发年度纯收益和能耗两者间比例的不同，也是节能效果的反映，在不考虑外在因素的前提下，用能效益提高节能效果也就越加明显，四个指标之间相互作用，它们从不同角度出发诠释了节能效果，总体来说科学合理性高。
城市轨道(简称城轨)交通区间信号系统是安全性苛求系统。在区间安全性控制和防护设备的研制、生产、使用过程中,运用现代技术手段对设备的可靠性和安全性进行科学、高效、全面、按标准的检测和评估,以取代目前国内主要依靠专家经验进行的手工测试和实际线路试运行的非完善的方法,是十分迫切和必需的。在我国城市轨道交通领域,这方面的研究尚处于起步阶段。本文的研究正是基于这一背景。文中所建测试平台对城际铁路同样适用。
1区间信号系统测试平台的结构
城轨交通区间信号系统测试评估平台(以下简称平台)硬件采用分布式结构,如图1所示。平台由主控机、数据库机和仿真机组成[1]。被测系统通过网络与平台互联。网络通信采用TCP/IP协议。
图1平台分布式硬件结构示意图
平台软件系统结构框图如图2所示。其中:主控及测试案例自动生成子系统一方面向仿真子系统发送区间状态的仿真设置命令,另一方面动态监控现场信号状态等,实现测试案例的动态扩展和连续加载、测试结果的动态判定,并将测试结果存入数据
图2区间信号测试系统的软件结构库。传输信道仿真及区间现场仿真子系统为被测系统提供了一个模拟的传输仿真及现场环境。数据采集与处理子系统在被测系统与仿真信道之间进行数据处理及转换。测试用基础数据生成子系统通过读取区间拓扑数据文件,生成区间测试用基础数据。专用数据库子系统负责存储各种测试用基础数据和测试结果。本文重点阐述平台专用数据库子系统的研究与实现。
2平台专用数据库设计
平台的数据库不仅是一般意义上的数据库应用,它还负责协调各个子系统之间的数据联系。平台数据的类型与结构在一定程度上反映了整个平台的测试水平。基于对平台数据以及平台分布式结构的考虑,经过深入的比较,选择SQLServer作为平台的数据库开发工具。数据库设计一般分为四步:需求分析、概念设计、逻辑设计和物理设计。应用数据库设计理论,平台专用数据库设计的具体步骤如图3所示。
图3数据库的设计过程
2.1需求分析
平台的数据按其对时效性的不同要求可以分为动态数据和静态数据两大类[2]。动态数据是指具有严格时效性的数据,并且随着时间推移而动态刷新;静态数据则指相对稳定,不随时间变化的数据。
2.1.1动态数据及其传输
平台动态数据是维持平台正常运行的基础,主要包括下列3类数据:
·列车运行仿真命令、故障及干扰仿真命令。由主控机发出,用于控制仿真子系统进行相应仿真活动。
·区间信号设备状态及动作信息。指仿真机所模拟的实际区间信号设备的状态(如轨道区段是否有车占用等),主控机采集这些信息用于动态判定及显示测试过程的实际状态。
·测试结果信息。平台的测试结果记录是一种比较特殊的动态数据,包括经信道传输前后的实时电信号(数据)。它们是评价被测系统的重要依据,必须完整、正确地记录。
动态数据传输首先必须满足实时性要求,当不能及时传送时,根据数据特性的不同,或丢弃,或重发。例如被测系统发送的数据如不能及时传送,或数据有误,则该数据必须丢弃。主控机发给仿真子系统的故障及干扰仿真命令、列车运行仿真命令,在网络传输出现差错的情况下,为了确保命令被正确执行,必须重发。
2.1.2静态数据及其复制
生成和校验正确后的静态数据,在平台对被测系统进行测试的过程中不再变化,具有相对的稳定性。同样需要对静态数据进行存储、查询、校验和修改等操作。平台静态数据可分为以下几类:
·信号设备数据。记录发送端、接收端、闭塞分区的排序序列号与设备名称之间的映射关系,设备的一些属性特征。例如:闭塞分区的编号、名称、位置、长度,道岔的编号、名称、位置、类型等。
·基本数据。包括区间基本特征、钢轨线路的一次参数、钢轨线路四端网参数、列车运行线路等重要数据。其中区间基本特征数据包括闭塞制式、轨道电路类型、道碴与枕轨类型、坡度、曲线及长度等。列车运行线路数据包括线路运行方向、经由闭塞分区编号、经由发送端、接收端编号。
·区间现场拓扑数据。包括闭塞分区、发送端、接收端的位置和相互关系。这种描述有两方面用途,一方面用于现场仿真的动态显示,另一方面是作为测试用基础数据生成的原始依据。静态数据的复制是通过开放式数据库互连(ODBC)机制实现的。
2.2概念设计
在数据库设计中,笔者使用实体-联系(ER)模型作为概念设计的工具,得到概念设计的E-R图。E-R图由实体、联系和属性3个基本成分组成。测试用基础数据所处理的基本实体是城市轨道交通区间的信号设备:接收端、发送端、闭塞分区;设备之间的关系也就是最直接的实体间联系。通过E-R图,可以十分清楚地描述测试用基础数据的结构。图4为列车运行线路数据的E-R图。
图4列车运行线路ER图
2.3逻辑设计
