高速铁路CTCS-3级列控系统无线信道电波传播特性研究

提出了2种不同的、基于频谱仪的测试方法,用于实现在较宽的频率范围内对CTCS-3级列控系统无线通信信道中等尺度衰落及小尺度衰落特性的测量。通过对现场测试数据的分析,初步得到了高速列车无线信道电波传播中等尺度及小尺度衰落特性的相关结论。还提出了在实验室搭建仿真测试平台用于模拟地面高速移动信道的方法。     

高速铁路电波小尺度衰落特性分析

从电波小尺度衰落的形成和影响因素出发,研究现场试验中测试电波小尺度衰落的方法。根据列车无线通信系统参数确定小尺度衰落统计参数,并利用数理统计方法对测试数据进行分析,建立电波小尺度衰落数学模型。计算分析结果表明:衰落频度与速度成线性关系;衰落宽度与速度成反比关系;衰落深度随速度的增加而略有下降;衰落余量随电波频率的增加而增加。     

利用OFDM技术实现车-地信息的传输

随着信息社会的到来，铁路列车自动控制系统（ATC）也面临着极大的发展空间。基于现代通信技术的列车运行控制系统是铁路信号未来的发展方向。多载波正交频分复用（OFDM）是一种无线环境下的高速传输技术，对无线高速列车控制信息传输中由多径传播引起的衰落有很强的抵抗能力，提出了OFDM技术在无线铁路列车自动控制系统中的应用框架。     

基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿

LTE-R作为下一代高速铁路无线通信系统，保持时间同步对于高速铁路行车安全至关重要。针对现有时间同步方法仅考虑随机噪声，而忽略LTE-R无线信道多径衰落、多普勒频移等对时钟同步过程的影响，导致主从时钟偏移估计不准确的问题，提出一种基于卡尔曼滤波的高速铁路时间同步网时间补偿方法：建立LTE-R下主从时钟之间相位、频率偏移的状态转移方程；构建引入伯努利随机变量的时钟相位、频率偏移观测方程；利用改进的卡尔曼滤波算法得到最优时钟偏移估计值；使用本方法实现对LTE-R时间同步误差的补偿；通过实验仿真，得到LTE-R下信道多径衰落、多普勒频移、信噪比、列车车速等对高速铁路时间同步的影响，并实现对不同高铁运行场景下时间同步偏差的定量分析。结果表明：本方法能够有效消除LTE-R无线信道时钟偏差，与其他补偿方法相比，具有更好的稳定性和鲁棒性。     

衰落信道中Q—CDMA系统差错性能的理论分析与仿真

在移动无线通信领域中，许多已获得的测量数据表明：在城市蜂房移动通信中，多径衰落信道符合Ｎａｋａｇａｍｉ分布。本文通过理论分析和计算机仿真，研究了在Ｎａｋａｇａｍｉ频率选择性多径衰落信道中，应用相干ＲＡＫＥ接收时，ＢＰＳＫ和ＱＰＳＫ直接序列码分多址扩频通信系统的性能，得到了差错概率理论近似计算表达式。数值计算和计算机仿真结果表明了高斯噪声、多用户干扰、多径衰以及分集接收等对系统性能的影响。     

直扩码分多址在Nakagami信道中误码率算法的改进

在无线移动通信中，许多实测数据表明Ｎａｋａｇａｍｉ分布较好地描述了多径衰落信道。本文研究ＤＳ－ＣＤ－ＭＡ系统在Ｎａｋａｇａｍｉ衰落信道下，应用相干接收时的误码性能基础上，对多径衰落信道中误码率算法作了改进。据理论计算和计算机仿真可以得出以下结论：（１）在多径衰落信道下，应用多径分集技术可以大大改善系统的性能；（２）在对ＤＳ－ＣＤＭＡ系统进行研究时，Ｎａｋａｇａｍｉ多径衰落信道模型可以更好地模拟都市     

