铁路物资押运防盗报警探测系统的设计

针对铁路物资押运防盗能力的不足,提出了一种用于铁路运输安全的无线防盗报警探测系统,并给出了系统的节点结构、网络拓扑结构及组网协议.系统设计包括电子锁普通节点、协调器以及手持终端3个硬件部分.电子锁采用无线微型节点设计技术,通过低功耗设计实现全电池供电,采用SimpliciTI协议组建了智能监控网络.该系统具有无线化、小型化、电池供电、自动组网等特点.试验结果表明,系统性能稳定,报警实时性好,功耗低,可长时间工作,适于铁路运输安全防范.     

高速铁路无线桥梁健康监测系统研究

研究目的:针对当前国内高速铁路桥梁健康监测系统中存在的数据采集装置布点困难、数据采集自动化程度低和数据采集精度不高的问题,利用无线传感网络的优点,设计一种基于ZigB ee技术的高速铁路无线桥梁健康监测系统,采用无线数据采集与传输的手段和方法,达到提高高速铁路桥梁健康监测水平的目的。研究结论:(1)利用无线传感网络具有对网络节点进行动态优化的目标跟踪特点,设计高速铁路无线桥梁监测系统,数据采集节点布点灵活方便,组网可靠;(2)利用无线网络模块的通信功能,可实现高效的在线实时数据采集与数据传输;(3)通过对无线桥梁健康监测系统网络模型进行仿真试验,证明该系统数据采集准确、及时、可靠和高效;(4)该系统可广泛应用于高速铁路桥梁健康状况实时监测。     

杭台高铁隧道公网覆盖实施方案

由于高铁列车车体对无线信号穿透损耗大，列车移动速度快，小区切换频繁，多普勒频移严重，使得高速铁路公网覆盖难度较大。以杭台高铁为例，研究隧道公网（含5G）覆盖实施方案，包括需求分析、隧道链路预算、基站组网方案、光缆分配方案和基站供电方案等，可用于指导后续高铁隧道内公网工程建设。     

地铁重联编组对站台门布置的影响及解决方案

灵活编组运营可以有效提高客流需求和地铁运力配置的匹配度，也是城市轨道交通运营组织的发展趋势。通过客流量预测，郑州地铁6号线一期拟采用6车编组运营，但站台门系统同时保留4车编组模式，以应对未来4/6车编组混跑的需求。从列车门间距、列车停靠位置、站台门设计安装、站台门电气设备配置、站台门与相关外部专业接口定义等方面对4车编组、6车编组或4/6车编组混跑等方式进行分析、研判，提出不同编组模式下站台门系统的设计安装建设方案和门控系统关键技术思路。     

基于通信的列车控制系统中无线传输系统的安全性研究

在基于无线通信的城市轨道交通列车控制系统中,无线传输系统的安全性至关重要.分析了采用无线局域网的城市轨道交通基于通信的列车控制(CBTC)系统及其可能存在的安全问题;提出了基于IPSec协议的安全加强措施,设计并实现了基于IPSec的安全方案,建立了仿真测试平台.测试结果表明,IPSec安全方案具有较高的安全性和可用性,是提高城市轨道交通CBTC系统数据传输安全性的一种有效措施.     

基于ZigBee监测高速铁路基础设施监测的无线传感器网络研究与应用

本文根据对高速铁路基础设施状态监测的需求,设计和实现了一种监测高速铁路基础设施的无线传感器网络.采用JN5148 ZigBee模块和GPRS模块沿铁路沿线组建一个链状的无线监测网络完成数据采集、汇聚和远程传输的功能.本文首先阐述了网络节点硬件结构;然后根据节点能量有限的条件,设计了时间同步休眠的ZigBee网络节能策略和基于阈值的传感器采集节能策略,提高设备的生存周期;最后测试了该网络的传输性能,结果表明该无线监测网络可以对传感器信息进行准确采集、数据汇集和远程通信.     

地铁信号系统与屏蔽门联动的无线布置方案

信号系统不仅控制行车安全,对于站台屏蔽门也要进行联动控制。介绍一种屏蔽门联动控制器,它采用带有自由波天线的无线接入点AP箱,可在列车驶入站台时与屏蔽门联动控制器建立无线通信。由于地铁车站型式不同,屏蔽门联动控制器的无线布置方案也应不同,比较各种方案的优缺点。     