关系数据库的逻辑设计过程是把概念设计的结果(如E-R图)转换成关系模式的过程。为了消除关系模式的存储异常问题,需要对其进行规范化。
在本子系统数据库模式的规范化设计过程中,既要考虑减少数据冗余、消除存储异常情况,也要考虑现场仿真、主控等子系统读取数据及运算的花费。规范化测试用基础数据的关系子模式包括:发送端表、接收端表、闭塞分区表、列车运行线路表、区间基本特征表、钢轨线路一次参数表、钢轨线路四端网参数表等。
2.4物理设计
物理设计要根据具体的数据库管理系统(DBMS)和相应的操作系统、计算机硬件所能支持的存储结构、存取方法以及资源来进行设计。SQLServer提供索引或表键机制来帮助SQLServer优化对查询的响应。在测试平台上,对结果数据的查询,是将记录计数号与测试项目的组合作为索引。这是因为大多数的查询都要直接或间接地将该两项作为SQL语句中WHERE子句后的首列。
3平台专用数据库接口的实现
平台采用客户端/服务器体系,后台数据库服务器采用SQLServer,前台应用程序开发工具采用VisualC++。前台应用程序对数据库的访问是通过ODBC机制实现的。
VisualC++对ODBC提供了两种支持:一种是API函数[3];另一种是对API函数进行封装的MFCODBC类,包括CDatabase(数据库类),CRecordSet(记录集类)和CRecordView(可视记录集类)。两种方式在平台上分别应用于不同的场合。
·ODBCAPI使客户应用程序能够从底层设置和控制数据库,完成一些高层数据库技术无法完成的功能。例如检测数据库是否连接、数据源配置是否正确等。
·MFCODBC类封装了多种数据库访问功能,使用简单方便。平台专用数据库定义了11个CRecord2Set类的子类,每一个子类对应专用数据库中的一个表,例如,B-JSSet类对应接收端表,B-BSFQSet类对应闭塞分区表。
4结语
建立在SQLServer上的平台专用数据库要兼顾通用数据库的设计要求和区间测试平台的特殊性。只有综合考虑这两方面的因素,才能使专用数据库既高效又安全。当然,随着平台水平的不断提高,专用数据库的功能必将随之扩展,日趋完善。
参考文献
屏蔽门(Platformscreendoors,简称PSD)系统是现代化轨道交通工程的必备设施,它沿轨道交通站台边缘设置,将轨道区与站台候车区隔离,具有节能、环保和安全等功能。安装屏蔽门系统后,不仅可以防止乘客跌落轨道而发生危险,确保乘客安全,减少人为引起的停车延误,提高列车准点率,而且可以减少站台区与轨道区之间冷热气流的交换,从而降低环控系统的运营能耗,节约运营成本。
信号系统与屏蔽门系统相结合是屏蔽门系统工程的重要环节。此外,要更好地确保乘客的安全以及奠定无人驾驶的技术基础,就必须实现屏蔽门与列车车门的连动,并确保屏蔽门系统与信号系统的列车自动防护(ATP)之间建立联锁关系。根据世界各城市轨道交通工程的成功先例,屏蔽门普遍由信号系统进行控制。广州于2004年10月开始对正在运营的地铁1号线加装屏蔽门系统。该项工程预计总投资金额为1.484亿元人民币,是目前我国最大的一项轨道交通屏蔽门系统工程。本文主要对广州地铁2号线及1号线加装屏蔽门系统工程中的西门子信号系统与屏蔽门系统的接口进行分析。
1屏蔽门系统所需信号系统的条件及功能
(1)信号系统与屏蔽门系统的接口仅考虑线路上的列车的正向运行,但要满足屏蔽门对停车精度的要求。只有停车精度要求被满足,信号系统才允许自动或人工向列车和站台屏蔽门系统发送开门命令。目前,用于广州地铁2号线的LZB700M型中,ATP和ATO(列车自动运行)系统是由德国西门子公司提供的,其列车定点停车的精度ATO系统为±0.3m,成功率99.99%,ATP系统为±0.5m,已满足屏蔽门对停车精度的要求。广州地铁1号线同样采用LZB700M型ATP、ATO,目前列车停车的精度ATO系统为±0.5m,成功率99.5%,ATP系统为±1m。由此可见,要安装屏蔽门首先必须改善列车的停车状况,停车精度至少要达到ATO系统为±0.4m,成功率99.5%,ATP系统为±0.5m的要求;并要保证在列车停车精度为±400mm情况下,列车乘客门净开度≥1200mm(屏蔽门门开宽度为2000mm)。
(2)只有屏蔽门关闭的情况下列车才能运行。ATP轨旁单元通过故障安全型继电器输入接点接收当前屏蔽门的状态(PSD开门或PSD关门)。如果屏蔽门是开门状态,ATP轨旁单元会设置一个安全停车点,不让任何列车驶入相应的车站站台。
(3)PSD的状态通过ATP报文传输给列车。当列车接近运营停车点,且屏蔽门的状态由“PSD关闭”变化为“PSD开门”时,ATP轨旁单元会产生紧急制动让列车停车。
