CN109061386A - 一种线缆检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种线缆检测方法及装置，方法包括：对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线；在得到第一冲击响应曲线之后，对目标线缆的第二端输入目标信号，得到第二冲击响应曲线；对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；基于曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成目标线缆的线缆冲击响应曲线；基于线缆冲击响应曲线，获取目标线缆的线缆阻抗曲线。

Description

一种线缆检测方法及装置

技术领域

本发明涉及线缆检测技术领域，特别涉及一种线缆检测方法及装置。

背景技术

在列车总线的检测中，为了确定线缆和连接器的连接状态情况，需要分析整条线缆各个位置处的特性阻抗。如现有的时域变换检测方案中，首先测试线缆在各个频率下的回波损耗值，即S11参数：线缆的1端口入射波和1端口反射波之间的比值，进而得到这些回拨损耗值所形成的S11曲线，然后将频域的S11曲线进行逆傅里叶变换，得到时域的冲击响应曲线，由于线缆的冲击响应与阻抗存在一定的关系，因此通过冲击响应曲线得到线缆的阻抗变换曲线。

但是上述线缆检测方案中，会因为线缆较长时出现线缆远端信号能量很少且信噪比较低的情况，由此会难以实现准确的线缆检测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种线缆检测方法及装置，用以解决现有技术中难以实现准确的线缆检测的技术问题。

本发明提供了一种线缆检测方法，所述方法包括：

对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线；

在得到所述第一冲击响应曲线之后，对所述目标线缆的第二端输入所述目标信号，得到第二冲击响应曲线；

对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；

基于所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成所述目标线缆的线缆冲击响应曲线；

基于所述线缆冲击响应曲线，获取所述目标线缆的线缆阻抗曲线。

上述方法，优选的，对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，包括：

对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线中的任一个曲线基于横坐标进行反向处理，得到横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；

确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量；

基于所述偏移量，对所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

上述方法，优选的，确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量，包括：

获得所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线的互相关函数；

基于所述互相关函数，确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

上述方法，优选的，基于所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成所述线缆冲击响应曲线，包括：

以曲线横坐标为基准，合并所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到所述线缆冲击响应曲线。

上述方法，优选的，以曲线横坐标为基准，合并所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到所述线缆冲击响应曲线，包括：

取所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的横坐标为所述线缆冲击响应曲线的横坐标；

在所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取同一横坐标对应的最大的纵坐标值为所述线缆冲击响应曲线中相应横坐标对应的纵坐标值。

本发明还提供了一种线缆检测装置，所述装置包括：

第一检测结构，用于对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线；

第二检测结构，用于在所述第一检测结构得到所述第一冲击响应曲线之后，对所述目标线缆的第二端输入所述目标信号，得到第二冲击响应曲线；

处理器，用于对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；基于所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成所述目标线缆的线缆冲击响应曲线；基于所述线缆冲击响应曲线，获取所述目标线缆的线缆阻抗曲线。

上述装置，优选的，所述处理器具体用于：

对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线中的任一个曲线基于横坐标进行反向处理，得到横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量；基于所述偏移量，对所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

上述装置，优选的，所述处理器具体用于：

获得所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线的互相关函数；基于所述互相关函数，确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

上述装置，优选的，所述处理器具体用于：

以曲线横坐标为基准，合并所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到所述线缆冲击响应曲线。

上述装置，优选的，所述处理器得到所述目标线缆的线缆冲击响应曲线，具体为：

取所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的横坐标为所述线缆冲击响应曲线的横坐标；在所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取同一横坐标对应的最大的纵坐标值为所述线缆冲击响应曲线中相应横坐标对应的纵坐标值。