滑坡监测无线传感器网络基于事件的信道分配方案

在高速铁路沿线的山体斜坡上部署无线传感器网络,用于监测山体斜坡变化情况。综合考虑传感器节点能量有限性和对采集信息的实时性需求,提出一个基于事件的信道分配方案用于滑坡监测信息的传输。以是否有列车经过山体斜坡区域作为事件,当无列车经过时,为节点分配活跃周期和睡眠周期,采用TDMA的方式唤醒节点并分配一个可用信道进行数据传输,从而在保证数据传输的前提下节省节点能量,延长网络寿命;当有列车即将经过时,节点完全进入活跃周期,采用多个信道并行传输的方式传输数据,减少传输过程中由于信息碰撞造成的信息丢失和重传,从而降低传输时延,提高信息传输的实时性。最后,通过仿真实验分析系统性能,证明所提方案的有效性。     

适用于高速铁路地震预警系统的列车无线指纹定位方法

为满足高速铁路地震预警系统列车实时定位的需求,提出1种列车无线指纹定位方法。首先,使用高速列车采集铁路沿线无线通信系统接收电平、定时提前量及公里标等信息,基于无线传播模型将定时提前量映射为无线电波传播损耗,进而生成无线指纹并建立其数据库;然后,根据列车运行轨迹特征动态划分信号空间,限定无线指纹搜索范围,建立统一量纲的无线指纹相似度计算模型;最后,使用加权k-近邻算法在无线指纹数据库中搜索与待定位列车相匹配的无线指纹,计算列车的位置。在高速综合检测列车安装测试设备,分析检验列车无线指纹定位得出的位置与实际位置的差值,结果表明列车平均定位误差为82m,可满足高速铁路地震预警系统的需求。     

基于无线通信的站台安全门智能监控系统设计与实现

为解决轨道交通站台安全门设备数据监控智能化程度低、设备调试方法单一的问题，采用模块化的设计方法实现基于无线通信的站台安全门智能监控系统。完成系统总体架构设计和系统主要功能设计，详细说明了系统中的关键技术“数据采集模块设计”“门控单元(DCU)设计”“无线传输模块设计”；对无线传输模块核心芯片M20的原理和程序编写进行了研究设计，在试验室中通过充分试验验证相关功能。试验人员可手持无线终端对站台安全门系统的系统级数据、站台级数据、单门级数据进行实时监控以及单门快速调试工作。试验结果表明，该系统可对站台安全门设备状态实现无线监控，提高地铁运营效率和站务人员维修保护的灵活性，保障站台安全门系统的安全性和可靠性。     

基于无线Mesh网络技术的列车宽带接入原型系统设计

随着高速铁路、公路交通的发展,信息网络的移动接入技术需要得到相应的改善和提高。根据公共移动通信网和铁路专用移动通信网的发展现状,目前有多种列车移动接入技术。通过方案比较,本文原型系统采用了基于无线Mesh网络技术的无线宽带接入技术。当前,无线Mesh网络可遵循的标准有IEEE802.11s草案,该草案对无线Mesh网络的功能、接口及网络协议栈进行了全面的定义。本文根据IEEE802.11s草案,在Linux操作系统下定义了Mesh协议栈框架,并在此基础上设计实现了针对列车的车地宽带接入带状应用场景的无线Mesh网络原型系统,并就搭建的实际网络场景进行了性能测试。实验结果表明,所设计的原型系统基本达到了列车车地宽带接入应用的要求。     

高速铁路宽带无线接入的几种技术方案分析

分析未来可用于高速铁路的几种宽带接入网的实现方案,阐述了各自的优缺点与适用范围,现有的蜂窝系统需要改进才能满足未来高速铁路上的宽带需求.介绍未来可用于高速铁路宽带无线接入网的多方面的关键技术,阐述基本原理与应用于高速铁路环境下的特殊要求,在高速列车上实现宽带通信需要采用多项新技术.     

基于ZigBee的旅客列车车内环境监测系统设计

针对有线列车通信网络的灵活性差、扩展范围窄,布线繁多等问题,提出应用ZigBee短距离无线通信技术,建立无线自组织树状拓扑网络,应用AODV路由协议算法,通过多级中继方式实现铁道客车车内环境监测和数据传输的解决方案.整个监测系统由协调节点、路由节点和终端传感器节点组成.详细介绍3种类型节点的硬件组成与自组织建网过程,采用Delphi编写上位机监控软件,并对系统进行实际测试.试验表明,监测系统在30 m通信范围内数据传输稳定可靠,维护方便,完全满足车内环境监测的应用需要.     

