高速铁路GSM-R系统无线信道特性仿真

根据无线信道特性和高速铁路场景,建立高速铁路GSM-R系统无线信道小尺度衰落模型。从时域和频域2个方面,定量分析时延扩展、相干带宽、电平通过率和相干时间等无线信道参数。利用搭建的高速铁路GSM-R系统半实物仿真平台,对高速铁路GSM-R系统的性能进行仿真测试。计算机仿真和半实物仿真结果表明:列车运行速度的提高会造成通信质量不同程度的下降;列车运行速度为350 km.h-1时的下行链路通信质量与80 km.h-1时相比有一定程度的下降,但可以满足GSM-R系统的要求,通信质量是有保障的;列车运行速度达到500 km.h-1后,通信质量发生明显的恶化;优化接收机设计是解决通信质量恶化问题的关键。     

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。     

高速铁路专用通信信道电波传播特性

依据射线跟踪法和帐篷定律,计算高速列车车厢内高速铁路专用通信信道电波传播的频率响应可知,电波在车厢内传播的路径损耗大于30 dB.实测车厢内电波传播的频率响应,对实测数据进行IFFT变换处理可知,在直达路径(LOS)和非直达路径(NLOS)条件下,电波传播的平均功率时延谱符合Saleh-Valenzuela(SV)模型,均方根时延扩展与传播距离的关系更适合选用幂函数描述.进一步对实测数据进行统计处理,得到SV模型关键参数,以及车厢内电波传播的小尺度衰落模型和路径损耗模型;车厢内电波传播的小尺度幅度衰落在LOS场景下服从对数正态分布,在NLOS场景下服从瑞利分布;车厢内电波传播环境指数LOS场景下为1.283,NLOS场景下为1.098.     

高速铁路宽带无线信道测量方法研究

高速铁路的发展要求与之配套的车地宽带无线通信系统得到相适应发展。一方面为乘客提供通信服务,除基本语音服务外,宽带数据业务的需求呈上升趋势;另一方面为保障列车安全运行,列车关键部件的大量实时状态信息需要及时传输到地面监控中心。因此,构建适应高铁环境的宽带无线接入系统势在必行。高铁无线信道模型是通信系统设计的基础,本文以高速铁路宽带无线接入为应用场景,分析高铁无线信道测量的特殊性,讨论经典信道测量方法和设备在高铁场景下的优缺点,研究了基于无线蜂窝的高铁宽带无线信道的测量方法。     

基于列车位置信息的接收波束成形技术对LTE下行信道的影响研究

高铁运行速度快、运行环境复杂,轨道沿线网络信道快速变化、频繁小区切换、多普勒频移等特有问题给铁路车地无线通信带来了巨大的挑战。基于列车特殊的运行场景基础上,分析基于位置信息的多普勒效应补偿对于提高接收信号质量的影响,通过实验模拟接收波束成形技术对于LTE每个时隙下网络速率的变化,提出350 km/h高速移动场景下基于位置信息的多普勒效应补偿技术,以验证基于位置信息的多普勒补偿技术和接收波束成形技术在高铁场景下的有效性,并通过实验证明天线间距和天线数量对于波束成形技术的影响关系。     

如何保证数据信号在模拟信道中可靠传输

本文介绍了通信发展方向及我国现状，阐述了数据信号在模拟信道中传输的优点及存在问题，并提出了相应要求。     

高速铁路移动通信系统WINNER信道性能分析

在对无线信道模型和铁路电波传播环境研究基础上,提出WINNER D2a信道模型是高速铁路无线信道的合适选择,并建立了高速铁路移动通信系统WINNER D2a信道半实物仿真平台。与传统的计算机仿真相比,半实物仿真平台具有更高的仿真性和实时性,并能在实验室对设备在高速铁路上的性能进行测试。在仿真平台上对不同移动速度、同频干扰、接收电平条件下的高速铁路移动通信系统的性能进行了仿真。分析结果表明:移动速度和同频干扰对系统性能影响非常大,而接收电平则对性能没有明显影响。最后探讨了改善系统性能的技术措施。     