由以上方案可知，本发明提供的一种线缆检测方法及装置，通过对线缆两端先后输入信号得到两端各自的冲击响应曲线，并在对两个冲击响应曲线关于横坐标对齐之后，基于这两个横坐标相对应的冲击响应曲线生成线缆的线缆冲击响应曲线，此时，该线缆冲击响应曲线是结合了两端测试的冲击响应曲线所得到的曲线，由此相比单侧测试所得到的冲击响应曲线，能够明显提高曲线所反映的阻抗性能的准确性，进而基于此曲线所获取到的线缆阻抗曲线能够更加准确的展示线缆的阻抗性能，从而实现对线缆的准确检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种线缆检测方法的实现流程图；

图2～图7分别为本发明实施例的应用示例图；

图8为本发明实施例一的部分流程图；

图9～图12分别为本发明实施例的另一应用示例图；

图13为本发明实施例一的另一部分流程图；

图14为本发明实施例的又一应用示例图；

图15为本发明实施例二提供的一种线缆检测装置的结构示意图；

图16～图17分别为本发明实施例的其他应用示例图。

具体实施方式

具体的，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，为本发明实施例一提供的一种线缆检测方法的实现流程图，该方法可以应用在需要进行阻抗测试的目标线缆中，如绞线式列车总线WTB(Wire Train Bus)的检测中，通过检测并分析出整条线缆各个位置处的特性阻抗，来确定线缆和连接器的连接状态情况。

在本实施例中，该方法可以包括以下步骤：

步骤101：对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线。

步骤102：对目标线缆的第二端输入目标信号，得到第二冲击响应曲线。

其中，目标信号可以为能量恒定的正弦波。

具体的，本实施例步骤101中可以首先分别将多个频率的目标信号依次输入到目标线缆的第一端，如将从频率10kHz开始到频率500MHz之间每隔一定的频率间隔所对应的正弦波信号，也即目标信号，依次输入到目标线缆的第一端，采集每个频率的目标信号下的入射波和反射波的波形，由此计算出10kHz到500MHz的第一冲击响应曲线；之后，步骤102中再将同样的目标信号依次输入到目标线缆的第二端，由此，采集每个频率的目标信号下的入射波和反射波的波形，相应地计算出第二冲击响应曲线。

如图2中所示，对列车中的目标线缆两端先后输入正弦波信号，其中，列车中包括两个机车头：机车1和机车2，以及N个客车厢，列车从机车1到客车厢N再到机车2有目标线缆，具体的：

本实施例中可以首先对目标线缆中机车1一侧的线缆端口输入10kHz-500MHz频率的正弦波信号，从而测量得到反射波与入射波能量的比值曲线，以S11_A表示，对该比值曲线S11_A做逆傅里叶变换，得到时域的第一冲击响应曲线A，其中，测量频率f范围为10kHz-500MHz，频率间隔Δf＝50kHz，即：从频率f为10kHz开始，每隔频率间隔值Δf＝50kHz取一次频率值对应的正弦波信号，将该正弦波信号输入线缆端口，直到取得频率f为500MHz对应的正弦波信号，并将该正弦波信号输入线缆端口，得到S11_A，经过逆傅里叶变换后得到时域的第一冲击响应曲线A，而经过时域变换后的第一冲击响应曲线A为离散曲线，其时间范围0-1/Δf＝2×10^-5s，时间间隔Δt＝1/f＝2×10^-9s，对应的线缆总长为X，长度分辨率可以为0.12m，如图3中所示；

之后，本实施例中再对目标线缆中机车2一侧的线缆端口输入10kHz-500MHz频率的正弦波信号，从而测量得到反射波与入射波能量的比值曲线，以S11_B表示，对该比值曲线S11_B做逆傅里叶变换，得到时域的第二冲击响应曲线B，其中，测量频率f范围为10kHz-500MHz，频率间隔值Δf＝50kHz，即：从频率f为10kHz开始，每隔频率间隔值Δf＝50kHz取一次频率值对应的正弦波信号，将该正弦波信号输入线缆端口，直到取得频率f为500MHz对应的正弦波信号，并将该正弦波信号输入线缆端口，得到S11_B，经过逆傅里叶变换后得到时域的第二冲击响应曲线B，而经过时域变换后的第二冲击响应曲线B为离散曲线，其时间范围0-1/Δf＝2×10^-5s，时间间隔Δt＝1/f＝2×10^-9s，对应的线缆总长为X，长度分辨率可以为0.12m，如图4中所示。