WSN在高速列车运营环境监测中的应用框架研究

无线传感器网络(WSN)在高速列车运营环境监测中的应用尚处于起步阶段,介绍无线传感器网络在高速列车运营环境监测的应用,从统筹规划的角度构建应用框架以及不同场景的应用模型。通过研究基于无线传感器网络的高速列车运营环境监测理论与应用现状,分析列车运营环境监测的需求,搭建基于无线传感器网络的高速列车运营环境监测系统总体框架,并分别建立地面、车载、车地以及车站无线传感器网络架构。提出研究基于无线传感器网络的高速铁路运营环境监测系统关键问题,为进一步研究无线传感器网络在高速列车运营环境监测中的应用起到指导性的作用。     

地铁计划列车运营冲突管理实现方案

为保证地铁运营中的行车效率和质量，针对线路中计划列车的运营，基于列车自动监控系统设计了列车运营冲突管理方案。根据线路情况，识别和定义列车运营冲突区域和冲突路径；根据计划列车按图运行的特性和冲突路径，定义列车冲突检测条件。当在冲突区域检测出列车冲突时，提供基于列车进路自动办理和基于站台自动扣车2种冲突卡控方式，并提供系统冲突决策和人为冲突决策，最终为不同线路、不同场景下的地铁运营提供灵活、可行的列车冲突管理方案。     

高速铁路基础设施检测传感器网络物理拓扑优化方法

高速铁路基础设施的状态关系到列车运行安全,传感器网络技术为高速铁路基础设施状态的实时、全天候检测提供了可能。根据高速铁路基础设施检测传感器网络的应用需求,建立由检测节点(ED)、信息转发节点(RP)、网络接入节点(AP)构成的3层网络通信模型。在确定检测区域所需ED节点类型和个数的基础上,建立网络通信节点带宽利用率最大的整数规划模型,将传感器网络物理拓扑优化问题转化为多次整数规划问题;针对研究区域无传感器网络资源和已有若干传感器网络资源的2种实际应用情况,给出基于粒子群优化算法的求解步骤。对包含60个ED节点的检测应用实例,利用给出的算法通过50次迭代得到了这2种情况下的最优网络节点个数及各通信节点的ED节点组合策略。对实例求解的结果表明,所提出的传感器网络通信模型、物理拓扑优化方法及算法能够解决高速铁路基础设施检测传感器网络物理拓扑的优化问题,可有效降低传感器网络的成本及确定最优的网络通信链路。     

地铁站台屏蔽门系统隐患分析及改进研究

城市轨道交通车站站台屏蔽门系统是保障乘客安全和地铁系统正常运行的一个重要安全装置.因地铁列车门与站台屏蔽门、列车与站台之间存在一定间隙,时有乘客被夹和踏空等安全事故出现.针对存在的隐患,提出了解决办法:在站台屏蔽门和列车门之间加装激光传感器阵列和自动伸缩踏板.该解决方案对于现有系统的改造较为简单.在实验室做出了模拟样机...     

高速铁路既有ATP实现自动驾驶的技术方案研究

随着我国经济的快速发展,高速铁路的运输能力要求不断提高。为解决目前我国高速铁路装备CTCS-2/3级列控系统的动车组列车运行仍由司机人工驾驶操作,存在司机工作强度大、准点运行和停车定位对司机的驾驶经验要求高以及未考虑列车节能降耗需求等问题;基于高速铁路CTCS-2/3级列控系统和ATO方案的基础,利用计算机仿真技术和智能控制方法,提出高速铁路既有ATP实现自动驾驶的技术方案,并对高速铁路车载ATO系统扩展单元的关键技术进行重点设计。系统仿真测试和现场试验结果表明,该方案可满足高速铁路列控系统的自动驾驶功能需求,可为我国高速铁路自动驾驶的实现提供参考。     

高速铁路防灾安全监控系统通信组网方案探讨

介绍高速铁路防灾安全监控系统3个主要通信组网方案,并对3个方案的组网原理、保护倒换原理、业务处理流程等进行深入分析。从网络可靠性、传输时延、传输带宽、工程投资、工程实施难度等方面对方案进行分析比较,通过全面的分析比较提出树型组网方案是防灾安全监控系统最佳通信组网方案,对后续工程的设计有一定的参考意义。     

客车行车安全监测诊断系统的网络系统设计

根据客车编组、网络拓扑结构、系统实时性和工作环境的要求,基于LonWorks网络技术,设计客车行车安全监测诊断系统的网络系统.网络系统具有列车级网络终端自动投入、双网冗余和车厢级网络扩展方便等特点.网络系统的硬件设计采用车厢级和列车级2级总线式拓扑结构:车厢级硬件包括代理节点、制动节点、车辆节点Ⅰ、车辆节点Ⅱ、防滑器节点和显示节点网卡设计;列车级硬件是在车厢级硬件基础上增加地址和数据总线隔离,并实现双网卡冗余.车厢级软件采用双端口RAM与功能节点交换数据,并使用网络变量方式通信;列车级软件采用实时操作系统,具有动态配置网络管理器和网络管理功能,采用显示报文方式通信;人机交瓦界面包括主页而、车厢监测、系统监测、修改车号、查看记录、严重故障显示与报警界面.系统性能分析及使用效果表明:该网络系统使用方便,组网灵活、工作性能稳定、可靠性好.