(4)确保当列车停在停车窗位置范围内时才连通列车到轨旁的通信通道。当列车在站台范围内移动时,ATP通过不激活“PTI(positivetrainidentification,有车标志)释放”切断PTI通道。如果列车停到指定的ATP停车窗位置时,则通过ATP激活“PTI释放”让PTI通道连通。当列车车门打开时,这些报文会通过PTI通道传输到轨旁单元,屏蔽门会随之而打开。
(5)屏蔽门控制系统向信号系统提供全部门“关闭及锁定”和“互锁解除”信息,接口采用安全型干接点双断硬线连接,接口分界点在屏蔽门控制设备外的线端子排。
(6)列车在ATP停车窗范围内停稳后,ATP车载单元会发出打开列车车门的信号。当列车车门打开,ATP车载单元一个持续的故障安全输出则会切断列车的牵引系统。这是为了防止列车在车门开启的情况下人为地启动列车。
(7)PTIMUX(PTItracksideunit)根据接收来的2个不同的PSD编码(对应PSD开门的编码)驱动2个继电器输出,它们是表示“PSD开门”命令的接口。为了产生一个持续的控制信号,ATO需不断发送“PSD开门”命令,直到屏蔽门被请求关闭为止。
(8)如果列车车门关闭(人工或自动),屏蔽门也随之关闭,这些报文会通过PTI通道传输到轨旁单元。目前广州1、2号线列车只有人工关闭车门功能。
(9)ATP车载单元在关闭车门的同时,输出关闭屏蔽门命令。只有收到列车车门关闭好,且通过ATP报文接收到屏蔽门的“关闭及锁定状态”信息后,列车牵引系统才被释放,ATP才允许启动列车。
(10)开左门或开右门应与站台的位置和列车运行方向相符合。如在换乘站(如公园前站),屏蔽门的开关要根据有利于乘客导向的原则来进行设计:先开下客侧的屏蔽门,后开上客侧的屏蔽门。
(11)屏蔽门系统发生故障,或屏蔽门实际已关闭但因故不能有效地把“关闭及锁定状态”信号传送给ATP系统时,司机只有按“PSD互锁解除”按钮,屏蔽门系统才能给ATP系统送出“互锁解除”的信号,用以切断屏蔽门系统和信号系统间的联锁关系,ATP才允许启动列车。且司机必须在每次发车前都按下“PSD互锁解除”按钮,直到故障修复为止。
(12)屏蔽门系统应为每侧站台提供一组接口与信号系统连接,因此,岛式站台和侧式站台有两组接口,一岛两侧式站台有四组接口(如公园前站)。
(13)由于广州地铁1、2号线的列车编组方式相同,在信号系统中没有考虑采用不同的列车编组来开启对应的屏蔽门。
2信号系统与屏蔽门系统的接口控制
2.1接口信号描述
信号系统与屏蔽门控制系统之间使用信号控制电缆连接,使用继电、双断、安全型干接点等方式的接口电路。两系统接口信号的描述见表1。
2.2ATP子系统对PSD打开状态时的保护联锁设计
屏蔽门的状态通过ATP报文传输给列车。ATP子系统在屏蔽门不同的打开情况下监督列车的移动,并最终控制列车导向安全。其出现的情况有图1中给出的5种。
图1中:情况1和2若PSD打开,轨旁ATP会生成一个安全停车点让列车不能进入相应车站的站台。在情况1中,当列车制动距离小于列车与安全停车点的接近距离时,列车实施正常制动让列车在停车点前停车。而在情况2中,当列车制动距离大于列车与安全停车点的接近距离时,列车则要被实施紧急制动。在情况3中,列车在站台区域移动,同时收到“PSD关闭”改变为“PSD开门”的信息时,车载ATP单元会产生一个紧急制动。同样,在情况4中,车载ATP单元也会产生一个紧急制动,这是因为列车尾部还在站台区域内。在情况5中,列车已出清站台区域时PSD打开,这时列车不会产生紧急制动。通过上述的5种情况,确保在PSD打开的情况下禁止列车在站台区段移动,防止危及乘客的安全。
2.3接口硬线连接的安全设计
简单的故障会导致屏蔽门错误地开、关门,这是必须要防止的。现说明接口故障的安全设计。
2.3.1PTIMUX和PSD控制器之间的继电器盒
PTIMUX和PSD控制器之间采用继电器进行隔离,防止电气干扰影响信号系统。同时为提高安全性,接口电路采用4线双切线路。一个正常的PSD命令是由4个PTIMUX输出继电器组合确定的,可以避免“PSD开门”和“PSD关门”两个信号同时出现的错误。这些继电器会安装在PTIMUX上,通过复合的接点关系防止“PSD开门”和“PSD关门”命令的错误输出。其原理见图2。继电器盒的继电器输出状态与逻辑结果见表2。
通过其继电器控制电路逻辑结果分析,16种继电器可能的动作组合中,只有2种组合会产生正确的输出(PSD开门和PSD关门)。这样的设计也是为了防止继电器失误而产生错误的输出命令。
2.3.2报文容错
车载ATO通过PTI信标到PTI-MUX的整个传输通道的报文都有CRC(循环冗余码校验)进行校验。另外,列车停在停车窗位置范围时,整个PTI传输通道才连通,以确保其它情况下没有任何的报文接收,影响到PSD的功能。
2.4两侧都有屏蔽门的设计
该情况是列车可以打开左侧、右侧或者同时都要打开两侧车门的情况。