采样管直径及长度对列车表面压力测量的影响

为测量列车表面压力分布,需采用采样管将列车表面拍式感压片感应的压力引至室内传感器,采用合理直径和长度的采样管是试验结果可靠与否的关键因素之一.采用试验研究的方法,对采样管管径、长度对稳态测压响应时间的影响,采样管长度对不同频率信号瞬态压力测试结果的影响进行分析,并将其研究结果应用于实车试验.研究结果表明:采样管管径为1.8 mm、长度在100m以内时,稳态测压响应时间满足试验要求;采样管长度在25m以内时,响应时间试验结果与经验公式计算结果相差不大;不同频率的瞬态压力对应的最佳采样管长度不同,因此,需要针对具体的瞬态压力信号频率采用不同长度的采样管.将上述研究结果应用于实车试验,测得的列车表面压力分布结果与数值计算结果基本一致.     

地铁车辆车轮径跳拓展趋势分析

为了分析地铁车辆在正常运营条件下车轮径跳的拓展趋势,选择一列新镟修的列车作为研究对象,对其进行了多次车轮径跳跟踪测试。测量了列车在正常运营条件下不同运行里程时各车车轮径跳数值,分析了车轮径跳的拓展趋势,以及车轮踏面磨耗形貌与车轮硬度内在关系,通过平稳性测试分析了车轮径跳对地铁车辆运营平稳性指标的影响。     

高速铁路场景大尺度传播模型与时频色散特性研究

随着高速铁路的快速发展,未来高速铁路无线通信系统要求同时支持列车控制、面向运行安全的在途检测数据传输以及旅客信息服务。无线信道是无线通信系统设计的基础,准确认知无线信道的传播特性是设计无线通信系统的前提条件。然而,现有高速铁路宽带信道传播特性的研究存在一定空白,无法为下一代高速铁路无线通信系统的设计提供足够参考。本文基于标准信道探测仪获取的测量数据,研究高速铁路信道的大尺度和小尺度衰落特性。统计路径损耗和阴影衰落参数,建立高速铁路典型场景的大尺度传播模型。根据提取的多径时延、多普勒和角度相关参数,探讨高架桥和U形槽场景的信道时间色散、频率色散以及空间色散特性。     

高速铁路平原场景无线信道小尺度衰落特征的研究

研究高速移动条件下无线信道特性是发展高铁新型通信系统的基础。本文基于标准信道探测仪Propsound在高速移动条件下平原场景的无线信道探测数据,分析此场景下的小尺度衰落特征。K因子在列车靠近接收天线时最大值为20dB,远离天线时取值为8dB～10dB;时间色散特性上,多径延时随着列车先靠近又远离接收天线而变化;区别于经典的Doppler功率谱,高速条件下无线信道在列车穿越基站的过程中呈现快速Doppler特性,并无Doppler扩展。     

用实验法对450MHz最小可用接收电平质量的分析

无线信号在空间传播过程中,由于会发生多径反射和受到多普勒效应的影响,其振幅、频率和相位都会发生失真。通过对模拟出失真的450MHz最小可用接收电平的测试表明,在不考虑噪声影响和频率容差时,机车台音频输出信纳比大于20dB,符合TB/T3052—2002《列车无线调度通信系统制式及主要技术条件》的规定。     

LTE-R应用于铁路通信多径衰落信道下的时频同步研究

LTE-R(Long Term Evolution-Railway,长期演进)作为下一代铁路无移动通信系统,采用OFDM(正交频分复用)的调制方式来提高频谱利用率。铁路无线通信系统易受到多径衰落和突发干扰的影响,严重影响铁路的行车安全和运输效率。因此研究符号定时同步和载波频率同步对铁路无线通信系统具有很重要的意义。采用重复共轭结构训练符号的自适应符号同步算法,首先确定训练符号的符号定时同步、载波频率同步以及信道参数,再经过迭代递推把符号定时同步起始位置调到FFT窗口的理想位置和对载波频偏进行补偿。仿真结果表明,该方法在多径衰落信道下有很好的符号定时同步估计和对载波频偏的补偿,信噪比越高符号定时同步估计精度也越高。     

