高速铁路GSM-R系统无线信道特性仿真

根据无线信道特性和高速铁路场景,建立高速铁路GSM-R系统无线信道小尺度衰落模型。从时域和频域2个方面,定量分析时延扩展、相干带宽、电平通过率和相干时间等无线信道参数。利用搭建的高速铁路GSM-R系统半实物仿真平台,对高速铁路GSM-R系统的性能进行仿真测试。计算机仿真和半实物仿真结果表明:列车运行速度的提高会造成通信质量不同程度的下降;列车运行速度为350 km.h-1时的下行链路通信质量与80 km.h-1时相比有一定程度的下降,但可以满足GSM-R系统的要求,通信质量是有保障的;列车运行速度达到500 km.h-1后,通信质量发生明显的恶化;优化接收机设计是解决通信质量恶化问题的关键。     

韩国高速列车防撞设计与评估

针对韩国高速列车(KHST)的防撞性能进行深入地研究。选定行驶速度为110km·h-1的列车与一个15t重的刚性障碍物的撞击、两列行驶速度为30km·h-1的列车相撞作为严重撞击的事故场景,两列行驶速度为8km·h-1的列车相撞作为轻度撞击的事故场景。用有限元方法对KHST的防撞性进行了数学评估。一维和二维的仿真分析表明该车整体上具有良好的耐撞性。同时,对动车的前端部分做了三维壳体单元的仿真分析。使用安全带的旅客伤亡试验的结果说明KHST的良好性能足以在设置的事故场景中保护旅客的安全。最后,用实比例的撞击试验对仿真方法进行了验证。     

关于GSM-R系统无线信道与通信质量的讨论

本文着重分析了GSM-R系统中信道衰落、平均接收功率以及无线覆盖率之间的关系，给出了理论推导并结合仿真作了定量分析。同时也讨论了无线信道对于通信质量（如误码率）的影响，针对性地提出了改进性能的措施。     

提速列车与曲线轨道的横向相互动力作用研究

基于机车车辆—轨道耦合动力学理论,仿真计算典型的提速机车车辆通过不同曲线轨道时的轮轨动态横向相互作用性能指标,包括提速客货列车通过山区铁路小半径曲线强化轨道、160 km.h-1提速客运列车及120 km.h-1提速货运列车通过不同半径曲线轨道。根据现行动力学性能评定规范,对轮轨相互作用性能指标进行了综合评估分析。理论分析结果表明:提速后列车通过曲线轨道时轮轨横向动态相互作用加剧,动力性能指标的最大峰值均出现在圆曲线上,并且客运机车车辆的曲线通过性能接近,货车车辆的曲线通过性能要优于货运机车的性能。为了确保列车提速后的行车安全性,山区铁路的小半径曲线轨道须采取加强措施,提速客运列车以160 km.h-1和提速货运列车以120 km.h-1速度运行时的最小曲线半径分别取1 400 m和1 000 m。     

基于GSM-R列控系统信息安全传输的研究

针对CTCS3级列车控系统中无线信道的信息安全传输问题,本文设计了Turbo码的CTCS3级列控系统无线信道的信息安全传输方案,并分别采用了SOVA译码算法、Max-Log-MAP译码算法、Log-MAP译码算法进行仿真测试与比较分析,验证了该方案的合理有效性.仿真结果表明,采用Turbo码技术,可以降低无线信道中误比特率,满足列控系统数据传输的要求,提高系统的可靠性.     