另外，本实施例中在得到第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B之后，可以将曲线中横坐标的时间变化转换为距离变量，从而得到目标线缆在不同距离处的冲击响应曲线，如图5和图6中所示。

需要说明的是，本实施例中可以分别在目标线缆两端设置检测结构并输入目标信号并得到相应的冲击相应曲线。例如，在图2中所示的机车中，在机车1一侧和机车2一侧分别设置一个检测结构，目标线缆两端的检测结构先后输入正弦波信号，以分别得到第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B。

步骤103：对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

其中，本实施例中所获得的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线是分别从目标线缆的两端进行检测所得到的冲击响应曲线，因此在横坐标上对应的变量正好是相反的，因此，本实施例中需要对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，从而得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，如图7中所示，两个曲线之间横坐标从0开始在目标线缆上对应的位置或距离是一致的。

步骤104：基于曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成目标线缆的线缆冲击响应曲线。

其中，在经过曲线横坐标对齐之后，第一冲击响应曲线是从目标线缆的其中一端进行测试所得到的曲线，而第二冲击响应曲线是从目标线缆的另一端进行测试所得到的曲线，两个曲线在同一横坐标上是对同一线缆同一位置上的测量结果，由此，本实施例中通过对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行合成，从而生成目标线缆的线缆冲击响应曲线，而该线缆冲击响应曲线结合了目标线缆两端分别测试的测试结果，从而能够明显提高测试结果曲线的准确性。

步骤105：基于线缆冲击响应曲线，获取目标线缆的线缆阻抗曲线。

其中，本实施例中可以通过对线缆冲击响应曲线进行参数转换，以得到目标线缆的线缆阻抗曲线，以展示出目标线缆相应位置上的阻抗特性。

由以上方案可知，本发明实施例一提供的一种线缆检测方法，通过对线缆两端分别输入信号得到两端各自的冲击响应曲线，并在对两个冲击响应曲线关于横坐标对齐之后，基于这两个横坐标相对应的冲击响应曲线生成线缆的线缆冲击响应曲线，此时，该线缆冲击响应曲线是结合了两端测试的冲击响应曲线所得到的曲线，由此相比单侧测试所得到的冲击响应曲线，能够明显提高曲线所反映的阻抗性能的准确性，进而基于此线缆冲击响应曲线所获取到的线缆阻抗曲线能够更加准确的展示线缆的阻抗性能，从而实现对线缆的准确检测，达到提高线缆检测准确性的目的。

在一种实现方式中，本实施例中在对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理时，具体可以通过以下方式实现，如图8中所示：

步骤801：对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的任一个曲线基于横坐标进行反向处理，从而得到横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

具体的，本实施例中确定目标线缆中的其中一端作为横坐标的顶点0，对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中横坐标顶点是目标线缆中的另一端的曲线进行反向处理。

例如，以图2中线缆为例，本实施例中确定目标线缆中的机车1一端作为横坐标的顶点0，对第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B中横坐标顶点是机车2一端的曲线进行反向处理。

其中，第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B为分别从目标线缆两端进行测试所得到的结果，即第一冲击响应曲线A的横坐标起始点为线缆首端，终点为线缆末端，第二冲击响应曲线B的横坐标起始点为线缆末端，终点为线缆首端，因此，将第二冲击响应曲线B进行反向之后，得到的新的第二冲击响应曲线B横坐标可以认为也是从线缆首端开始，末端结束，即此时第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B表示线缆同一端开始的特性，如图9中所示，此时，第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B关于横坐标同向。