小半径反向曲线桥梁车致振动试验研究

结合宁波北站铁路枢纽东疏解线新建小半径反向曲线桥梁动载试验,阐述列车通过曲线桥梁的耦合振动分析理论,根据实测结果对桥梁结构横向自振频率、横向和竖向加速度、横向振幅与位移进行分析,评定列车通过该小半径反向曲线桥梁的运营性能。根据试验分析结果,对小半径反向曲线上桥梁动力特性的理论分析进行验证和比较,提出桥梁有限元模型中基础刚度计算修正的建议。然后,根据修正后的桥梁计算模型,进一步对本桥车桥耦合振动响应进行数值分析,提出货运列车通过该桥梁的合理运行速度及相关建议。     

最大选择分集接收M进制正交码DS—CDMA扩频通信系统性能分析

研究了随机Ｍ进制正交码直接序列扩频码分多址信号经过多径瑞利频率非选择性衰落，在非相干ＲＡＫＥ接收机中采用最大输出信噪比选择或最大输出选择分集接收时系统的性能；给出了两种分集接收情况下的差错概率表达式。     

橡胶浮筏板小半径曲线行车安全性试验研究

对南宁地铁2号线橡胶浮筏板的小半径曲线段进行行车安全性试验研究。选取该曲线的圆曲点作为测试断面,进行轮轨动态力现场测试与分析,利用列车经过时的脱轨系数、轮重减载率和单侧轮轨横向力等车辆运行安全性指标进行检验和评价。试验结果表明,小半径曲线的橡胶浮筏板能保证列车的安全运营。     

CBTC移动无线信道的建模和仿真

在分析基于通信的列车控制(CBTC)移动无线信道衰落特性的基础上,建立包含短期衰落和长期衰落情况的信道数学模型和仿真模型,针对不同传播条件和接收机移动速度进行仿真,并分析仿真结果.     

一种列车完整性监测系统的设计

本文设计了一种风压传感器、GPS定位模块和加速度传感器相结合的列车完整性监测系统,通过采集多源传感器信息,进行决策级信息融合,监测列车完整性状态与GSM-R无线通信技术实现车地双向通信.文中对系统的组成、工作原理及关键技术进行阐述.测试结果表明该系统能够有效监控列车分离,具有较高的应用价值.     

高速铁路大跨度预应力混凝土连续梁动力性能试验研究

通过测试(48+3×80 +48)m大跨度预应力混凝土连续梁的自振特性和试验货车、CRH2动车组以各种速度通过桥梁时的动力响应,结合理论计算分析,对大跨度连续梁动力性能进行分析和评价.结果表明:引起大跨度连续梁竖向振动的主要激振源是列车的移动荷载效应,竖向加载频率主要取决于列车速度和车长;列车荷载激励频率和大跨度预应力混凝土连续梁的某阶自振频率相吻合时,桥梁的振动响应出现峰值,各跨振动响应峰值与该阶自振频率对应的振型形状有关;实测梁体动力响应均符合相关规范要求,能够满足列车运行安全性和平稳性的要求.     

轨道交通基于通信的列车控制无线通信系统测试平台

轨道交通列车与轨旁接入点设备之间的无线传输是基于通信的列车控制系统中的关键技术。为了测试该无线系统在常规和具有电磁干扰的隧道环境下的性能,提出了一个可以仿真隧道无线电通信环境的测试平台。其特点是信道电路工作在射频频段,用射线跟踪方法研究无线电传播特性,并将结果固化为衰落和衰减信道;动态的矩阵信道可以仿真高速移动下的车地多点接入环境,可以加入电磁干扰来测试极限参数下无线电系统的性能。     

浅谈列车小半径曲线脱轨的原因及措施

本文提出了列车小半径曲线脱轨的常见原因，养护的基本方法及采取的措施，从而防止列车小半径曲线脱轨。