这里使用了6个继电器,其功能分别是:允许开门,允许关门,两侧门都开,开左门,开右门,关闭所有门。通过这6个继电器的接点组合控制PSD的命令输出:①开右侧屏蔽门,允许开门和开右门的继电器吸起;②开左侧屏蔽门,允许开门和开左门的继电器吸起;③开两侧屏蔽门,允许开门和两侧门都开的继电器吸起;④关闭屏蔽门,允许关门和关闭所有门的继电器吸起。继电器的输出状态和逻辑结果见表3。
如表3所述,只有上述的情况会产生命令输出,其它的组合是无效的。通过其继电器的互锁关系,确保不会因继电器错误动作产生有效的屏蔽门控制命令。如在公园前站这个需要两侧开门的换乘站,在设计上要考虑屏蔽门对乘客的导向作用,两侧屏蔽门要先开下客门再开上客门,而关门时要先关下客门再关上客门。这就需要在车载软件中设置两侧车门的开关延时时间。同样两侧屏蔽门开关的时间也应作对应的设置。
2.5车门与屏蔽门的同步
屏蔽门和列车车门的开门时间,会在小于1s内同步启动。屏蔽门和列车门关闭的时间应大致相同。同步要求的延误,主要是因为启动指令要从信号系统的车载设备传送到信号系统的地面设备,传送过程中会产生延误。关门同步实现起来比较容易。列车车门及屏蔽门收到关门命令也不是立即关闭的,而是都有一个延时时间。根据实际情况各自确定一个关门的延时时间即可。
3结语
屏蔽门系统与信号系统的结合提高了屏蔽门的自动性和安全性,在保证列车和乘客安全,实现快速、高密度、有序运行等功能的同时,为乘客提供了一个舒适安全的乘车环境。通过了解信号系统与屏蔽门系统之间的控制与监督,就能更深入了解屏蔽门系统的运作过程。
参考文献
近几年来，全球移动通信产业蓬勃发展。2007年，全球移动用户数增长了25.9%，2008年由于UMTS3G网络的开通，用户数增长了14%，2009年3G网络的开通，用户将向WiMAX网络和4G网络转移。总之，全球移动市场仍处于快速增长期。通信产业是一个高科技行业，也是一个高耗能行业，随着网络规模的不断扩张，通信网络的核心设备、动力系统、冷却系统以及机房、基站等成倍增加，能耗巨大，目前我国的通信网络有上万台的核心交换设备，有几十万的基站，大量的设备不仅需要人员的支撑，而且不间断的网络环境也更需要能源来保障。据有关部门估计，2007年我国IT产品的总耗电预计为300亿—500亿千瓦时。这几乎相当于三峡电站一年的发电总量（2006年为492.50亿千瓦时）。这些林林总总的IT产品，已经让我们的生活发生了翻天覆地的变化，改变着人们的生产和生活状态，但是这些IT产品功耗大而且数量众多，累积起来所消耗的电能可以说是触目惊心。2008年世界金融风暴使得全球能源供给日趋紧张，2009年能源紧张的格局将会更加严峻，因此节能降耗的绿色通道对于通信行业来说显得尤为重要。
由于IT设备需要成年累月不间断地运行，除了IT设备自身耗电量巨大外，为满足机房环境温度、湿度、空气含尘浓度的要求，机房内要独立设置空调调节系统，加上用于机房环境条件技术保障的其他设备，这些最终导致机房成为电力消耗的“大户”。从机房用电分配上来看，其中IT设备占电能总能耗的44%，制冷系统占38%，电源系统占到15%，照明系统占3%。在机房的IT设备中，网络设备大概占30%，即大约占机房总能耗的13%。同时，如果网络设备的功耗降低，相应的空调等设备的消耗也会相应降低，因此目前网络中心耗能最大的是服务器，其次是一些主干网采用的大型网络设备，当然其他低端网络设备因为数量众多也是不容忽视的。主设备是指服务器、BTS（基站收发台），其功耗由接入设备的数量和网络的负荷决定；配套设备主要指空调，基站设备对环境温度、湿度和洁净度有一定要求，以保证通信设备的正常运行，空调占了总功耗的绝大部分，平均下来约为总功耗的50%，以中国电信为例，2007年全年消耗电能超过200亿度，各种能耗费用超过100亿元人民币；其它功耗成分来自配电系统等。
各国政府已经开始行动以减少能源的消耗、二氧化碳及其他污染物的排放，我国“十一五”规划就明确了节能减排的工作指标：到2010年，单位国内生产总值能耗降低20％左右。能源的消耗可以用二氧化碳的排放量来计算，1千瓦时约等于0.658kg二氧化碳排放量，除主设备外其他设备的能源消耗也可以用二氧化碳的排放量来计算。假设一个正常基站可使用10年，总二氧化碳排放量为422吨。在所有的影响因素中，主设备占了总二氧化碳排放量的30.9%。根据对二氧化碳排放量的分析，通信产业节能降耗的绿色通道可以从以下5方面展开：1、打造绿色基站，采用新型的功放芯片和高效功放技术，提高设备的能效；2、应用绿色基站软件有效降低静态功耗，大幅降低业务量少时的能耗。3、绿色高效的冷却方案，即减少冷却能耗和提高电信设备耐热能力，这样设备可工作在室温或更大湿度环境中。4、使用高集成度或分布式方案来减少基站占用空间，即采用多密度载波和射频宽带技术实现单模块支持4到6个载波，同等容量下基站体积更小，重量更轻，UPS等配套要求更低。5、绿色能源的使用，即充分利用太阳能和风能等绿色环保能源。
