多GPS铁道轨迹信息融合算法研究

用于列车控制的GPS(Global Positioning System)电子地图需要高精度的轨道数据。由于采集高精度轨道数据所需要的GPS接收机成本过高,研究融合多个低精度的GPS轨迹自动生成高精度轨迹具有重要的应用价值。已有的多轨迹融合算法存在计算过于复杂、计算时间过长和适用范围窄等问题。在主曲线理论的基础上并具有两个高精度固定端点的特征,本文对多GPS铁道轨迹信息融合算法做了进一步研究,采用在最大误差区域增加顶点和局部优化顶点位置的方法,提出一种改进的融合算法。通过实测铁路轨道GPS数据和复杂形状的模拟数据验证,结果表明,改进的融合算法可以有效地融合多个低精度的GPS轨迹自动生成高精度轨迹,并加快计算速度,减少存储空间,增加了适用范围。     

多轨迹GPS数据生成高精度列车控制用数字电子地图的方法

采用GPS进行列车定位是一种全新的列车定位方法。而建立生成各个车站和区间的数字电子地图是一项巨大的工程。针对高效率、低成本地生成列车控制用高精度电子地图，提出了多轨迹求径的概念，即利用低成本GPS接收机采集的线路轨迹数据，在关键点（POI点）坐标的约束下，拟合得出线路方程，用以生成数字电子地图。该算法在城市智能交通系统车载导航地图线路更新，未知区域线路探测等领域也有很好的应用前景。     

轨道交通GPS数据约简的数学模型与算法研究

利用实测轨道GPS数据生成电子地图是实现列控智能化的一个重要环节。为减少存储空间和提高列车定位的实时性,需要对大量GPS数据进行约简,找出其中的少量关键数据。通过数学建模和分析,轨道交通GPS数据约简问题是一个NP问题,难以求得最优解。本文提出一种启发式线性算法,并给出6个性能指标的定义。两个铁路区间的实测GPS数据用于对算法的性能指标进行分析比较。计算结果表明,该算法是有效的且运行速度较快。该算法能以较低的约简率在一定误差要求的前提下约简大量GPS数据。在误差约束为1 m时,约简率小于2%;误差约束为2 m时,约简率约为1%。随着轨道弯曲程度的增加,约简率有所增加。     

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。     

变分曲线模型及其在轨道数据库生成中的应用研究

本文研究有限约束条件下的变分曲线模型及其在铁路列控轨道数据库中的应用,提出从GPS轨道数据中自动生成适合列车控制的数字轨道地图的方法、模型和算法。通过大量实测数据对算法和方法进行验证、比较和改进,针对大量轨道数据建立其数据约简的组合数学模型,分析实际列车运行时有限约束条件,研究曲线演化理论,采用基于变分曲线模型曲线形变的思想对数据进行约简和误差剔除,在满足一定的误差前提下快速自动获取少量关键数据来描述铁道轨迹,完善列控轨道数据库的自动生成与优化方法,实现基于GPS的列车运行控制系统的实时、精确定位。     

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。     

基于Matlab/GUI的地铁车辆试验数据分析系统

针对地铁列车制动试验数据处理量较大,人工处理步骤繁琐、耗时较长、过程易错等问题,开发了基于Matlab/GUI的地铁车辆数据分析系统,解决了快速读取数据、制动过程判断的算法问题,实现了数据可编辑式修正预处理、数据读取、数据单曲线绘图和多曲线绘图、有效制动次数的统计、制动过程车轮和闸瓦温度峰值的提取以及自动生成报表等功能。通过测试分析与验证结果表明,该系统实现了任意时间区段的列车速度、加速度、踏面温度、车轮温度、制动缸压力等曲线的绘制及报表的自动生成,系统可靠、高效、简便,数据处理精度保持与原始数据一致。     

