基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用

近年来，为保障铁路运输安全，利用北斗高精度定位技术的铁路基础设施位移监测方法得到了广泛研究。文章介绍了北斗高精度监测的原理，详细阐述了基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统的架构、功能和接口设计，并通过现场监测数据对该系统的功能进行了验证，验证结果表明，该系统能够实现毫米级的监测精度，可为铁路基础设施位移监测提供技术支撑。     

北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统

引入北斗导航卫星技术,提出北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统,对列车进行准确定位,并根据铁路运行列车的运行位置进行相邻列车间距预警计算。当相邻列车间的距离达到预警条件时,提示司机和调度人员注意行车安全,防止列车追尾事故的发生。     

基于北斗定位技术的铁路路基形变监测系统

基于北斗高精度定位及视频监控等技术，构建铁路路基形变监测系统，实现数据采集、监测结果与状态预警的自动化和智能化。重点阐述铁路路基形变监测系统的系统架构、前端方案、通信网络与服务器端。该系统在山东大莱龙铁路有限责任公司进港铁路的路基塌陷区进行试点，对路基形变进行自动监测与预警。应用结果表明，系统性能满足前期设计需求和用户使用需求，并极大减轻了人员的劳动强度。     

基于北斗高精度定位的接触网杆位测量系统研究

目前我国铁路精准放样主要采用GPS系统,而北斗系统在铁路领域应用较少。本文首先阐述北斗高精度定位技术的数据流程及原理,研究基于北斗高精度定位的接触网杆位测量系统,同时提出接触网杆位放样可视化操作,最后对北斗高精度定位技术和铁路专用电子地图生成等关键技术进行详细论述。     

“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     

铁路防灾减灾通信中北斗卫星系统与TMIS融合发展研究

在简要介绍铁路防灾减灾应急管理系统的基础上,重点探讨利用北斗卫星系统(BDS)高精度快速定位和特有的短报文通信功能,将其与铁路行业防灾减灾服务需求相结合,应用到铁路线路、桥梁、隧道等基础设施的野外监测和管理中。同时,铁路北斗卫星通信系统首次将卫星通信方式引入铁路行业数据的传输链中,并创新性地打通了北斗卫星系统与现有铁路综合IT网(TMIS网)之间的数据交换机制,在移动信号实现覆盖的区域内,建立卫星数据与互联网数据的双向交换通道。     

铁路隧道边坡防护系统应用研究

为了满足列车运行的高标准,对隧道旁护坡的安全性提出了更高的要求。基于高精度T7三轴位移传感器检测技术,对目标物的角速度、加速度、位移进行实时采集,确定铁路隧道边坡防护系统预警信息,通过3G路由器或北斗卫星将预警信息实时传输到监控中心,确定险情,提前预警,保障行车安全。该系统的研究对铁路隧道安全防护有一定的借鉴及参考作用。     

铁路北斗地基增强系统构建及基准站选址研究

通过分析卫星导航系统在我国铁路领域的应用现状,结合北斗地基增强系统的技术特点,提出了构建铁路北斗地基增强系统的设想,并进一步论述了铁路北斗地基增强系统的系统构架及组成,综合分析了北斗卫星高精度定位技术在铁路行业的应用领域,详细阐述了在铁路行业建设北斗卫星地基增强系统基准站的选址原则、步骤和观测数据处理与分析方法,为今后铁路北斗地基增强系统基准站建设提供参考。     

基于北斗卫星导航的铁路货物追踪系统研究与设计

介绍北斗卫星导航系统的概况以及铁路在引入北斗卫星导航系统方面所做的相关实验,设计了更高精度的基于北斗卫星导航的货物追踪系统。通过研究既有的列车确报系统、列车调度系统的数据结构及系统间的逻辑关系,使用J2EE技术及Apache CXF技术设计、开发了系统间的接口,最终实现了根据用户输入的车号获得货物的经纬度坐标并在铁路地理信息平台展示。对于实现铁路货物实时高精度地追踪具有一定的参考意义。     

基于运统1电子化传递系统的列车运行追踪与安全预警系统研究

确保运输安全、提高运输效率是铁路行车指挥的终极目标,实时掌握运行中列车的高精度位置对于保证行车安全十分重要。基于中国国家铁路集团有限公司正在实施的运统1电子化传递项目,提出利用该项目为机车乘务员配备的手持终端,采用卫星定位、移动物联网及数据融合技术,研究实时的全国铁路列车追踪与安全预警系统,可为调度员提供全国铁路路网图列车运行追踪监控画面,并可依据列车有效制动距离提供分级安全预警。     

