基于卫星的列车定位技术在意大利完成实验

正2月24日,ERSAT EAV卫星信号系统的测试正式完成。当天,包括欧盟铁路总局局长约瑟夫?多普尔鲍尔先生、国际铁路联盟主席让-皮埃尔?卢比努先生以及欧洲铁路联合会总干事利波尔?洛克曼先生在内的多位贵宾在西西里的卡利亚里-黛琪曼努线上观看了这项技术的运行展示。ERSAT EAV系统是欧洲在将ERTMS系统与伽利略卫星导航与地理定位系统以及公共通信网络结合在一起后形成的第一代系统。该项技术通过卫星以及与ERTMS系统的接口进行列车定位。借助卫星定位技术和公共网络,这套系统预计可将ERTMS系统的优势用于行车密度较低的地区线路上;同时,比起完整地     

卫星定位列车超速防护系统——SATLOC研究课题

目前由欧盟领导主持的SATLOC研究课题在欧洲全球卫星定位系统（GNSS）管理局（GSG）的资助下正在进行。该课题的任务是：研究可在运量较小线路使用的成本低、效能高的列车超速防护系统。     

一种基于卫星导航的列车初始定位方法研究

在西北环境恶劣地区,线路区间往往较少设置实体应答器,列车在区间重启时需要长距离低速运行.经过实体应答器后才能确定列车位置。针对该问题.本文提出一种基于卫星导航系统和车载电子地图的列车初始定位方法。该方法利用轨道约束算法和概率学方法,设计满足铁路安全标准要求的列车初始定位方法。     

轨道交通线网车载电子地图传输方案研究

CBTC(基于通信的列车控制)系统的VOBC(车载控制器)通过调用预制、存储的线路数据来获取线路信息,其存储的数据称为车载电子地图。车载ATP(列车自动防护)/ATO(列车自动运行)系统以车载电子地图为基础,结合列车自身定位系统的数据,根据移动授权实现列车的安全运行。为满足网络化运营下线路间互联互通的要求,设计了4个车载电子地图传输方案,分别是基于无线传输的线网电子地图方案、基于固定范围的线网电子地图方案、基于行车交路的线网电子地图方案、基于行车交路的单线电子地图方案。从车载电子地图的传输范围和运营交路角度对全线网车载电子地图进行“切片”和“订制”处理,并对4个方案进行了对比分析,得到结论如下：只有1～2条互联互通线路的线网宜选用基于无线传输的线网电子地图方案;有3条及以上互联互通线路的线网宜选用基于固定范围的线网电子地图方案和基于行车交路的单线电子地图方案。     

基于GPS和里程计的列车定位方法

列车测速轮对的空转/滑行和车轮磨损是影响车载里程计(ODO)测速、测距精度的主要原因。针对该问题,通过传感器定位特性分析,在列车里程计基础上引入GPS技术,构建车载组合定位系统。通过GPS和ODO的信息融合,建立空转/滑行和车轮磨损的检测与误差校正计算模型,完成相关检测和误差校正。仿真试验结果表明,所提出的列车定位方法是有效的,可以提高车载定位系统的自主定位能力。     

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.     

基于MCKF容错算法的列车多源信息融合定位技术研究

将多传感器组合导航系统应用于列车车载自主定位,利用有效的多源数据融合算法,能提高列车的定位精度和可靠性。为了提高车载自主定位系统的定位精度,提出利用Huber M估计重建观测信息,利用CKF观测更新算法来过滤非线性观测方程的MCKF数据融合算法。为抑制复杂的运行环境所造成的多源噪声对列车定位数据的影响,提出基于小波-奇异值分解的故障检测算法,用以提高定位系统的鲁棒性。仿真和实验结果表明,在复杂的情况下,列车定位系统可以达到较高的精度和可靠性。     

基于北斗导航的列车定位技术研究

北斗卫星已逐步具备应用于列车定位的能力,为北斗卫星导航在铁路系统中的应用发展提供重要契机。将北斗卫星导航系统应用到列车定位系统,不仅能提高定位精度,而且能降低成本,也是列车运行控制系统安全性与可靠性的有力保障,对于列车定位系统的研究具有深远意义。与四大卫星导航系统进行比较,根据列车定位技术的分类,归纳各自特点和研究方向,最后指出基于北斗导航的列车定位技术下一步的重点工作。     