基于GNSS与IMU的现代有轨电车组合定位方法研究

GNSS与IMU组合导航系统具有全天候、全天时、高动态和误差不随时间积累的优点,结合现代有轨电车定位需求,提出一种基于GNSS与IMU的现代有轨电车组合定位方法。该方法利用GNSS和IMU 2种传感器安装在不同位置来实现数据采集,基于模糊投票机制决策的融合算法,能够实现对多IMU传感器的数据融合,减小随机误差;分析GNSS系统的故障诊断与隔离方法,给出故障判别条件;提出采用自适应联邦卡尔曼滤波算法实现GNSS与IMU数据最优融合和可容错处理。研究结果表明:本方案能够实现高精度可靠定位,与传统的GPS与IMU组合定位相比,其定位精度提高了40.2%,系统的容错能力得到进一步提高。     

GAMIT软件在高速铁路高精度GPS网基线解算中的应用

简要介绍了GAMIT软件数据准备和数据处理步骤，并结合某城际首级GPS控制网数据进行基线解算和精度分析，结果表明GAMIT软件在中长基线解算精度上，完全满足我国高速铁路高精度GPS网建设的要求。     

基于RTK-GPS/INS的列车组合定位方法研究

在铁路运输当中,单纯的卫星定位或惯性定位均无法提供更高的精度。因此,提出一种高精度的RTK-GPS和惯性平台相组合的定位导航系统,系统主要包括卫星接收基站、传感器输入部分、状态检测部分、数据融合部分和定位数据输出部分。在整体系统中,数据融合部分采用卡尔曼;传感器输入部分采用结合无损变换的粒子群算法改进的自适应RLS滤波;利用组合导航过程,对数据融合误差纠正方程进行学习,在卫星失锁情况中,利用学习结果持续对惯性测量单元滤波后的数据进行校正。对提出的数据融合算法和组合导航系统进行半实物验证和实物测试,结果表明:在有复杂干扰的列车运行环境中,在该算法和系统的配合下,可以基本满足较高精度的列车实时定位,在工程中具有一定的适应性和实际应用价值。     

我国列车通信网络的发展与应用

简述与列车通信网络有关的一些计算机局域网的基本概念和现场总线的情况，重点叙述列车通信网络在我国的发展与应用情况，提出作的一些看法。     

铁路轨枕现状及发展

研究目的:本文对轨枕的主要功能和分类方法加以论述,同时简述我国铁路轨枕的发展过程及存在的问题。研究方法:通过搜集资料了解我国铁路轨枕及城市轨道交通轨枕的发展历程;总结轨枕分类方法;介绍木枕、混凝土枕及城轨交通用特殊轨枕的主要特点,并调查研究了各类轨枕在设计、制造、使用、养护维修中存在的问题。研究结果:提供了先进国家适用于高速铁路轨枕的发展动态,以及我国已运营4年的秦沈客运专线用轨道板和正处于设计招标阶段的京津城际轨道交通用轨道板等信息。研究结论:我国铁路轨枕及城市轨道交通轨枕的发展应遵循:增加混凝土枕类型以满足不同铺设条件的需要;提高混凝土枕的使用寿命,并开发研制轨枕新品种,适应我国铁路高速、重载以及城市轨道交通迅猛发展的需求。     

组建网站常用技术的研究与实现

作者在开发网站的实际工作中,对网站的运行平台,Web服务器和响应的开发工具记性了研究,对所采用的开发工具,在使用的过程中进行了比较,,结合网站的开发实践,给出了组建网站所使用的技术及网站的Web服务器配置的实例.     

盾构隧道管片螺栓烧熔的结构安全分析与加固

介绍地铁区间隧道发生的罕见接触网短路事故:由于短路电流,造成盾构隧道管片螺栓烧熔,产生高温引起管片破损,使止水条变形漏水.为确保运营隧道的安全,对受损管片钢筋及混凝土进行检测及鉴定分析,并对该区间管片受损段进行深入的数值模拟分析,在此基础上完成管片的修复加固设计.     

