基于GPS列车定位系统的快速地图匹配算法研究

针对传统地图匹配算法计算量大,搜索速度慢的缺点,引入道路网络分块思想,综合运用最小方向差异及铁路的连通性确定最佳匹配路段,用直接投影法计算列车当前位置,并对识别的路段设置距离和方向条件阈值,进行地图匹配的完备性检测,建立误匹配的检测和修正体系,从而提高匹配的精度。通过与传统地图匹配算法的比较,该地图匹配算法具有搜索速度快、计算量小、耗时少的特点,且与铁路网络的复杂程度无关。     

列车监控系统专用电子地图自动生成算法的研究

GPS是近年来得到广泛应用的定位系统,将先进的定位技术应用于铁路站场可实现调车的可视化、智能化监控,有利调车安全,提高调车效率。但是车站股道密集的特点决定了对定位数据高精度的要求,生成一张精确的电子站场图成为实现列车智能化监控的一个必要环节。本文针对调车作业产生大量重复轨迹的特点提出多轨迹融合的方法实现地图自动精确化和更新,并且对定位测量方法及弯轨的表示进行了讨论。初步的实验结果证明了算法的有效性。     

基于TLS数据的站场线路点云提取算法

铁路站场线路几何信息对于铁路安全管理与维护具有重要意义。由于铁路站场内包含多条线路,且轨道错综复杂,使得从大场景点云中自动提取多股道钢轨点云成为难题。地面激光扫描TLS(Terrestrial Laser Scanning)作为非接触式测量手段,可快速获取铁路场景中的海量点云数据。针对TLS技术获取的铁路站场点云数据,提出一种基于Delaunay三角网聚类的多股道钢轨点云提取算法。基于分割-归并的思想,在获取铁路站场高精度点云后,沿站场线路方向将点云分为若干段,基于轨道平顺性特征,利用三角网聚类算法逐段提取钢轨顶面点云。在归并阶段整合站场中各股道轨面点云信息,将各段轨面点云连接起来,同时匹配左右轨面点云。将该方法在玉林站部分站场区域进行实例验证,提取到的轨道点云在对象层面上的总体精度为93.95%,完整度为90.57%,准确度为97.59%,相较于平面格网法,提取总体精度提升了5.65%,准确度提升了18.49%。在10处截面提取轨面宽度与轨距,统计结果表明轨面宽度中误差为5.2 mm,轨距中误差为5.3 mm,满足工程精度需要。实例结果表明,算法可准确有效提取站场多股道钢轨顶面点云,...     

一种基于轨道约束特性的地图匹配算法

目前利用北斗卫星来定位运动载体已成为国内的研究热点。对于铁路车辆来说,必须考虑定位的可靠性、可用性与安全性。除了使用北斗卫星定位之外,还必须结合其他定位手段,组成多源定位系统。本文将铁路列车的运行特性与地图匹配算法相结合,提出了一种具有轨道约束特性的地图匹配算法,通过算法仿真与现场试验证明了该算法的可行性。     

高速铁路站场断面测量新方法研究

既有铁路站场断面测量时存在GNSS-RTK卫星信号差、测量效率低、测量条件困难等问题,故提出一种采用背包式移动三维激光扫描系统进行既有铁路站场断面测量的新技术,该系统可在无GNSS-RTK信号的条件下快速高效地采集测量区域内密集的三维点云数据。采用理论与实践相结合的研究方法,首先通过对SLAM算法和点云配准算法的研究,从理论上验证背包式移动三维激光扫描系统在铁路既有站场断面测量的可行性,随后以广州东站改造工程项目为实例,制定详细的测量流程,经过路线规划、控制点布设与测量、外业数据采集、内业数据预处理、点云配准与拼接、多源数据精度评定等一系列测量步骤的实施,得到背包式移动三维激光扫描系统在既有铁路站场内的断面测量高程中误差为0.025 m,满足既有铁路站场断面的测量要求。     

“基于高精度定位的铁路站场作业人员安全防护系统”通过技术审查

正2019年12月25日,中国铁路北京局集团有限公司电务部与广州市中海达测绘仪器有限公司,合作完成的"基于高精度定位的铁路站场作业人员安全防护系统",通过了中国铁路北京局集团有限公司的技术评审。该系统采用北斗高精度定位技术和地理信息开发平台技术,对铁路站场进行了高精度数据采集测绘,具备高精度定位、电子围栏、安全监控预警等功能。系统由作业人员安全防护系统、人员作业防     

