适用于磁浮列车的测速定位方法研究综述

为满足磁浮列车整车型式试验的测速要求,对目前国内外各种主要的磁浮列车测速和定位方法进行综述和比较,包括基于感应回线的测速定位、基于计数轨枕的测速定位、基于多普勒雷达的测速定位、基于GNSS的测速定位、基于长定子齿槽检测的测速定位、基于查询-应答器和脉宽编码的绝对定位技术。给出各种测速定位方法的适用情况和优缺点,通过比较和分析,选取基于多普勒雷达的测速方法和基于GNSS的测速方法作为适用于型式试验的磁浮列车测速方法。阐述磁浮列车测速定位方法发展趋势和未来研究方向,包括针对现有测速定位方法的改进、新型测速定位方法的研发和多种测速定位方法的数据融合。     

中低速磁浮列车多传感器融合测速方法

针对中低速磁浮列车测速问题,文章以凤凰中低速磁浮快线为研究对象进行分析,提出一种多传感器融合的测速方法。首先,分析涡流传感器的测速原理及其测速不准的主要原因;其次,针对中低速磁浮线路测速不准问题,从算法层面和运动学原理角度提出处理方法;最后,采用卡尔曼滤波算法对涡流传感器、雷达和加速度计的信息进行融合测速。试验结果表明,当列车速度大于1 m/s时,该方法的测速相对误差在±2%之内,满足磁浮列车的测速精度要求。     

城市轨道交通信号系统的典型测速定位方案比较

针对城市轨道交通信号系统测速定位,详细分析了常用的轮轴速度传感器、多普勒雷达及加速度计的测速原理,并深入分析了各传感器的误差影响因素、失效模式以及传感器的复杂性。对目前常用的4种组合测速定位方案,从方案的测量精度、成本、系统可靠性、设备安装、安全性评估等方面进行了分析比较,给出了各种测速定位方案的优缺点。分析比较结果表明,速度传感器+加速度计+应答器的组合测速定位方案具有一定的发展优势。     

基于多传感器综合的中低速磁浮列车测速定位系统

介绍了一种中低速磁浮铁路信号系统,提出了中低速磁浮列车的测速与定位方案。采用涡流传感器、加速度传感器和雷达传感器综合的方式,完成列车的测速工作;使用传感器所测速度数据进行列车的相对定位,通过查询应答器进行列车的绝对定位;展望了磁浮技术的应用前景。     

一种基于钢轨枕的中低速磁浮列车组合测速定位方法

中低速磁浮列车因其特性,无法使用轮轴式传感器测量车轮运动状态,也无法像高速磁浮测速那样通过检测轨面上分布规律的参照物来计算列车的速度与位置。提出了一种基于中低速磁浮钢轨枕的高精度测速定位方法,使用加速度计和涡流传感器检测列车运动状态,再与雷达的信息进行比较判断,共同计算出列车的速度和位置。通过在长沙中低速磁浮线路上的试验测试,证实这种测速方法的精确度和实时性能够满足需求。     

中低速磁浮交通运行控制系统车地双向通信设备的研究

介绍中低速磁浮交通运行控制系统（MATC）的构成,阐明ATP子系统关键设备——对称交叉感应环线的结构和主要功能、对称交叉感应环线地面和车载关键设备的工作实现原理以及对称交叉感应环线和车载天线的特殊安装方式。通过车地双向信息的收/发及环线检测滤波,实现中低速磁浮列车车地双向通信、绝对定位和相对位置校正,构建基于对称交叉感应环线车地双向通信的MATC系统,MATC系统已在唐山运行试验示范线完成基于移动闭塞的中低速磁浮列车的运行控制试验。     

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。     

融合轨枕检测和卡尔曼滤波的中低速磁浮列车测速定位优化算法研究

可靠、准确的速度位置信息对于中低速磁浮列车的安全行驶起着至关重要的作用.基于中低速磁浮列车测速定位中常用的轨枕计数检测方法,采用2套涡流传感器冗余设备采集列车的速度、位移数据,提出不同速度下列车测速定位的优化算法.在该优化算法的基础上融合了卡尔曼滤波,通过不断迭代和更新,得到准确的速度位置信息,并计算出采用2套测速设备...     

LKJ-15型列车运行监控系统辅助测速定位技术

针对转速传感器在测速轮对空转、轮滑状态下存在测速测距不准确的问题,LKJ-15型列车运行监控系统中利用雷达、GPS/BDS、地面应答器信息、轨道信号、CIR等多种测速测距信息融合,实现列车测速定位功能。实际应用表明,该方案提升了列控车载系统测速定位的精度和自动化程度,减少了人工对设备的干预以及由此带来的风险。     

高速磁浮列车车载诊断仿真系统分析

磁浮列车车载诊断系统的仿真平台能够模拟高速磁浮列车车载诊断系统整个工作流程.该平台能够仿真所有车载电子电气设备的状态,以及故障信息的产生、发送、通信、控制、交互、诊断、分类等,能够对整个系统及时并有效地定位故障和对故障进行分类.介绍了高速磁浮列车车载诊断系统及其仿真系统的研制方案.分析了在仿真过程中的关键问题,总结了仿...     

