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。     

基于PLC控制的轨道车辆给排水系统技术研究

针对轨道车辆给排水系统连续运行带来的设备寿命、故障控制和低温运行问题,设计研究了一种基于PLC的轨道车辆给排水控制系统。系统可实现实时间歇式供水、多种故障处理和低温可靠运行等功能。采用PLC梯形图编程方式为系统提供标准逻辑控制和优化处理。通过仿真模拟和现场调试,系统得到了良好可靠的运行和故障反馈。     

嵌入式数字轨道地图数据管理平台的研究与设计

在基于通信的列车控制(CBTC)领域中,列车定位是一项重要技术.本文利用全球定位系统(GPS)、嵌入式系统、嵌入式数据库等技术,根据实测GPS数据,针对数字轨道地图获取、处理和管理轨道数据等内容展开研究.详细介绍用ARM7+uClinux+SQLite组合构建数字轨道地图数据管理的嵌入式平台软硬件设计方法和具体实现步骤,为基于嵌入式数字轨道地图的列车定位研究提供一个基础平台.     

浅谈实时GPS测量在公路工程中的应用

通过分析实时GPS的测量原理和特点,介绍了实时GPS测量在公路工程中可以完成的多种工作(如大比例地形图、工程测量控制网、线路纵横断面等)及其方法。     

基于RM的轨道车辆网络控制系统优化设计

通过分析轨道车辆网络通信系统特点,提出适用于轨道车辆网络系统的静态调度RM(Rate Monotonic)机制;然后通过分析轨道车辆网络控制系统特点,提出适用于轨道车辆网络控制系统的数据传输周期选取方法;最后结合网络性能设计和控制性能设计,提出不同性能要求下,基于静态调度机制的轨道车辆网络控制系统整体优化设计方案,并通过实例进行说明。本文研究为轨道车辆网络控制系统的优化设计提供参考。     

一种基于自主控制的列车运行控制系统资源管理策略研究

通过剖析轨道交通线路资源的特点，把线路资源进行了分类处理，提出了一种基于自主控制的列车运行控制系统资源管理策略。并且通过建立动态规划模型，给出了优化的资源分配策略，避免了资源死锁和浪费。     

新型铁路线路质量实时监测系统的设计与实现

详细阐述一种新型铁路线路质量实时监测系统的结构设计和工作流程.该系统与传统的轨道检测设备相比,改进了加速度振动测量方式,有利于震源的判别,使轨道检测的准确性和可靠性大大提高.同时,该系统综合利用移动通信、GPS定位和web数据库等技术,实现线路监测数据的实时汇总、自动评估和报警.在沈大线的试运行结果表明,该系统设计正确,工作稳定,能够显著提高轨道质量检测的准确性、实时性和易用性.     

城市轨道交通列车运行控制系统仿真分析与研究

列车运行控制系统保障着城市轨道交通网络的安全与效率,为了提高列车运行控制系统的设计效率,需要采用计算机辅助设计软件进行仿真分析。介绍了一种城市轨道交通列车运行控制系统仿真平台。该平台可以在多种信号系统制式下针对不同的车型及轨道线路进行牵引计算、闭塞设计和线路运行能力分析,并具有对仿真结果进行人工调整的功能。运用所设计的仿真平台,在双红灯固定闭塞制式下对某城市轨道交通线路进行了仿真分析,验证了仿真平台的有效性。     

结合测速测距的卫星定位法研究

根据下一代列车运行控制系统的发展趋势,青藏铁路列控系统通过采用基于卫星定位系统的列车实时定位方案取代区间大量实体应答器的部署,在降低部署和运营成本的同时,可提供列车的实时精确定位.分析卫星定位的方案,提出在使用卫星定位系统进行列车连续定位时结合车载的测速测距信息,避免列车过道岔情况下定错列车所在轨道的问题.     

地铁车辆轮缘润滑装置控制系统设计

针对城轨新环境,开发新的轮缘润滑装置控制系统。通过加速度传感器检测车辆振动信号,根据实时数据特征识别车辆进入曲线线路,判断车辆在曲线段时的轮缘磨耗侧并给出单侧喷脂指令,避免了非磨耗侧油脂积累造成环境污染。所设计的轮缘润滑装置控制系统在某地铁线路成功运用,试验数据验证了该控制系统的有效性。     

列车组合定位信息采集平台的研究

实时列车位置信息是列车运行控制的基础。基于全球卫星定位系统(GPS)、惯性测量单元(IMU)和里程计(ODO)的通用列车组合定位系统信息采集平台以ARM7处理器为核心。通过研究各种传感器数据的传输以及解算延迟问题,并对延迟进行补偿,解决传感器信息同步以及数据标准化存储等问题。系统提高了列车组合定位的精度和可靠性,同时也为不同融合算法的分析和比较提供了更为可靠的数据源。     

列控设备三维建模及动态展现技术研究

针对中国列车控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)集成测试平台提出了三维建模与展现系统的技术方案。使用该方案构建的三维仿真系统可以根据特定的线路自动地配置和生成沿线的轨道和信号设备,营造出逼真的列车运行环境,并可以接受集成测试平台的仿真运行系统的控制,通过接收速度、公里标和前方应答器组的链接信息等实现列车在三维虚拟场景中的运行。     

WorldFip-CAN网关的设计

为解决重载机车、地铁列车FIP网络控制系统与带有CAN接口的车载电气设备(如制动控制单元、牵引控制单元)的互通、互联问题,设计了一款WorldFip-CAN通信网关,用于实现WorldFip总线与CAN总线通信数据的转换。介绍了网关的架构和可靠性设计,详细描述了网关的硬件实现方法和软件设计方法,利用WorldFip网络测试平台对该设备进行了互联、互通的测试。测试结果表明,该网关可实时、可靠地进行CAN网络与WorldFip网络之间通信数据的转发,并为推动我国基于WorldFip网络的轨道列车车载电气部件国产化进程提供了有力支持。     