高速铁路环境振动特性研究

在对我国高速铁路环境振动实测的基础上,分析了我国高速铁路环境振动特性。实测分析结果表明：对于350km／h客运专线,高速动车组运行时铁路环境振动主频出现在40Hz左右;对于250km／h客运专线,高速动车组运行时铁路环境振动主频出现在25Hz左右;货物列车运行所产生的铁路环境振动,其主频大多出现在12．5Hz左右。地面环境振动传播规律为近场范围内距线路距离加倍,环境振动衰减2～3dB。列车引起的地面振动随车速的提高而增大,与日本新干线的桥梁及其周围地面的振动进行的测试结果基本一致。     

电气化铁路移频自动闭塞信号传输仿真的研究及应用

电气化铁路移频自动闭塞信号传输的仿真系统通过模拟轨道电路、牵引电流及其谐波干扰、邻线干扰、轨道电路故障等来检测移频自动闭塞系统的可靠性、安全性。本文采用面向对象的技术和仿真技术对该子系统进行了研究。文中详细地阐述了传输信道的仿真模型、传输仿真系统的结构设计和仿真算法,并举出一个仿真实例,实例的结果数据验证了模型的正确性和算法的合理性。此外,本文还提出建立可编辑的模型库的设计思想,使仿真系统具有良好的扩展性和维护性。     

高速铁路隧道综合接地系统接地特性分析

高速铁路隧道综合接地系统连接结构极为复杂,接地工程隐蔽,接地系统特性直接关系到隧道内电气设备运行安全。为研究高速铁路隧道综合接地系统的接地特性,对高速铁路Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道和Ⅲ～Ⅴ级围岩隧道综合接地系统建立仿真计算模型,计算分析两类隧道综合接地系统在不同土壤电阻率和不同隧道长度时的接地阻抗特性,以及隧道洞室内电力设施接地端子处的接地阻抗和地电位升特性。计算结果表明:Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道和Ⅲ～Ⅴ级围岩隧道综合接地系统可以满足GB 50065—2011规定的接地安全限值;高速铁路隧道洞室内箱变等电力设施不需要布设独立接地装置,直接与隧道综合接地系统可靠相连即可。研究成果已在金温铁路扩能改造工程建设中成功应用,效果良好。     

太原铁路枢纽高铁供电运行探讨

随着太原铁路枢纽融入高速铁路网,枢纽内高铁列车数量大量增加,但枢纽内高铁接触网仍由榆次变电所、太北变电所这两座既有普速铁路牵引变电所供电。为保证高铁的供电可靠性,结合太原铁路枢纽内线路及牵引供电设施布置,分析在牵引变电设备各种故障情况下如何快速恢复供电。在榆次或太北牵引变电所发生全所停电故障时,对几个可以实现的越区供电方案进行供电能力计算和比较,提出推荐的越区供电方案。通过良好的供电故障恢复方案,能极大地提高太原铁路枢纽内供电故障恢复速度和高铁列车供电的可靠性。     

高速铁路发展对环境的影响分析

加快建设资源节约型,环境友好型社会迫在眉睫,其中构建有利于环境保护的交通运输体系是其关键之一.而发展高速铁路运输是构建可持续发展交通体系的核心.相对其他运输方式,铁路运输能源消耗低,污染排放少,综合性价比高,适合我国能源利用的要求,符合节能环保的要求.近几年,我国开展高速铁路建设,高速铁路相对普通铁路能源利用率更高,性价比更高,对环境的影响更小。     

客运专线环境影响特性探讨

客运专线主体结构以桥梁为主,具有不同于普通铁路的工程建设特性,从而导致不同的环境影响特性。如生态环境影响特点为客运专线桥梁工程桩基施工弃土量、泥浆处置量大,制梁场等临时工程占地多;声环境影响具有声源位置高、声源成分复杂的特点,随着列车运行速度增加,空气动力噪声和集电系统噪声显著增加;电磁环境影响特点,高架线路对电磁的遮挡、反射影响不容忽视,电磁辐射影响与车速呈正比。     