步骤802：确定横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

其中，横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线纵坐标上均表征线缆上相应位置的阻抗性能，而两个曲线在曲线横坐标上对应目标线缆距离首端的距离，即目标线缆上的位置，如果忽略信号衰减的因素，那么两条曲线在相同距离的位置上应该表现为相同的特性，即冲击响应的峰值横坐标应该相同。但是由于测量误差等因素，第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B之间在横坐标上可能存在一定的“错位”，如图10中所示，因此，本实施例中需要确定第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B之间在曲线横坐标上的偏移量，即“错位”的量。

例如，假设第一冲击响应曲线A为Y1(x)，第二冲击响应曲线B为Y2(x)，横坐标x表示目标线缆不同长度处的点，在理论上，Y1和Y2在同一横坐标上对应的是目标线缆上的同一个点，但是由于实际测量中由于测量误差等原因，两条曲线中同一横坐标可能对应线缆上的不同位置，即两条曲线在横坐标方向存在一定的偏移。如果以Y1为标准，认为Y1与目标线缆是准确对应的，那么Y2即存在偏移，此时如果直接将这两条曲线进行融合的话，最终也会存在误差，导致检测结果不准确，为此，本实施例中在得到两条冲击响应曲线之后，确定两条曲线在曲线横坐标上的偏移量。

在具体实现中，本实施例中可以通过计算两条曲线的互相关函数来确定两条曲线在横坐标上的偏移量。

步骤803：基于偏移量，对横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

其中，本实施例中在第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中任一曲线进行反向处理得到横坐标同向的两个曲线之后，可以以第一冲击响应曲线为准，将第二冲击响应曲线在横坐标上挪动偏移量的值，以使得第二冲击响应曲线和第一冲击响应曲线在曲线横坐标上相对应，如图11中所示。

或者，本实施例中可以在横坐标同向的两个曲线中，以第二冲击响应曲线为准，将第一冲击响应曲线在横坐标上挪动偏移量的值，以使得第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上相对应，如图12中所示。

或者，本实施例中可以将第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线同时在横坐标上挪动一定的值，而两曲线在横坐标上挪动的量加和与偏移量的值一致，由此使得第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上相对应。

在一种方式中，本实施例在确定横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量时，具体可以通过以下方式实现，如图13中所示：

步骤1301：获得横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线的互相关函数。

其中，本实施例中可以用以下公式(1)来表征第一冲击响应曲线Y1和第二冲击曲线Y2之间的互相关函数，该互相关函数用来表征两条曲线之间的相关性：

R(m)＝ΣY1(x)*Y2(x+m)公式(1)

其中，m为第一冲击响应曲线Y1(x)和第二冲击响应曲线Y2(x)在横坐标上的偏移量，R(m)为Y1(x)和Y2(x)之间的相关性值，以上公式的含义在于：将第二冲击响应曲线Y2(x)偏移m的距离后，然后计算两条曲线对应点上的乘积，再求和，而最终的相关性值R(m)越大，表示偏移m时两条曲线的相关性越大。在本实施例中，Y1和Y2表示的是同一目标线缆的特性，虽然衰减趋势不同，但是具有较高的相关性，特别的，当m整好等于Y2的偏移量时，此时Y1和Y2正好对应线缆的相同位置，此时相关性最高。

步骤1302：基于互相关函数，确定横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

基于以上分析，利用以上互相关函数，计算Y2相对于Y1在横坐标上的偏移量，如下：

首先，设置m的值范围，如-60米到60米，或者如-200米到200米，其中，为了减少计算量，本实施例中可以根据历史数据如Y2偏移量通常在30米以内，那么设置m的变换值范围为正负30米，进而计算Y1和Y2在m的值范围内所对应的各互相关函数R(m)值；

之后，找到m在其值范围内所对应的各互相关函数R(m)值中的最大值，确定该最大值所对应的偏移量M，该M即为Y2相对于Y1的偏移量，M为m的值范围中的其中一个值。

最终，本实施例中在计算出Y2相对于Y1的偏移量之后，基于偏移量，对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，如用Y2(x+M)代替Y2(x)，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