对工务轨道动态检测的几点认识

轨道检测在工务维修中发挥着极其重要的作用,为线路的维修提供很好的数据平台和参考标准,但也存在一些问题。针对目前轨道动态检测的不足,分析了存在的问题,提出了改进建议,以期达到检测很好地为提高线路维修质量服务的目的。     

单频GPS进行高精度线路测量和有轨车辆定位的有效方法

轨道线路测量和有轨车辆的定位常采用GPS定位技术。利用GPS单频接收机实现高精度快速定位的关键是提高GPS单频相位模糊度解算的效率和成功率。基于轨道线路垂直方向变化不大和有轨车辆沿一定线路行驶的特点,提出一种有效的单频相位模糊度解算方法。对GPS单频接收机提供的定位观测值进行粗差探测、修正和剔除等数据预处理,用低噪声和低多路径效应的载波相位观测值对码伪距观测值进行平滑处理,再用附加约束的方法估计双差模糊度实数解,以此为基础进行模糊度搜索固定。算例显示,该方法可提高模糊度实数解估计的精度和可靠性,缩小模糊度的搜索空间,使模糊度解算效率和成功率得到提高,有利于单频GPS接收机在高精度的线路测量和有轨车辆的定位中得到更广泛的应用。     

有砟轨道道床断面检测系统的研制

为满足铁路现场有砟轨道道床高效养护维修的需要,研制了一套基于激光扫描技术的有砟轨道道床断面检测系统。该系统配备高精度激光扫描传感器,在车辆高速运行的状态下实时获取有砟轨道道床区域的高精度点云信息,并通过多坐标系变换进行空间映射从而建立基于轨道坐标系的道床三维模型,最后基于凸集理论和空间分析算法模型实现了有砟轨道道床断面缺陷和盈/欠砟量的快速自动检测。铁路线路试验表明该系统能够快速高效地检测有砟轨道道床状态,为铁路有砟轨道道床养护维修提供准确、可靠的数据。     

客运专线无砟轨道施工平面控制网优化设计

研究目的:本文通过对客运专线无砟轨道施工平面控制网设计的研究,提出平面控制网的布网方法、精度设计准则。研究方法:采用仿真实验的方法,通过误差理论分析,反演推算各级控制网精度,研究控制网的布网方法和精度设计准则。研究结果:提出了客运专线无砟轨道平面控制网的布网方法及精度设计准则。研究结论:客运专线无砟轨道施工平面控制网的坐标投影长度变形限定值应不大于10 mm/km;控制网沿线路应不大于5 km布设1对相距1 km左右且相互通视的GPS点,在GPS点之间布设近似直伸附和导线,导线边长400~600 m;任意3个相邻控制基桩点位误差引起的角度中误差应不大于8″。     

基于国产化芯片的轨道不平顺监测平台方案设计

针对现有轨道不平顺检测方法效率低、维护成本高的问题,设计搭建基于运营车辆振动加速度的轨道不平顺实时监测平台。首先,详细分析了实现轨道不平顺监测算法的硬件功能需求,结合算法逻辑设计平台总体架构;然后,基于平台硬件自主可控的考虑,结合工程应用经验,分析并选择符合平台功能需求的国产化芯片;最后,提出轨道不平顺监测平台完整且自主可控的设计方案。本方案一方面通过运营列车振动加速度对轨道不平顺进行监测,既节约成本,又无需单独占用运营时段;另一方面平台方案依托国产化芯片设计,保证了平台硬件技术层面的自主可控。     

基于轻量级卷积神经网络的地铁轨道线路状态检测系统

轨道作为承载车辆运行的重要部件，其工作状态对地铁运营的安全性有重要影响。传统人工巡检或者采用轨检车的检测模式只能在正线停运后进行作业，工作效率低。针对该问题，提出一种基于地铁运营列车的轨道线路状态检测系统，该系统采用高速线扫相机对轨道线路进行实时图像采集，并将采集数据送入轻量级RegNet骨干神经网络提取图像深层特征。在此基础上，加入双向特征金字塔网络进行多层次特征融合。最后将融合特征输入目标检测头实现轨道线路状态的实时检测。结合基于云边协同的困难样本挖掘以及模型部署加速技术，算法可实现高准确率、高实时性的检测性能。试验表明，该系统针对11类钢轨伤损及扣件状态的检测平均准确率（mAP）达到0.951，推理速度大于20 f/s,满足地铁在载客运营同时对轨道线路状态进行实时检测的需求。     

基于陀螺平台的摆式列车线路信息检测系统研究

针对各国摆式列车采用的检测模式存在的问题,提出了基于单轴陀螺平台的摆式列车倾摆控制检测方法。所用陀螺平台由一个二自由度的挠性动力调谐陀螺和一个石英挠性加速度计组成的单轴平台系统。测量时,借助安装在头车车体地板上的单轴陀螺平台和车体与二系悬挂之间的两个位移传感器建立测量的水平基准线,可测量出列车过曲线时线路的超高值和曲线的曲率值,通过简单计算便可得到摆式列车倾摆控制所需未平衡离心加速度的大小,为倾摆控制提供量的信息。此外,陀螺平台系统良好的动态响应特性,为实时判断列车进、出曲线提供了可能。试验和仿真计算表明,该检测方法能够避免对加速度传感器信号直接滤波带来的延迟,满足摆式列车倾摆控制实时性的要求。