一、建立绿色核心网络
从这么多年从事通信网络设计工作的经验中，笔者了解到传统的核心网络架构是相当复杂的，不仅一二级核心网络层次多，而且大量的网元导致网络复杂，整网能耗偏高。以笔者设计的机房为例：机房空间有限，服务器的能耗非常高，导致散热程度差，而且需要加装空调，再加上每年扩容的需要，交换机走线和设备布局的不合理，使机房无法实施更进一步的节能降耗措施。因此建立绿色核心网络势在必行。建立绿色核心网络首先应该优化核心网络架构，实行网络的扁平化管理，减少核心网中网元的数量，使核心设备上移，逐步使用集成度高，电信级别的平台代替传统的服务器，同时建立专业的机房散热管理方案，如采用自下而上的回风流方式提高冷风的利用率，尤其是在北方城市，这样就可以有效减少机房空调的使用。
笔者还要强调一下，在工程前期调研及初设阶段首先考虑选择拥有绿色基站技术的供应商和运营商，例如华为和Vodafone。他们拥有IP组网、分布式基站、先进功放、智能电源管理、多载频技术、统一架构等关键绿色技术。这样设计的基站稳定性、可靠性高，功耗能够得到进一步优化，而且更有利于网络的平稳升级。
二、充分利用软件技术降低能耗
除提高设计水平和利用硬件升级等手段降低能耗以外，充分利用软件技术实现节能降耗也越来越重要。随着软件技术的飞速发展，其应用领域也越来越广泛，大到网络转型，小到CPU超频。以笔者所在单位为例，通信网络转型的速度远远高于其他单位基础设施的更新换代，如果频繁地对网络转型，将造成大量在线设备的退网淘汰以及更多的资源消耗，那么利用软件技术提高现有网络设备的工作效率，从而降低能耗也是非常重要的手段。通过对上网用户在线时间的统计分析，全网在忙时和闲时网络负荷变换最大，那么就可以通过软件调整核心网络设备的主频，让它随网络负荷变化，在闲时自动将设备处理能力降低，减少电能的消耗。
三、提高空间利用率降低设备冗余度
随着通信产业的蓬勃发展，每年入网用户日益增多，基站和设备间能够利用的空间越来越小，设备密度也越来越大，电力消耗明显提高，因此采用高集成度或分布式设计方案来减少基站和设备间的空间占用，使用体积更小，重量更轻，支持端口更多的设备来有效降低设备冗余度，对于降低能耗也是重要的绿色手段。对于高端网络设备来讲，性能和功能无疑是最重要的，功耗降低会以性能的降低为代价。一般的情况下，为保证功能、性能、业务卡的数量和运行可靠，设备的功耗也会较大。这类设备数量较少，放置位置的环境情况也比较好。因此，在选择高端设备方面我们只是把功耗指标作为一个辅助的参考指标。
对于低端的网络产品，如数量巨大的接入层交换机，虽然他们的功能都很强大，但是我们实际应用时只会用到它的部分功能，完全可以通过牺牲一些我们不需要的性能来换取设备的功耗降低。现在有一些接入层交换机因为自身功耗小，已经实现了设备内部无风扇，这类产品就能很好地降低设备的功耗。对于低端网络设备来说，采购过程中会把功耗作为一个比较重要的指标来考虑。
四、推崇绿色环保能源的使用
利用太阳能和风能等混合能源，可更好地保护环境，减少污染物排放。在有条件的地区充分利用太阳能、风能作为辅助能源，降低电能消耗，分解能源问题。在北方城市，利用季节明显，冬季日夜温差较大的特点，优化基站、核心机房、设备间的通风设计方案和温度控制方案，充分利用自然环境温度实现温控的目的，减少冷却系统和大功率空调的使用，降低能耗，建立更多能源使用的绿色通道，使能源利用率更高。
为了使通信产业向着更加绿色的方向发展，节能降耗势在必行，让我们共同努力，打造出更多的绿色通道，从技术上提高设备、能源的使用效率，减少不必要的损耗，以实际行动来保护环境，推动通信产业持续健康发展。
笔者还要强调一下，在工程前期调研及初设阶段首先考虑选择拥有绿色基站技术的供应商和运营商，例如华为和Vodafone。他们拥有IP组网、分布式基站、先进功放、智能电源管理、多载频技术、统一架构等关键绿色技术。这样设计的基站稳定性、可靠性高，功耗能够得到进一步优化，而且更有利于网络的平稳升级。
二、充分利用软件技术降低能耗
除提高设计水平和利用硬件升级等手段降低能耗以外，充分利用软件技术实现节能降耗也越来越重要。随着软件技术的飞速发展，其应用领域也越来越广泛，大到网络转型，小到CPU超频。以笔者所在单位为例，通信网络转型的速度远远高于其他单位基础设施的更新换代，如果频繁地对网络转型，将造成大量在线设备的退网淘汰以及更多的资源消耗，那么利用软件技术提高现有网络设备的工作效率，从而降低能耗也是非常重要的手段。通过对上网用户在线时间的统计分析，全网在忙时和闲时网络负荷变换最大，那么就可以通过软件调整核心网络设备的主频，让它随网络负荷变化，在闲时自动将设备处理能力降低，减少电能的消耗。