在另一种实现方式中，本实施例也可以基于以上计算方案计算Y1相对于Y2在横坐标上的偏移量，再基于偏移量，对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，如用Y1(x+M)代替Y1(x)，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

在一种实现方式中，本实施例在步骤103中基于曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成目标线缆的线缆冲击响应曲线时，具体可以通过以下方式实现：

以曲线横坐标为准，合并曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到目标线缆的线缆冲击响应曲线。

具体的，本实施例中可以在曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的横坐标为目标线缆的线缆冲击响应曲线的横坐标，而在曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取同一横坐标对应的最大的纵坐标值为线缆冲击响应曲线中相应横坐标对应的纵坐标值。

例如，将以上第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B放在一起，取两者中纵坐标最大的部分组成新的曲线，将该新的曲线作为最终的线缆冲击响应曲线，如图14所示。第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B分别是从目标线缆两端进行测试所得到的测试结果，由于距离信号输入位置的距离不同，所导致的纵坐标值衰减不同，由此，本实施例中取两者纵坐标最大的部分组成线缆冲击响应曲线，从而在一定程度上消除由于目标线缆过长而导致的衰减较大，而存在检测不准确的情况，由此提高检测准确性。

参考图15，为本发明实施例二提供的一种线缆检测装置的结构示意图，该装置适用于需要进行阻抗测试的目标线缆中，如绞线式列车总线(WTB)的检测中，通过检测并分析出整条线缆各个位置处的特性阻抗，来确定线缆和连接器的连接状态情况。

在本实施例中，该装置可以包括以下结构：

第一检测结构1501，用于对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线。

其中，目标信号可以为能量恒定的正弦波。

具体的，本实施例中第一检测结构1501设置在目标线缆的第一端，可以分别将多个频率的目标信号依次输入到目标线缆的第一端，如将从频率10kHz开始到频率500MHz之间每隔一定的频率间隔所对应的正弦波信号，也即目标信号，依次输入到目标线缆的第一端，采集每个频率的目标信号下的入射波和反射波的波形，由此计算出10kHz到500MHz的第一冲击响应曲线。

第二检测结构1502，用于在第一检测结构1501得到第一冲击响应曲线之后，对目标线缆的第二端输入目标信号，得到第二冲击响应曲线。

其中，本实施例中第二检测结构1502设置在目标线缆的第二端，可以分别将多个频率的目标信号依次输入到目标线缆的第二端，如从频率10kHz开始到频率500MHz之间每隔一定的频率间隔所对应的正弦波信号，由此，采集每个频率的目标信号下的入射波和反射波的波形，相应的计算出第二冲击响应曲线。

如图16中所示，本实施例中分别利用第一检测结构1501和第二检测结构1502对列车中的目标线缆两端先后输入正弦波信号，其中，列车中包括两个机车头：机车1和机车2，以及N个客车厢，列车从机车1到客车厢N再到机车2有目标线缆。

其中，第一检测结构1501和第二检测结构1502可以为包含信号发生器和信号接收器的线缆检测设备CDD，如图16中的CDD1设置在目标线缆的机车1一侧，CDD2设置在目标线缆的机车2一侧。

本实施例中可以首先利用第一检测结构1501对目标线缆中机车1一侧的线缆端口输入10kHz-500MHz频率的正弦波信号，从而测量得到反射波与入射波能量的比值曲线，以S11_A表示，对该比值曲线S11_A做逆傅里叶变换，得到时域的第一冲击响应曲线A，其中，测量频率f范围为10kHz-500MHz，频率间隔Δf＝50kHz，即：从频率f为10kHz开始，每隔频率间隔值Δf＝50kHz取一次频率值对应的正弦波信号，将该正弦波信号输入线缆端口，直到取得频率f为500MHz对应的正弦波信号，并将该正弦波信号输入线缆端口，得到S11_A，经过逆傅里叶变换后得到时域的第一冲击响应曲线A，而经过时域变换后的第一冲击响应曲线A为离散曲线，其时间范围0-1/Δf＝2×10^-5s，时间间隔Δt＝1/f＝2×10^-9s，对应的线缆总长为X，长度分辨率可以为0.12m，如图3中所示；