盾构工程在岩溶发育区的综合技术与实践

论述在岩溶发育区盾构施工需考虑突水、地表塌陷、岩溶顶板塌陷、盾构机体下垂等风险。在运营期间,车辆振动可能引发地表塌陷、管片下方溶土洞坍塌,导致车辆运行存在风险。广州地铁在岩溶发育区的多条线路采用盾构施工,大多于2010年底投入运营。结合岩溶发育区盾构工程实践,总结、思考广州地铁在勘察—设计—施工建设全过程的综合处理技术。     

基于HHT方法的电气化铁道谐波检测与分析

将希尔伯特-黄变换(HHT)方法用于电气化铁道谐波检测中.由于电气化铁道谐波电压、电流信号中基波能量很大,其它次数的谐波能量相对较小,使得经验模态分解 (EMD)方法在应用中出现模态混叠现象,不能准确地提取任意频率的谐波信号.为改善经验模态分解过程中产生的模态混叠现象,本文采用Yang提出的基于Fourier变换的EMD方法对电气化铁道谐波信号进行筛分.通过该方法可以有效地提取出任意频率的谐波分量,进而计算其Hilbert谱.通过对电气化铁道牵引变电所实测谐波电压、电流数据进行分析,结果表明:利用改进的HHT方法可以得到电气化铁道各次谐波准确的时频分布.最后通过HHT方法计算出各次谐波电压、电流含有率及总谐波电压、电流畸变率,并对计算结果进行分析.HHT 方法为电气化铁道谐波检测与分析提供了一种新的途径.     

铁路客运专线天窗设置方案研究

根据设备和运营特点,世界各国制定维修天窗的设置形式、时间及维修计划不同。我国铁路营业线天窗按用途分为施工天窗和维修天窗,分别采用垂直和V型形式。既有铁路施工天窗的设置根据建设项目开工、线路设备大中修周期、大型养路机械作业安排等因素确定;电气化线路维修天窗主要由接触网检修时间决定。根据近年我国有关单位开展的客运专线天窗设置的研究成果,针对存在的一些问题,分析了影响客运专线天窗设置的主要因素,提出不同标准线路综合维修天窗的分类设置方案,既要适应技术设备特点,又要最大限度地满足运营需求。     

基于以太网的车载通信系统设计方案

针对目前城市轨道交通车载通信系统由广播、视频监控等多个子系统构成，存在车辆总线多、系统可靠性低等问题，提出车载通信系统的以太网解决方案：所有网络设备连接到车载局域网上，子系统之间的联动由系统主机控制，并可将各设备的状态传送至TCMS系统，实现智能化列车功能。     

计算机联锁软件制式的安全性评价

计算机联锁软件是铁路信号计算机控制系统中复杂性最大、安全性要求最高的软件。根据制式测试结果颁发计算机联锁的生产许可证 ,是铁道部有关部门加强计算机联锁质量管理的重要措施。以制式测试为依据对联锁软件的安全性进行的评价 ,能够比较准确地获得软件开发方对于联锁安全性问题的理解和处理能力的完整信息 ,以补充“合格”或“不合格”两个评价结论过于粗略的不足。本文首先根据严重性和诱发可能性为每个安全性问题 (即软件缺陷 )定义了一个安全性指数 ,然后提出针对制式测试的安全性评价指标———联锁软件安全性问题处理完善性 ,用以反映联锁软件的开发水平。这部分包括评价模型和方法 ,特别是对安全性经验关系系统到数值关系系统的映射 ,进行了一致性的证明。文章最后介绍了对某些已经完成制式测试的软件进行安全性问题处理完善性的评价实例 ,并列表给出了结果     

逆变器电路结构及其演化

从基本的Buck型逆变器电路结构出发,论述了Buck、Boost、Buck-Boost型逆变器电路结构及其演化过程,论述了各类逆变器的优缺点,并给出了各类变换器的电路拓扑实例和部分原理试验结果。