博士学位论文摘要中小跨度铁路桥梁横向振动模拟及适应快速行车结构形式的研究

现代社会的进步、经济发展和人民生活水平的提高对交通运输质量(快速、安全、舒适)提出了更高的要求,为了适应这一需求,近年来我国铁路实施了分批分级的提速计划.客运由100 km*h-1逐步提速到120 km*h-1、140 km*h-1、 160 km*h-1、200 km*h-1,与此同时,货运由50 km*h-1 逐步提速到60 km*h-1、80 km*h-1、100 km*h-1.并正在实施快速和高速客运专线(200 km*h-1～300 km*h-1)的建设.而我国既有线上桥梁大多数为中小跨度(20 m～40 m)简支PC T梁和钢板梁,这些过去不同时期建造的桥梁,当初设计时列车速度不高,当时的规范也未对列车通过桥梁的走行性评定做出规定.在提速中发现空载货车在以大于60 km*h-1速度通过中小跨度桥梁时,桥梁发生了较大的横向谐振,特别是上承式钢板梁,最大横向振幅达12 mm.在客车以大于160 km*h-1速度通过这些桥梁时,横向振幅也大于<桥检规>参考限值.因此,如何通过仿真分析再现桥梁动力响应的理论研究,如何改造既有线桥梁使之满足提速后列车走行性的要求,以及研究适合快速和高速客运的桥梁结构型式,是我们今后的长期任务.     

基于扩频序列的高铁无线信道测量仿真系统研究

为了评估不同扩频序列对高铁无线信道测量性能的影响，构建了基于扩频滑动相关的高铁无线信道测量仿真系统。在发射端分别生成Random、m、Kasami、Gold、ZC、Golay等6种扩频序列，通过COST207丘陵场景的标准信道模型传输调制信号，在接收端利用滑动相关算法估计出信道冲击响应。研究结果表明：Golay序列、ZC序列和m序列的自相关特性优于另外3种序列，进行高铁无线信道测量时误差相对较小；接收端利用估计的信道冲击响应可以有效提取信道的多径时延和多普勒扩展特性。仿真结果为构建可工程化应用的高铁无线信道测量系统提供了技术支撑。     

驼峰等间隔溜放控制算法的研究

溜放车组的间隔控制直接影响着驼峰的推峰速度和解体能力.目前所采用的间隔控制方法基本上沿用着人工控制所获得的经验,自动化后可以接近或达到稳定的人工控制水平,但不能保证繁忙驼峰高速推峰的要求.本文针对驼峰间隔制动位控制问题,提出了新的控制数学模型--等间隔控制模型,探讨提高推峰速度的途径.根据数学模型进行的仿真试验获得的数据说明,当减速器控制精度保持在均方差为0.5 km*h-1时,在难易不利组合隔钩溜放时,推峰速度可以从当前的3 km*h-1～5 km*h-1提高到6 km*h-1,使平均推峰速度达到7 km*h-1以上,可以实现自动化驼峰日解体能力5 500辆以上的运营要求.     

我国干线铁路通用轨道谱的研究

在对比和分析欧美铁路的轨道谱拟合公式及我国专家学者研究成果的基础上,结合对我国主要干线铁路大量轨道不平顺检测数据的分析和计算,研究并给出能较好表征我国干线铁路轨道不平顺特征的通用轨道谱拟合公式以及通用轨道谱的表达方式。由于我国干线铁路的建设标准差异比较大,采用平均轨道谱表达方式不能很好地表征我国干线铁路的轨道质量状况,而采用分级形式的轨道谱则能够更好地表征我国众多干线铁路的轨道不平顺特征;根据我国干线铁路的行车速度,建议将我国干线铁路轨道谱划分为3个等级,即200km.h-1等级提速线路轨道谱、160 km.h-1等级提速线路轨道谱和120 km.h-1及以下普通线路轨道谱。     

无线Mesh网络中一种QoS保证的跨层调度方法

在具有OFDM物理层的无线Mesh网络上,结合信道、自适应调制与编码(Adaptive Modulation and Coding,AMC)技术、有限缓冲区数目和业务特性等,提出具有服务质量(Quality of Service,QoS)保证的、跨层的多业务接入控制和调度算法。接入控制利用AMC优化资源分配并保证业务平均性能,达到长期公平;基于业务量滑动平均和信噪比门限切换的调度,在保持长期公平性的同时,不仅有效地利用业务在信道传输上的差异,降低QoS业务的延迟,提高系统吞吐率,还可根据需要调节业务的延迟,保证业务不同的延迟要求,克服了业务切换造成的性能不公平,达到短期公平。分析和仿真表明算法是准确可行的,达到了设计目标,并具有实现简单、适应性强等特点。