之后，本实施例中再利用第二检测结构1502对目标线缆中机车2一侧的线缆端口输入10k-500MHz频率的正弦波信号，从而测量得到反射波与入射波能量的比值曲线，以S11_B表示，对该比值曲线S11_B做逆傅里叶变换，得到时域的第二冲击响应曲线B，其中，测量频率f范围为10kHz-500MHz，频率间隔值Δf＝50kHz，即：从频率f为10kHz开始，每隔频率间隔值Δf＝50kHz取一次频率值对应的正弦波信号，将该正弦波信号输入线缆端口，直到取得频率f为500MHz对应的正弦波信号，并将该正弦波信号输入线缆端口，得到S11_B，经过逆傅里叶变换后得到时域的第二冲击响应曲线B，而经过时域变换后的第二冲击响应曲线B为离散曲线，其时间范围0-1/Δf＝2×10^-5s，时间间隔Δt＝1/f＝2×10^-9s，对应的线缆总长为X，长度分辨率可以为0.12m，如图4中所示。

另外，本实施例中在得到第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线之后，可以将曲线中横坐标的时间变化转换为距离变量，从而得到目标线缆在不同距离处的冲击响应曲线，如图5和图6中所示。

处理器1503，用于对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；基于曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成目标线缆的线缆冲击响应曲线；基于线缆冲击响应曲线，获取目标线缆的线缆阻抗曲线。

其中，本实施例中所获得的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线是分别从目标线缆的两端进行检测所得到的冲击响应曲线，因此在横坐标上对应的变量正好是相反的，因此，本实施例中处理器1503需要对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，从而得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，如图7中所示，两个曲线之间横坐标从0开始在目标线缆上对应的位置或距离是一致的。

而在经过曲线横坐标对齐之后，第一冲击响应曲线是从目标线缆的其中一端进行测试所得到的曲线，而第二冲击响应曲线是从目标线缆的另一端进行测试所得到的曲线，两个曲线在同一横坐标上是对同一线缆同一位置上的测量结果，由此，本实施例中处理器1503通过对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行合成，从而生成目标线缆的线缆冲击响应曲线，而该线缆冲击响应曲线结合了目标线缆两端分别测试的测试结果，从而能够明显提高测试结果曲线的准确性。

其中，处理器1503可以设置在第一检测结构1501中，也可以设置在第二检测结构1502中。

由以上方案可知，本发明实施例二提供的一种线缆检测装置，通过对线缆两端分别输入信号得到两端各自的冲击响应曲线，并在对两个冲击响应曲线关于横坐标对齐之后，基于这两个横坐标相对应的冲击响应曲线生成线缆的线缆冲击响应曲线，此时，该线缆冲击响应曲线是结合了两端测试的冲击响应曲线所得到的曲线，由此相比单侧测试所得到的冲击响应曲线，能够明显提高曲线所反映的阻抗性能的准确性，进而基于此线缆冲击响应曲线所获取到的线缆阻抗曲线能够更加准确的展示线缆的阻抗性能，从而实现对线缆的准确检测，达到提高线缆检测的准确性的目的。

在具体实现中，处理器1503在对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，具体可以通过以下方式实现：

对第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的任一个曲线基于横坐标进行反向处理，从而得到横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；确定横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量；基于偏移量，对横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

具体的，处理器1503可以在获得横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线的互相关函数；基于互相关函数，确定横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

另外，处理器1503在基于曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成目标线缆的线缆冲击响应曲线时，可以以曲线横坐标为基准，合并曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到目标线缆的线缆冲击响应曲线。