郑州至济南高速铁路速度目标值研究

速度目标值是高速铁路最为重要的主要技术标准,速度目标值确定后,相应其他主要技术标准基本随之明确,其研究对于高速铁路主要技术标准选择具有决定性的意义。结合郑州至济南高速铁路,从项目功能定位、路网规划及意义、客流特点、时间目标值、建设标准、工程投资等多方面对速度目标值进行系统分析和研究,综合确定速度目标值,推荐350 km/h。根据所推荐的速度目标值,进一步确定最终主要技术标准的选择,避免主要以工程投资确定铁路主要技术标准。     

高速铁路系统接口分析

运用结构解析模型法,根据高速铁路16个专业建立系统邻接矩阵,计算系统可达矩阵,通过结构解析,将高速铁路系统划分成站前、站后、动车组、客运服务、综合接地、环境保护和铁路外部7个子系统.根据划分结果,从系统内、外部接口角度,识别出159个300～350 km.h-1高速铁路系统接口.利用主成分分析法对这159个系统接口进行定量评价,根据评价结果进行排序,划分出A级接口43个、B级接口48个、C级接口52个、D级接口16个.其中轮轨关系匹配,桥梁振动响应,路基动力性能,隧道内列车空气动力学响应,线路平纵断面设置,弓网受流的参数匹配,动车组直向和侧向通过道岔的安全性和平稳性,动车组与站台间安全距离,隧道断面以及洞口型式设计,列车运行数据传送,桥隧连接等接口是最重要的高速铁路系统接口.     

富水蚀变岩大断面高速铁路隧道开挖大变形控制技术

以富水花岗岩侵入蚀变带区域高速铁路隧道建设为背景,对隧道开挖围岩变形控制技术进行研究。运用隧道工程理论、数值模拟和现场监测等技术与方法,提出了从全断面开挖法、台阶法、CD法到CRD法的安全度逐渐增加的隧道开挖方法,确定了避免富水花岗蚀变岩进一步应变软化和力学参数弱化的隧道开挖支护结构形式及其参数,得出了适当加大预留变形量结合衬砌紧跟的施工工艺。实践表明,按研究出的开挖方法和支护方案进行施工,可以有效控制隧道围岩大变形而使变形快速收敛,能够减少侵限处理工作量,并确保富水花岗蚀变岩隧道开挖时围岩稳定和地下工程结构安全。     

浅谈高速铁路长大隧道应急通信

介绍了高速铁路长大隧道中的应急通信实现方案;提出了高速铁路中其他几种常用应急组网方式;对应急通信系统中的现场、基站/车站、指挥中心等相关设备进行了简单介绍。     

滑坡监测无线传感器网络基于事件的信道分配方案

在高速铁路沿线的山体斜坡上部署无线传感器网络,用于监测山体斜坡变化情况。综合考虑传感器节点能量有限性和对采集信息的实时性需求,提出一个基于事件的信道分配方案用于滑坡监测信息的传输。以是否有列车经过山体斜坡区域作为事件,当无列车经过时,为节点分配活跃周期和睡眠周期,采用TDMA的方式唤醒节点并分配一个可用信道进行数据传输,从而在保证数据传输的前提下节省节点能量,延长网络寿命;当有列车即将经过时,节点完全进入活跃周期,采用多个信道并行传输的方式传输数据,减少传输过程中由于信息碰撞造成的信息丢失和重传,从而降低传输时延,提高信息传输的实时性。最后,通过仿真实验分析系统性能,证明所提方案的有效性。     

智能分析系统在高速铁路信号系统中的应用

描述了智能分析系统在高速铁路信号系统中的应用。智能分析系统能实时地发现设备隐患,发现设备故障并定位和告知原因。能推动高速铁路维修实现"状态修"和"预防修"。     

高速铁路联调联试方法论

从方法论的角度出发,运用从定性法向定量法发展的超大工程学,系统研究高速铁路联调联试方法应遵循的理念与原则,提出高速铁路结构化生命周期由系统规划、系统分析、系统设计、系统实施、系统联调联试、系统运行试验、系统运行与维护等阶段组成;按照整体论与还原论的辩证统一方法,提出高速铁路系统测试与整体系统联调联试的任务关系;以逐级提速试验为例,阐述基于从定性到定量的综合集成法的高速铁路联调联试的系统试验方法;由基于WSR方法论的系统综合评价方法,构建高速铁路系统生命期的系统综合评价体系。