基于CTCS2+ATO的市域铁路LTE移动通信业务承载解决方案研究

对于部分市域铁路信号系统采用CTCS2+ATO制式、移动通信系统采用LTE制式的全新组合模式,有必要根据其车地无线通信业务需求,分析研究LTE集群调度通信实现方式、系统架构,以及实现调度命令、ATO信息、无线车次号校核信息传送等业务功能的解决方案。通过分析LTE系统集群调度通信的主流实现方式,根据市域铁路车地无线通信主要业务需求,对于正在建设的市域铁路推荐采用条件相对成熟的B-TrunC架构LTE系统。重点研究基于BTrunC架构的LTE系统实现行车相关调度通信业务的工作流程,市域铁路列车信号车载设备在自动折返情况下通信车载台同步换端、车次号与IP地址转换的解决方案,对此类型的市域铁路工程建设、列控系统车地安全信息传送和运营维护方面具有指导作用。     

动车组车载信息车地间数据传输协议集的设计

通过研究高速动车组车载信息车地间数据传输的应用环境和性能要求,提出适用于我国高速动车组车地间数据传输的通信协议设计方案.该协议是车载无线传输设备与地面信息采集处理系统之间用于信息交换的应用层协议,包括服务内容、通信环境的假设、通信协议中事件的定义、车地间交换信息的过程规则、车地间传输信息的报文格式等内容.介绍动车组车地间数据传输的内容分类、传输流程,动车组车地间数据传输协议的设计方案.     

城市轨道交通列车绝对定位系统比较

为选用更适合城市轨道交通应用环境的列车绝对定位系统,对两种常用的制式——欧式应答器系统和美式信标系统进行研究。从系统组成和工作原理入手,对比分析其车载定位设备的性能参数,轨旁定位设备的物理特性、烧录信息、点式ATP运营模式的构建,以及车地射频接口的物理层和逻辑层的实现方式。研究表明:与美式信标系统相比,欧式应答器系统技术更成熟,功能更强大,在城市轨道交通领域应用时可提供更高的灵活性。     

几种典型轨道交通运行控制系统的比较研究

为了更好的实现运行控制系统在轨道交通中的运行指挥控制及安全防护功能,从几种典型的轨道交通模式出发,对比研究其运行控制系统的结构及功能构成.首先分析轮轨列车和高速磁浮列车的基本技术特征,不同的技术特征使得其相应的运行控制系统各具特点.然后阐述了城市轨道交通、轮轨高速铁路和德、日高速磁浮列车运行控制系统的发展现状,进而分析这几种典型轨道交通运行控制系统的构成和功能特点,从控制系统的主体、系统构成方式、车-地信息传输方式、列车定位方式、闭塞方式、速度防护方式等方面对几种运行控制系统进行了比较研究.研究结果表明,虽然磁浮交通和轮轨交通的技术特征有很大差异,但运行控制系统的设计思想和技术实现方法可以相互借鉴.     

应答器与测速组合定位在地铁中的应用

分析城市轨道交通列车运行控制系统对列车定位技术的要求,针对地铁的具体特点,提出在CBTC条件下应答器与测速的组合定位方案。该方案利用测速电机和多普勒雷达提供列车相对位置,查询应答器提供列车绝对位置,利用测速电机定位和应答器定位相互补足的特点,得到精度较高的定位数据,较一般列车定位系统相比,提高了列车测速定位系统的精度和可靠性。     

中低速磁浮列车新型测速定位系统研究

中低速磁浮列车因其特殊性,无法使用轮轨列车测速方法,且目前普遍采用的测速方法在低速区精度低、数据灵敏性差,难以满足自动驾驶需求。针对该问题,文章提出了一种新型测速定位系统,阐述了该系统的设计方案,介绍了其定位、测速和方向识别的原理,并通过试验平台进行验证,结果显示该系统测速精度高、定位误差小,且便于在工程实践中应用。     

超高速磁浮列车运行控制技术展望

通过对超高速磁浮列车运行控制的特点和需求进行分析研究,提出超高速磁浮列车运行控制系统的构想,并对测速定位和车-地通信等关键技术进行了分析和展望.     

上海磁浮线车地无线通信技术特点分析

介绍了上海磁浮列车无线通信系统在网络结构、传输链路、终端系统和系统业务等方面的技术特点,并分析了其相关设计思路。上海磁浮列车无线通信系统主要为列车运行系统而设计,但其应用毫米波技术,具有在时速高达430km情况下可提供可靠和低延时的车地无线传输的功能,因此,可利用该列车无线通信系统发展轨道交通列车上的无线通信应用。     

高速列车定位技术与组合定位系统研究

针对高速列车定位问题,比较分析多种定位技术的优缺点.对单一定位技术均存在一定局限性的问题,讨论基于多传感器信息融合的列车定位系统、基于GPS/INS/MM组合定位系统的工作原理,分析不同组合方式下定位的优缺点.在此基础上,针对我国高铁发展状况,为满足速度在300 km/h以上高铁列车对定位技术的要求,提出基于北斗卫星导航系统的组合定位控制系统结构,并对其性能进行分析.     

高速磁浮列车运行控制系统体系结构研究

为在高速磁浮交通网路复杂条件下实现运行控制系统对高速磁浮列车的运行指挥控制及安全防护,从运行控制系统的安全性及可靠性出发,研究运行控制系统的结构、功能及系统配置。在分析德国及日本高速磁浮列车运行控制系统的体系结构及功能的基础上,借鉴轮轨交通运行控制系统的经验,提出一种新型高速磁浮交通运行控制系统的结构形式,并给出相应的系统功能划分方案。新的运行控制系统为3层结构,即中央运行控制层、分区运行控制层及车载运行控制层;中央运行控制层实现操作显示及运行指挥功能;分区运行控制层实现列车驾驶控制、进路防护、道岔防护、列车防护及列车超速防护等功能;车载运行控制层采用2套车载安全计算机系统,且都直接与车地无线通信系统相连,可分别独立承担系统功能,使系统的可靠性大幅度提高。