具体的，处理器1503具体可以通过以下方式合并两个曲线，以得到目标线缆的线缆冲击响应曲线：

取曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的横坐标为目标线缆的线缆冲击响应曲线的横坐标；在曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取同一横坐标对应的最大的纵坐标值为线缆冲击响应曲线中相应横坐标对应的纵坐标值。

需要说明的是，处理器1503的具体实现可以参考前文中相应内容，此处不再详述。

以下以图17所示的列车总线检测方案对本实施例进行说明：

其中，中央控制单元CCU(central control unit)，可用于列车中各个设备的总体控制，人机交互接口HMI(Human Machine Interface)，可以用于列车中司机操作的显示屏和控制器，而绞线式列车总线WTB(Wire Train Bus)即为待测线缆，而线缆检测装置CDD(cable detection device)，即本方案中的线缆检测设备。在待测线缆两端需各安装一个线缆检测设备CDD1和CDD2。测量时，先由设备CDD1按前文中所述的方法，测量10kHz-500MHz的S11参数，得到曲线S11_A，此处测量频率范围0-f＝500MHz，频率间隔Δf＝50kHz，经过变换后时域曲线的时间范围0-T＝1/Δf＝2×10-5s，时间间隔Δt＝1/f＝2×10-9s，对应的线缆总长为1200m，长度分辨率为0.12m；测量结束后，设备CDD1给设备CDD2发送信号，设备CDD2用同样的方法从另一端进行测量，得到曲线S11_B，完成后设备CDD2将数据传输给设备CDD1，设备CDD1通过算法对两个设备的数据进行处理，得到最终的结果。整个测量过程由两个设备自动控制进行，不需要人为控制设备的切换。

按照上述测量方式，得到了线缆两端的S11曲线。通过对这两条曲线进行处理，得到最终所需的线缆冲击响应曲线。具体流程如下：

1、对两条S11曲线分别做逆傅里叶变换，得到两条时域的冲击响应曲线，并且把横坐标时间变换成距离，得到线缆不同距离处的冲击响应曲线：第一冲击响应曲线A和第二冲击响应曲线B；

2、A和B为分别从线缆两端测得的结果，即A横坐标起始点为线缆首端，终点为线缆末端；B横坐标起始点为线缆末端，终点为线缆首端。因此，将B进行反向之后，得到的新的曲线横坐标可以认为也是从线缆首端开始，末端结束，即此时A和B表示线缆同一端开始的特性；

3、由于A和B是同一条线缆的测量结果，因此忽略信号衰减的因素，两条曲线在相同距离处应表现为相同的特性，即冲击响应的峰值横坐标应该相同。但由于测量误差等因素，A和B横坐标可能存在一定的“错位”，所以需要通过计算两条曲线的互相关函数来确定横坐标“错位”的大小，但后消除这个“错位”，使两条曲线“对齐”；

4、最后，将A、B横坐标放在一起，取两者中纵坐标较大的部分组成新的曲线，将此新的曲线作为最终的线缆冲击响应曲线。

在上述的数据处理过程中，第3步的处理尤其重要。假设A以Y1(x)表示，B以Y2(x)表示，横坐标x表示线缆不同长度处的点。理论上，Y1和Y2的同一个横坐标对应的是线缆上的同一个点，但实际测量中由于测量误差等原因，两条曲线中同一个横坐标可能对应线缆上的不同位置，即其中一条曲线在横坐标方向存在一定的偏移。如果以曲线Y1为标准，认为Y1与线缆是准确对应的，那么曲线Y2即存在偏移，此时如果直接用这两条曲线进行融合的话，最终结果也会存在误差。在我们当前的测量工况下，通过实验测得该误差一般在10-20米左右，而线缆总长度通常为1200-1500m，因此该误差还是比较明显的，若不消除，则会对最终的结果产生较大的影响。