基于深度优先搜索的铁路站场遍历算法研究

在列车运行控制系统中,及时准确地了解列车所在位置是非常重要的。卫星定位技术GNSS(GlobalNavigation Satellite System)已经逐渐应用到列车定位技术中,在对列车进行定位时需要对定位数据的可靠性进行验证。车站的定位数据可靠性验证工作建立在对车站站场进行多次遍历获得定位数据的基础上。利用计算机仿真技术模拟列车在站场内遍历能够对现场很难实现的遍历情况进行重复测试。本文对铁路站场与有向图的相似性进行研究,建立基于铁路站场结构的拓扑模型,在此基础上结合站场实际遍历的情况与图的深度优先遍历算法思路,提出一种基于链表数据结构的连续遍历站场的算法。结合实际站场图进行遍历算法仿真,较好地实现了连续遍历并获取较高的遍历效率。     

基于GNSS的虚拟应答器研究

Galileo系统的加入使全球导航定位系统GNSS的可靠性、安全性进一步加强.应答器是ETCS中采用的主要定位设备,但设备成本和维护费用较高是其主要不足.基于GNSS的虚拟应答器可以减少实际应答器在铁路上的铺设,明显减低设备成本和维护费用,并且可以准确的提供列车连续定位信息,增加系统定位的准确性.本文根据我国列车定位发展的需要,提出采用GNSS实现虚拟应答器(Virtual Balise)用于列车定位;文章重点介绍了虚拟应答器的概念、组成和软件系统的实现,采用全球卫星导航定位技术和地图匹配技术,应用专用铁路电子地图和一定的算法设计,通过车载系统软件处理来实现查询应答器功能;软件经青藏线数据测试,能准确捕获前方虚拟应答器信息实现虚拟应答器用于列车定位功能.     

GPS里程自动修正系统的原理与应用

论述GPS里程自动修正系统的定位原理和系统结构,提出GPS延迟和匹配算法,解决线路的上下行和单复线的自动判别问题;介绍GPS在专业检测车等专业车辆里程定位上的应用;其成果有效提高了专业检测车数据空间定位的精度,大幅度减轻了检测人员的劳动强度.     

基于北斗差分定位技术的站场数字化系统

提出一种基于北斗差分定位技术的站场数字化系统。使用实时动态（RTK）载波相位差分定位技术获取站场元素的精准位置信息，通过无线的方式将位置信息传输到上位机；上位机对位置信息进行处理，调用站场图完成位置信息与物理元素的匹配，实现站场数字化，最后将完成位置信息匹配的站场图保存起来。经测试，系统定位精度稳定在10 cm以内。在Windows平台下使用C++builder开发出上位机软件，嵌入式软件使用C语言在KEIL平台下开发。该系统具有定位准确、使用方便、扩展性强和可靠性高等特点，为列车安全防护、调度、监控等作业提供可靠保障。     

RFID技术的定位改进算法在铁路隧道人员定位中的应用

本文介绍无线射频识别技术(RFID)的基本原理,重点阐述基于RFID的LANDMARC定位算法的原理与过程。在此基础上,综合考虑铁路隧道内折射、反射、多径效应等因素对场强的影响,分析LANDMARC定位算法的不足,将此算法进行改进,提出自适应LANDMARC k-邻居算法,结合RF Code公司的硬件系统,将其应用到铁路隧道人员定位系统中。实验证明改进的算法具有更高的定位精度:定位精度在1m以内的标签占70%,比原来算法的60%提高10%;93%的标签定位误差小于1.5m,且最大误差控制在2.5m以内。对提高隧道内人员的安全管理水平具有重要意义。     

基于iBeacon的站内定位导航系统设计研究

通过研究国内外室内定位技术应用现状,分析在铁路车站内基于iBeacon实现定位、导航,构建站内导航系统的可行性。提出了基于iBeacon的指纹匹配定位算法,采用面向服务的架构体系,融合多源系统异构数据,提出并设计了站内导航系统总体架构、逻辑架构及网络架构。设计了站内导航系统的功能,满足了旅客在站内对位置服务的需求及对站内外导航接续服务需求。利用大数据分析及数据挖掘技术为铁路车站工作人员提供了站内商业智能分析。通过系统的建设能够解决旅客在站内“迷路”的难题,提升旅客出行体验,改善客运服务质量,降低客运服务成本。     