三、提高空间利用率降低设备冗余度
随着通信产业的蓬勃发展，每年入网用户日益增多，基站和设备间能够利用的空间越来越小，设备密度也越来越大，电力消耗明显提高，因此采用高集成度或分布式设计方案来减少基站和设备间的空间占用，使用体积更小，重量更轻，支持端口更多的设备来有效降低设备冗余度，对于降低能耗也是重要的绿色手段。对于高端网络设备来讲，性能和功能无疑是最重要的，功耗降低会以性能的降低为代价。一般的情况下，为保证功能、性能、业务卡的数量和运行可靠，设备的功耗也会较大。这类设备数量较少，放置位置的环境情况也比较好。因此，在选择高端设备方面我们只是把功耗指标作为一个辅助的参考指标。
对于低端的网络产品，如数量巨大的接入层交换机，虽然他们的功能都很强大，但是我们实际应用时只会用到它的部分功能，完全可以通过牺牲一些我们不需要的性能来换取设备的功耗降低。现在有一些接入层交换机因为自身功耗小，已经实现了设备内部无风扇，这类产品就能很好地降低设备的功耗。对于低端网络设备来说，采购过程中会把功耗作为一个比较重要的指标来考虑
四、推崇绿色环保能源的使用
利用太阳能和风能等混合能源，可更好地保护环境，减少污染物排放。在有条件的地区充分利用太阳能、风能作为辅助能源，降低电能消耗，分解能源问题。在北方城市，利用季节明显，冬季日夜温差较大的特点，优化基站、核心机房、设备间的通风设计方案和温度控制方案，充分利用自然环境温度实现温控的目的，减少冷却系统和大功率空调的使用，降低能耗，建立更多能源使用的绿色通道，使能源利用率更高。
为了使通信产业向着更加绿色的方向发展，节能降耗势在必行，让我们共同努力，打造出更多的绿色通道，从技术上提高设备、能源的使用效率，减少不必要的损耗，以实际行动来保护环境，推动通信产业持续健康发展。
参考文献：
[1]梁文斌.通信机房节能降耗前景广阔[N].人民邮电,2008,03-06
1.1接地原则的掌握来实现超强的抗干扰能力
在不同的两点之间底线的连接中，其中的干扰性电压一般能够达到几十伏，但是却不能够完全忽视其中的电磁波干扰。由于地线至中所存在的干扰性电波致使发射机在工作过程中存在很强的阻抗能力，进而使得监控系统受到十分强烈的干扰，如果监控系统受到十分剧烈的干扰就使得广播电视信号发射监控系统的正常工作得不到保障。因此，为了能够保障其正常的信号发射监控，避免出现高频干扰，这就需要掌握接地原则。所谓的接地原则就是指在低频电路之中，各个元件和布线上其电磁感应的影响比较弱，这就需要将其中的一条线路与地缆相连接，进而实现其干扰程度的大大降低。
1.2通过平衡方式信号的传送来实现抗干扰能力的提高
为了能够实现信号传输过程中的信号干扰，在前端机的信号输入上和传感器信息的输出上就需要利用双绞线的平衡式信息传输，进而实现初始信号的平衡，进而减少不平衡的信号传送，影响正常的信号接收，而双绞线的信号传送方式能够实现对于干扰信号的一种抵消。在发射机房的接地高频系统的设定与屏蔽系统之间的双绞线连接主要采用一对二芯的评比方式，进而避免出现高频电磁波辐射的屏蔽和感性之间的窜扰，因此这样的设计方式能够使得故障出现时通过问题的查找和排除能够实现高效性和便捷性，进而使得信息传输系统更加高效。
2实验教育改革
2.1基于软硬件结合的“双平台实验教学”实验教学作为理论教学的主要补充，在整个教学环节中具有重要地位。我们“信号与系统”课程采用基于软硬件结合的双平台教学，开设24个学时实验，其中保留了原来的8学时硬件电路实验，增加了16学时MATLAB软件实验，对于实验内容的取舍和编排二者尽可能取长补短。硬件电路实验中对于仪器的操作、硬件电路的调试等充分锻炼了学生的动手能力；对于MATLAB软件实验，我们编写了与理论教材配套的实验教材，与理论教学同步，实验教材全面系统的介绍应用MATLAB对信号与系统进行分析与实现的具体方法，并提供程序实例、基本实验内容和扩展实验内容。在实验过程中，学生根据程序实例独立完成信号与系统分析的可视化建模及仿真调试等实验内容，培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力。通过软硬件结合的实验，让学生的动手能力与理论水平同时提高，也更有利于激发学生的学习兴趣。
2.2开放性实验教学
我们的硬件电路实验全部采用开放性实验的教学方式。以学生预习﹑自选时间和自主做实验为主，教师讲解示范为辅。为此，我们进一步完善了实验指导书，并且将示波器等重点仪器的使用方法印成卡片，每个实验位置放一份。学生做好预习才能准许进实验室，老师不讲解只辅导答疑和检查结果，学生基本都能完成实验内容。如果有学生完成规定的实验内容，则可以充分利用开放实验进行学习，这期间学生可以在老师的指导下，对相关课外内容进行学习，例如电子制作或进行其它科研项目等。通过推出一系列的实验自主学习模式后，近年来，我们指导的学生在全国大学生电子制作竞赛中获得了较好的成绩，学生动手能力和创新能力有较大提高。