在本实施例的数据处理过程中，通过Y1和Y2的互相关函数来计算出曲线Y2的偏移量。互相关函数的一般用来表示两条不同曲线的相关性，其定义公式如前文中公式(1)。

上式的意义是将Y2偏移m的距离，然后分别计算两条曲线对应点的乘积，再求和。最终的值R(m)越大，表示此时两条曲线的相关性越大。在我们的测试数据中，Y1和Y2表示的是同一条线缆的特性，虽然衰减趋势不同，但是应该具有较高的相关性。特别的，当m正好等于Y2的偏移量时，此时Y1和Y2正好对应线缆的相同位置，此时相关性应该最高。

根据以上分析，计算Y2曲线偏移量的算法如下：

m从-30米到30米，计算Y1和Y2的互相关函数R(m)；

计算R(m)的最大值，确定此时的m；

用Y2(x+m)代替Y2(x)。

此时即可认为Y2的偏移量已被消除，即Y1和Y2对应线缆的相同位置。一般来说，Y2的偏移量在30米以下，因此m的变换范围定为正负30米。

基于以上实现方案，本实施例中采用双端融合的检测方案，通过双设备分别从线缆两端进行检测，并将线缆两端的检测结果结合处理，有效的解决了长距离线缆的检测问题，并且在长距线缆检测中能够得到较好的测量效果，将线缆检测长度上限提高至2000米以上，能够满足现有列车的检测要求。

进一步的，本实施例在双端融合检测方案中，利用计算互相关函数的方法，消除了线缆首端末端分别测量得到的曲线的偏移量，提高了所得到的检测结果的准确性。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种线缆检测方法及装置进行了详细介绍，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，互而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种线缆检测方法，其特征在于，所述方法包括：

对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线；

在得到所述第一冲击响应曲线之后，对所述目标线缆的第二端输入所述目标信号，得到第二冲击响应曲线；

对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；

基于所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成所述目标线缆的线缆冲击响应曲线；

基于所述线缆冲击响应曲线，获取所述目标线缆的线缆阻抗曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，包括：

对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线中的任一个曲线基于横坐标进行反向处理，得到横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；

确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量；

基于所述偏移量，对所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量，包括：

获得所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线的互相关函数；

基于所述互相关函数，确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成所述线缆冲击响应曲线，包括：

以曲线横坐标为基准，合并所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到所述线缆冲击响应曲线。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，以曲线横坐标为基准，合并所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到所述线缆冲击响应曲线，包括：

取所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的横坐标为所述线缆冲击响应曲线的横坐标；

在所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取同一横坐标对应的最大的纵坐标值为所述线缆冲击响应曲线中相应横坐标对应的纵坐标值。

6.一种线缆检测装置，其特征在于，所述装置包括：

第一检测结构，用于对目标线缆的第一端输入目标信号，得到第一冲击响应曲线；

第二检测结构，用于在所述第一检测结构得到所述第一冲击响应曲线之后，对所述目标线缆的第二端输入所述目标信号，得到第二冲击响应曲线；

处理器，用于对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线按照曲线横坐标进行对齐处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；基于所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，生成所述目标线缆的线缆冲击响应曲线；基于所述线缆冲击响应曲线，获取所述目标线缆的线缆阻抗曲线。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

对所述第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线中的任一个曲线基于横坐标进行反向处理，得到横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线；确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量；基于所述偏移量，对所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线进行错位消除处理，得到曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

获得所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和所述第二冲击响应曲线的互相关函数；基于所述互相关函数，确定所述横坐标同向的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线在曲线横坐标上的偏移量。

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述处理器具体用于：

以曲线横坐标为基准，合并所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线，得到所述线缆冲击响应曲线。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述处理器得到所述目标线缆的线缆冲击响应曲线，具体为：

取所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中的横坐标为所述线缆冲击响应曲线的横坐标；在所述曲线横坐标相对应的第一冲击响应曲线和第二冲击响应曲线中，取同一横坐标对应的最大的纵坐标值为所述线缆冲击响应曲线中相应横坐标对应的纵坐标值。