Reducing power line interference with the continuous automatic cab signalling channel

Introduction. Interference in the continuous automatic cab signalling channel distorts transmitted signals and causes signalling malfunctions. Reduction of interference in the channel involved a previously proposed receiver with quadrature channels and its implementations with non-linear signal transformation in one or two sections of the receiver. The research is intended to find the best implementations of the quadrature receiver.

Materials and methods. The research uses a computer simulation of the operation of the studied receivers under the influence of harmonic interference from a power line. For this purpose, the authors used Simulink visual programming environment and developed receiver simulations, applied the harmonic interference simulation model and conducted experiments to assess noise immunity expressed as a time interval showing receiver malfunction.

Results. The researchers determined the effect of non-linear signal transformation on the harmonic noise immunity of the receivers.

Discussion and conclusion. The research shows that the receiver with a deadband is the most preferable of all considered variants of quadrature receivers in terms of maximum harmonic noise immunity. The receiver with combined interference suppressor and deadband is slightly inferior.

1. Шаманов В.И. Защищенность локомотивных приемников АЛС от помех // Автоматика, связь, информатика. 2013. №4. С. 14–19 [Shamanov V.I. Security of locomotive receivers automatic locomotive signaling from interference. Automation, communication, informatics. 2013;(4):14-19. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/qirkcl.

2. Розенберг Е.Н., Шухина Е.Е., Кисельгоф Г.К. Комплексные локомотивные системы безопасности // Автоматика, связь, информатика. 2014. №10. С. 2–4 [Rozenberg E.N., Shukhina E.E., Kiselgof G.K. Comprehensive locomotive safety systems. Automation, communication, informatics. 2014;(10):2-4. (In Russ.)] EDN: https://www.elibrary.ru/snqsdv.

3. Шухина Е. Е., Висков В. В., Гурьянов А. В. Безопасный локомотивный объединенный комплекс БЛОК // Автоматика, связь, информатика. 2011. №4. С. 18–19 [Shukhina E.E., Viskov V.V., Gur’yanov A.V. BLOK safe integrated locomotive unit. Automation, communication, informatics. 2011;(4):18-19. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/nwhahf.

4. Гурьянов А.В., Сулоев А.В. Микропроцессорный дешифратор ДКСВ-М // Труды АО «НИИАС». М.: Т 8 Издательские Технологии, 2021. Т. 1, вып. 11. С. 278–282 [Gur’yanov A.V., Suloev A.V. DKSV-M microprocessor decoder. In: Proceedings of the NIIAS. Moscow: Vol. 8 Izdatel’skie Tehnologii; 2021. Vol. 1, Issue 11. p. 278–282. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/bopcqa.

5. Кравцов Ю.А., Чегуров А.Б. Корреляционный способ дешифрирования числовых кодовых сигналов АЛСН // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения (Вестник РГУПС). 2009. №2 (34). С. 34–39 [Kravtsov Yu.A., Chegurov A.B. Correlation method of cab signaling code identification. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya (Vestnik RGUPS). 2009;(2):34-39. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/kzmmgt.

6. Оценка эффективности локомотивного цифрового фильтра АЛСН при помощи полунатурных измерений / М.Э. Скоробогатов [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2021. №1 (81). С. 62–69 [Skorobogatov M.E., Pultyakov A.V., Demyanov V.V., Alekseenko V.A. Estimation efficiency of the ALSN locomotive digital filter using semi-in-line measurements. Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya (Vestnik RGUPS). 2021;(1):62-69. (In Russ.)]. https://doi.org/10.46973/0201-727X_2021_1_62.

7. Засов В.А. Компенсация помех в приемниках сигналов автоматической локомотивной сигнализации // Автоматика на транспорте. 2019. Т. 5, №1. С. 32–44 [Zasov V.A. Compensation of noise in signal receivers automatic locomotive signaling. Transport Automation Research. 2019;5(1):32-44. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/rluixo. https://doi.org/10.20295/2412-9186-2019-1-32-44.

8. Засов В.А., Ромкин М.В. Адаптивное подавление мощных коррелированных помех в прерывистых сигналах // Вестник СамГУПС. 2022. №1 (55). С. 76–83 [Zasov V.A., Romkin M.V. Adaptive suppression of strong correlated interference in intermittent signals. Vestnik SamGUPS. 2022;(1):76-83. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/dolbst.

9. Юсупов Р.Р., Хохрин А.С. Корреляционный приемник с квадратурными каналами для автоматической локомотивной сигнализации непрерывного типа АЛСН // Транспорт Урала. 2022. №3 (74). С. 49–54 [Yusupov R.R., Khokhrin A.S. Correlation receiver with quadrature channels for continuously working automatic cab signaling. Transport of the Urals. 2022;(3):49-54. (In Russ.)]. https://doi.org/10.20291/1815-9400-2022-3-49-54.

10. Влияние гармонических помех от высоковольтных ЛЭП на помехоустойчивость приемника канала автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия / Р.Р. Юсупов [и др.] // Электротехника. 2023. №10. С. 35–38 [Yusupov R.R., Khokhrin A. S., Gordeev I.P., Blachev K.E. The influence of harmonic interference from high-voltage power lines on the noise immunity of the receiver of the continuous automatic locomotive signaling channel. Russian Electrical Engineering. 2023;(10):35-38. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/reihms. https://doi.org/10.53891/00135860_2023_10_35.

11. Хохрин А.С., Юсупов Р.Р., Плохов Е.М. Об эффективности корреляционного приема и нелинейной обработки в приемнике сигналов АЛСН // Электротехника. 2023. №10. С. 50–54 [Khokhrin A.S., Yusupov R.R., Plokhov E.M. On the effectiveness of correlation reception and nonlinear processing in the receiver of CAALS signals. Russian Electrical Engineering. 2023;(10):50-54. (In Russ.)]. EDN: https://elibrary.ru/jllhyc. https://doi.org/10.53891/00135860_2023_10_50.

12. Юсупов Р.Р., Леушин В.Б., Блачёв К.Э. Нелинейная обработка как способ борьбы с влиянием высоковольтных ЛЭП на работу локомотивного цифрового приемника канала АЛСН // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск: Проблемы железнодорожного транспорта на современном этапе развития. 2007. №2007. С. 55–59 [Yusupov R.R., Leushin V.B., Blachev K.E. Non-linear processing as a way to counteract high-voltage power line interference with the locomotive digital receiver of CACS channel. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. Spetsial'nyy vypusk: Problemy zheleznodorozhnogo transporta na sovremennom etape razvitiya. 2007;(2007):55-59. (In Russ.)]. EDN: https://www.elibrary.ru/wijdyx.

13. Сороко В.И., Фотькина Ж.В. Аппаратура железнодорожной автоматики и телемеханики: cправ.: в 5 кн. Кн. 4. 5-е изд. М.: Планета, 2020. 1020 с. [Soroko V.I., Fot’kina J.V. Railway automation and telemechanics hardware: reference book: 5 books. Book 4. 5th ed. Moscow: Planeta Publ.; 2020. 1020 p. (In Russ.)].