3信号与系统课程网站建设
随着网络技术的飞速发展，为构建主动学习环境提供了充分条件，课程网站建设将传统的以教师为中心的被动学习模式转变为以学生为中心的主动学习模式，可以激发学生主动探索、主动发现和解决问题，有利于培养创新型人才。我们信号与系统课程网站的建设参考国家精品课程网站的建设思路，采用模块化的设计思想。网站共分为课程介绍、课程特色、师资队伍、课程资源、实践教学、仿真园地、互动交流（BBS）七大板块。课程资源板块为学生提供了丰富的学习资源，包括课程的教学大纲、授课计划表、电子教案、补充习题、学习指导、教学录像等部分，学生用自己的学号、姓名注册通过管理员审核后，可以下载课程资源，给学生的课前预习和课后复习带来了极大的方便。实践教学板块包括实验大纲、实验项目、实验指导书等部分，通过实践教学板块，学生可充分的利用教学资源掌握试验内容，同时也为信号与系统课程的教学改革中开放性实验教学提供了有力的保证。仿真园地板块结合教学内容，利用MATLAB对关键知识点进行建模仿真,并给出了MATLAB仿真的源代码，这样可以将信号与系统课程中较难掌握和理解的内容形象生动地展现出来，提高了教学效率，增强了直观教学和教学效果,从而使学生对所学知识的理解更加透彻。学生在学习中遇到的问题可以通过讨论版（BBS）提出，寻求老师或者同学们的帮助，实现师生互动交流。
现今，使用卫星进行广播信号的传输被广为采用，使用卫星进行信号的传播有利于将信号传输覆盖全国，且广播电视信号的接收质量较好。一般的广播电视信号卫星传输系统由3个部分构成：（1）向卫星发射信号的发射器，当需要将广播电视信号发送至卫星时，就将制作好的节目经过信号的压缩、处理与调制后，经过变频和功率放大，通过使用发射天线在卫星相应的波段发送至卫星中。（2）卫星中的星载转发器通过对地面发射来的信号进行处理、放大、变频后在发射回地面。（3）地面卫星信号接收器，采用此种设备来对卫星发射回来的信号进行接收、处理，并将处理完的信号直接发送至监视器或电视机供其使用。
1.2广播电视信号传输方法中的光缆传输
广播电视信号传输方法中的光缆传输主要利用的是将广播电视信号压制进光波信号中，通过光波在光缆中的反射进行信号的传输，广播电视信号传输方法中的光缆传输所采用的流程如下：光波电视信号压缩进光信号中，而后将光发送至光缆中，光信号经过光缆的传输至用户终端，在用户端经过光信号的分类与还原转变成所需要的广播电视信号，使用此种方法最主要要做好广播电视信号的光电转换与信号的传输工作。
2.广播电视信号系统的管理与维护的所面临的困难
现今，在广播电视信号系统在使用过程中由于受到各种因素的干扰使得广播电视信号系统传输质量存在严重问题，从而给用户的使用带来了不便，而为了更好的解决这一问题则需要对造成这一影响的原因进行分析，找出造成这些影响的原因并加以解决，为后期广播电视信号系统的传输与管理提供良好的保证，提高广播电视信号系统的传输质量，保证用户的使用品质。广播电视信号系统的管理与要求所面临的困难主要分为以下几个方面：（1）由于广播电视信号传输系统是一项复杂的技术，其涉及到计算机、通信、微波以及机械等多个学科，同时需要完成的维护项目工程量也十分庞大。由于广播电视信号传输系统是一种较为精密的设备，在对于广播电视信号传输系统进行维护保养的过程中需要有一些细节值得注意，从而对维保工作人员提出了更高的挑战，所以为了做好广播电视信号传输系统的维护与保养，需要对广播电视信号传输系统进行全面的维保，确保广播电视信号传输系统工作的可靠性。（2）广播电视信号传输系统维保的目的主要是做到事先防止，因为一旦发生广播电视信号传输系统在节目播出时出现信号中断，就会给观看节目的观众带来严重不便，从而降低节目的收视率，给电视台造成巨大的经济损失。所以，对广播电视信号传输系统进行维保的目的是做到事前预防而不是事后补救，针对广播电视信号传输系统容易出现问题的地方在维护保养过程中进行重点排查，做好广播电视信号传输系统的日常维护与保养，确保广播电视信号传输系统在进行节目播出时不会出现问题。（3）在进行广播电视信号传输系统的维护过程中需要注意安全性，由于对于广播电视信号传输系统的维护保养需要在电视节目播出时进行，使得对于广播电视信号传输系统维护与检修的时间有限，但是也必须对广播电视信号传输系统进行定期的检修确保其使用质量，由于广播电视信号传输系统在工作时发出的都是高电压和强电流，极大的增加了检修的难度。所以，在对广播电视信号传输系统进行维护与检修的过程中需要制定完善的计划，确保检修人员安全与检修的效果达到要求。（4）由于广播电视信号传输系统较为庞大，在进行系统的检修过程中可能会持续较长的时间且工作较为繁琐，这就要求检修人员具备良好的耐心与工作积极性，保证广播电视信号传输系统维护工作的顺利进行。