基于北斗的铁路施工作业人员和车辆安全预警防护系统方案研究

介绍铁路施工作业人员和车辆安全预警防护的现状及存在的问题,结合北斗卫星导航系统的优势,利用北斗卫星系统高精度定位技术,结合GIS地理信息、地基增强、移动通信技术及其它辅助技术,提出构建铁路施工作业人员和车辆安全预警防护的软硬件系统方案的设想。通过此方案可有效地解决现有铁路施工作业过程中人员与车辆间存在的安全隐患。根据预先在地图上规划的施工作业安全区域以及人与车的位置关系,实时动态地监视人员和车辆在地图上位置状态,当出现人和车之间的距离达到系统设定的危险距离或车进入到规划的施工作业安全区域时,系统自动给施工作业人员发送预警信号,提醒作业人员注意安全,从而预防和减少安全事故的发生,确保作业人员的人身安全。     

轨行区施工调度系统研究与实现

为保障施工和运输作业安全,实现轨行区调度统筹兼顾、协调有序,研究设计轨行区施工调度系统。系统结合北斗定位、无线射频、车站图形化等技术手段,实现对轨行区施工计划、施工请销点、调度命令及铺轨工程进度等的管理,为调度中心人员提供有力的管理手段和参考依据,并帮助施工单位合理安排施工组织和行车组织。实践证明,系统解决了轨行区作业管理跨度大、行车施工调度安全级别要求高、安全生产预警预控难、全过程管理易缺位等突出问题。     

北斗卫星定位技术在边坡位移监测中的应用

北斗卫星导航系统精度高,应用越来越广泛。本文研究将北斗定位系统应用于边坡监测的可行性。对北斗监测工作站进行精度标定试验,结果表明,水平位移测量精度在2 mm内,沉降测量精度在5 mm以内。依托深圳一降雨蠕变型边坡,将北斗监测设备布设在该边坡上,通过4G无线传输模块以及太阳能供电实施自动化监测。北斗定位系统监测结果与全站仪监测数据吻合较好,可应用在边坡的自动化监测中。     

基于数字孪生的铁路数字编组站智能平台

根据铁路编组站生产作业特点,设计了基于数字孪生六维模型的铁路数字编组站智能平台,实现了对编组站运输生产信息的动态有形化提示、运输安全风险的实时智能研判预警、专业管理全方位智能分析预警、施工维修智能统计分析及问题研判、室外作业人员高精度定位及行为轨迹智能预警等功能。试用表明,该平台可以有效提升铁路编组站风险安全管控水平和安全管理效率。     

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。     

基于5G NR的智能铁路定位技术研究

为提高列车和人员的定位精度，针对智能铁路高速和低速场景下的定位需求，结合基于正交频分复用技术的全新空口设计的全球性第5代移动通信技术标准（简称：5G新空口）（5G NR）定位技术，提出基于5G NR的上行和下行定位解决方案。基于到达时间差的定位技术原理，通过选用下行到达时间差（DL-TDOA,Downlink Time Difference of Arrival）定位法和上行到达时间差（UL-TDOA,Uplink Time Difference of Arrival）定位法，设计了上下行定位参考信号、时间测量值反馈及定位流程，保证了智能铁路低速场景下满足第3代合作伙伴计划技术报告（3GPP TR）所定义的米级定位精度，并提出了高速场景及隧道场景下的潜在定位增强技术，为智能铁路多场景定位提供技术参考。     

铁路编组站现场作业人员高精度定位系统

针对现场作业人员监控和安全防护，应用“北斗+RTK”高精度复合定位和动态坐标系转换技术，开发了铁路编组站现场作业人员高精度定位系统。系统可实现现场作业人员高精度定位和活动轨迹追踪，提供作业区电子围栏设置功能，有助于强化现场作业人员监控和规范现场作业过程，起到保障现场作业人员安全和提高作业效率的双重作用。     

基于EHM理念的铁路机务设备大数据健康管理系统的设计与实现

为更好地进行铁路机务设备工作状态管理,降低维修成本,设计并实现了基于设备健康管理(EHM,Equipment Health Management)理念的铁路机务设备大数据健康管理系统。该系统通过层次分析法、自回归(AR,Autoregressive)模型、支持向量机(SVM,Support Vector Machine)模型,实现了铁路机务设备运行状态实时监测、健康趋势预测分析(准确率到达96.2%)、故障预测分析(准确率到达99.08%)、风险评估预警等功能。系统的运用有效的降低铁路机务设备维修成本,为铁路机务设备的信息化健康管理起到示范作用。