基于Neo4j图数据库和UWB技术的铁路数据中心智能定位系统

针对铁路各级数据中心对室内定位的需求,设计了基于Neo4j图数据库和超宽带（UWB,Ultra Wideband）技术的智能定位系统。使用Neo4j图数据库对数据中心进行建模,通过UWB技术实现数据中心室内高精度定位。该系统可实现机房安全区域管控和人员实时监控等功能,为机房巡检机器人等自动化运营维护（简称：运维）设备提供最优路径,提高铁路数据中心运维水平和效率,为新一代铁路数据中心建设提供技术支撑。     

铁路养护维修GIS中里程与坐标的转换

为方便铁路养护维修，实现设备与病害在地图中的定位，以甘泉铁路管养修信息系统开发为例，探讨了里程与坐标相互转换的方法。主要阐述了里程点坐标转换的数学模型、计算方法和实现过程，并通过实例验证了转换的精度和可靠性。结果表明，该算法易于编程实现，转换精度较高，适用于铁路养护维修中设备与病害的定位。     

车辆导航系统中地图匹配的研究

分析影响地图匹配实时性、鲁棒性和匹配精度的因素,针对常用投影法,概率统计法、相关性算法、基于网络拓扑以及基于曲线拟合的地图匹配算法进行描述,并针对基于D-S证据推理的地图匹配算法.匹配误差比较大的转弯路段,平行路段以及立交桥路段进行分析并且给出匹配漉程.通过实验仿真表明本文算法对复杂路口有较好的适应性和较高的匹配精度.     

铁路集装箱站场装卸自动化远程智能控制系统设计研究

为提升铁路集装箱站场装卸作业效率及管理水平,推进自动化进程,充分利用多约束条件智能调度优化算法和装卸路径优化算法,采用传感检测、精确定位、网络通信、智能识别等技术,对铁路集装箱站场装卸自动化远程智能控制系统进行设计,通过系统框架设计、功能设计、关键技术,提出铁路集装箱站场装卸作业控制模式,实现系统远程控制装卸自动化和现场作业"无人化",有效提升集装箱站场装卸作业稳定性、快速性、安全性,为铁路集装箱装卸自动化站场建设提供研究依据。     

数字轨道地图线路特征分段拟合方法研究

基于全球卫星导航系统（GNSS,Global Navigation Satellite System）的列车定位技术降低了铁路建设与运营的成本，数字轨道地图作为地图匹配方法的基础，通常作为辅助定位手段对卫星定位偏差进行校正，对轨道线形进行准确描述及约简是轨道电子地图构建存储的前提。文章采用方位角近似估计曲率的方法对轨迹平面线形进行初步识别分类，为提高线形的拟合精度，引入自适应权值因子，对最小二乘拟合法进行优化，以消除大偏差观测数据对拟合趋势的影响，从而保证整体轨迹数据的平滑拟合及精度。实测车辆轨迹数据验证表明，该算法可对车辆轨迹线路特征进行有效提取及准确描述。     

列车定位轨道电子地图数据约简算法研究

高效、高精度的轨道电子地图是实现列车定位及列车运行控制的重要基础。为了提高轨道电子地图数据的存储及使用效率,在地图生成过程中需要在保证精度的前提下对测量数据进行约简。本文在实测数据的基础上分析轨道地图测量数据特性,采用小波变换及距离判别的方法对异常测量数据进行剔除,提出一种基于垂距判定和三次B样条曲线拟合的数据约简算法用于地图生成。该算法利用垂距判定方法从异常值剔除的原始数据中选取一定数目的测量点构成轨道特征点集,并对其进行三次B样条拟合,通过对拟合曲线进行误差判别修正和补充特征点,完成数据最终约简及轨道地图生成。青藏线实测数据验证结果表明,在合理选择垂距限差的情况下,该算法能够有效约简原始地图测量数据,并保证所生成地图的精度水平。     

城轨车辆用多股道智能巡检机器人检测系统

城轨车辆用多股道智能巡检机器人检测系统通过采用智能机器人技术、同步定位与地图构建(Simultaneous Localization And Mapping,SLAM)技术、多自由度柔性机械臂控制技术、高清光学成像技术、人工智能(Artificial Intelligence,AI)算法实现对地铁车辆车底和两侧的自动化...     

基于RFID的车辆检修人员定位与管理系统设计

铁路车辆段编组场、整备场等作业场地具有车辆流动大、停车密集、站场面积大的特点,一组检车人员分散在一个巨大的作业场地内,每个人员的分布情况、作业位置、行进轨迹很难监测,严重影响了作业调度和安全卡控.通过基于RFID及组态监控软件的定位监控管理系统,能够实时对佩戴电子标签(Tag)的检修人员进行实时定位,身份识别,通过采集信息及时了解人员分布和作业情况,为安全监控、作业调度提供了依据.