3.如何做好对于广播电视信号传输系统的维护与检修
为了确保广播电视信号的传输质量与信号传输的稳定性，良好的广播电视信号传输系统的维护与检修工作必不可少。所以，我们需要对广播电视信号传输系统的维护与保养引起足够的重视，积极制定出完善的维护和检修方案，对传输系统日常存在的一些问题进行统计与分析，并在维保工作中重点解决这些问题，确保广播电视信号传输系统的正常工作，保证信号的传输质量。
3.1做好对于广播电视信号传输系统中的信息管理系统的维护
现今，随着计算机和通信技术的不断进步，使得信息化能够在各行各业广泛发展起来，随着各类计算机管理系统的逐渐完善，对于推动其进步有着重要的意义，广播电视行业是一个对于信息化程度要求较高的行业，在广播电视行业中需要不断的引入先进的信息管理技术，不断的完善广播电视信号传输系统的综合管理系统，通过使用传感器等对于各个设备的电压、电流以及传输的信号进行充分的检测，实时监控设备的运行情况，并开发出相应的报警系统，在设备出现问题时能够及时指出故障发生地并提醒工作人员进行及时维修，保证广播电视信号传输系统的正常运行。
3.2建立健全良好的巡查制度
通过以上的分析表明，良好的设备巡查制度有利于确保广播电视信号传输系统的正常运行。在对设备进行巡查的过程中，需要对设备的运行情况进行详细记录，并对故障多发及易发区进行重点监控，通过对每个部分建立相应的"健康"档案，方便后期进行查阅，尽最大努力保证广播电视信号传输系统的正常运行。
3.3做好对于广播电视信号传输系统检修与维护人员的培训工作
由于广播电视信号传输系统是一个极为精密复杂的设备，需要具备良好的专业素质才能确保维护与保养工作的顺利进行，同时由于广播电视信号传输系统维护与保养工作的工作量较大且极为枯燥，这就对维保人员提出了更高的要求。需要在提高工作人员责任心的基础上做好对于员工的培训工作，做好设备维护所涉及到的自动化、电子电路、机电一体化以及信息技术等方面的培训工作，保障广播电视信号传输系统能够正常运行。
虚拟仪器的前面板设计是否合理对虚拟仪器的使用效果有着重要的影响，它直接面向使用者，使用者对其分布的合理程度也有着很高的要求。
1.2系统的程序框图设计
对各个的功能模块进行分割编写，采用模块式的编写方式逐个进行分割，然后将分割编写的模块整理集合以构成一个新的系统控制程序。程序模块主要包括三个模块，第一种是实时信号采集模块；第二种是信号处理分析模块；第三种是仿真信号模块。这三种模块对系统都有着很重要的影响，它们以不同的角色为系统提供服务，满足用户的需求，产生令用户满意的信号。另外，对这三种模块的编写整合构成新的程序框图。
1.2.1实时信号采集模块实时信号采集模式可以通过对信号的有效分析处理对所采集的数据进行系统的分析，并且实时信号采集模式可以根据用户所设置的声音格式从声卡中得到相关数据，然后对数据进行保存。这种模块在开始采集数据前要注意，参数的设置要根据实际的情况和参数设置好以后将信号选择的按钮调制实时信号档上。开始设置各个快捷按钮，如停止按钮、退出按钮、对信号的采集保存等按钮。
1.2.2信号处理分析模块设置完成应用信号处理分析模块一般是对数据进行时域分析以及频域分析。其中时域分析可分为对参数的测量、对谐波失真分析、最后是自相关分析。在对信号进行分析处理的过程中，如果单单只对信号进行频域分析，信号所具有的全部特征并不能完全的显示出来，也就是时域分析有时候不能完全满足对信号的分析，这就需要对信号进行频域分析，以更加全面完整的分析出信号所具有的全部性质。在LabVIEW中，如果要对信号进行频域分析，就要以FFT为分析的基础，才能进行具体分析。
1.2.3仿真信号模块的完成应用仿真信号模块的作用我们不可忽视，生活中并不是所有的信号都能用实际的仪器产生，当无法获得实际的信号时，可以用仿真信号作为任意频率的信号，也可以用仿真信号作为标准的信号源，对其产生的信号做信号的检测系统。这种仿真信号模块包含波形显示以及噪声的添加等功能。仿真信号可以产生一些日常生活中我们常见的信号，如正弦波、方波以及三角波等。并且用户可以很据自身的需要对信号的频率、幅值、以及采样频率进行调节，从而产生用户所需要的信号。
2研究应用
整流电路中应用虚拟声学采集分析系统研究采集系统的采集性能。在整流电路中应用虚拟采集分析系统时，应该注意采样的频率要保持20Hz~20kHz之间，如果想得到更加完整较好的波形，就可以将频率控制在100Hz~15kHz之间。在整流点路中要进行对正弦先好进行整流的过程中，可应用二极管半波整流电路对其进行整流。输出信号以后接入虚拟信号采集分析系统，可以得到一些波形。事实证明，虚拟仪器的信号采集分析系统的采集性能可以达到人们所需要的理想信号。实践证明，虚拟仪器信号采集分析系统已经被广泛的应用在噪声监测、信号分析以及实验教学当中。