电池-AC双动力源EMU牵引电路的开发和车载电池性能的运行试验评定

将既有AC电动车组(EMU)转换成电池-AC双动力源EMU(试验列车),以便在AC电气化线路和非电气化线路之间交互运行。文章对所开发牵引电路的特性和试验结果进行了阐述,介绍了所开发的牵引电路的特征和试验结果。报告了如下车载电池性能评定结果:1)车载锂离子电池(1 382 V-83 k Wh)供电的试验列车不用再充电的运行距离约为20~30 km;2)电池的最高温度为51.5℃,在达到65℃上限前还有充分余地;3)电池处于低温状态时,快速充电所需的时间有所增加。运行试验结果表明,车载电池性能足可在AC电气化线路和非电气化线路之间交互运行。     

基于5G公网的高速铁路运营线路列车超视距应用系统试验方案研究

为加快推进列车超视距应用系统的开发进程，早日实现该系统的工程应用，提出基于5G公网的高速铁路运营线路列车超视距应用系统试验方案，在北京-张家口高速铁路（简称：京张高铁）开展了列车超视距应用系统的综合性整体试验。试验中全面测试了列车超视距应用系统各项功能及性能，重点验证基于5G公网的车地信息传输通道能够将铁路沿线高清监控视频与安全监测信息实时传输至运行列车上的车载监控终端，在平原地带、山区地带、隧道内、车站附近等不同线路条件下，实时视频、视频点播和危情提示等功能均达到预期效果，系统的稳定性较好。     

基于电磁感应的磁浮列车绝对定位系统设计

列车定位技术是实现列车运行控制的关键技术之一.由于连续式列车定位随着列车运行时间的增加会产生一定的累积定位误差,为消除这种累积误差,通常还需采用辅助定位技术对列车位置进行校正.本文提出了一种基于电磁感应的磁浮列车绝对定位系统,可作为列车定位的辅助校正系统;并结合磁浮列车的功能需求和运行工况,对该绝对定位系统进行特殊结构...     

基于多传感器的列车里程计定位误差检测及校正方法

城市轨道交通列车运行过程中,轮对空转/滑行和车轮磨损是造成车载里程计测速测距误差的主要原因,因此里程计定位误差的检测和校正主要是对列车空转/滑行和车轮磨损的检测和误差校正。通过城市轨道交通列车定位需求分析以及传感器定位特性分析,在列车里程计基础上引入多普勒雷达,采用二者构建车载组合定位系统。基于H!滤波理论实现两种传感器量测信息的融合处理,得到列车定位参数的最优估计,在此基础上,利用空转/滑行和车轮磨损检测方法完成相关检测并对误差进行校正。仿真试验结果验证了本方法的有效性,达到了模型的预期设计目的,提高了车载定位系统的自主定位能力。     

基于信标的列车次级定位系统应用研究

分析了传统CBTC(基于通信的列车控制)系统下计轴及其子系统在使用过程中所出现的问题,提出了基于信标的列车次级定位系统应用技术.该技术采用既有ATP(列车自动防护)系统的地面应答器,通过车地系统结合的方式,为CBTC系统提供了一种新的列车次级定位检测方案.该技术与计轴系统具有相同的安全等级.基于上海城市轨道交通超大网络的运营管理需求,进一步对基于信标的列车次级定位系统的架构及应用场景进行研究.应用效果表明,基于信标的列车次级定位系统能实现正线信号控制区域的无计轴化,具有简化系统结构、便于安装、抗干扰能力强,以及可减少设备维护工作量、降低维护综合运营成本等优点,是未来新线线路建设和既有线路改造的首选.     

基于信标的列车次级定位系统应用研究

分析了传统CBTC(基于通信的列车控制)系统下计轴及其子系统在使用过程中所出现的问题,提出了基于信标的列车次级定位系统应用技术.该技术采用既有ATP(列车自动防护)系统的地面应答器,通过车地系统结合的方式,为CBTC系统提供了一种新的列车次级定位检测方案.该技术与计轴系统具有相同的安全等级.基于上海城市轨道交通超大网络的运营管理需求,进一步对基于信标的列车次级定位系统的架构及应用场景进行研究.应用效果表明,基于信标的列车次级定位系统能实现正线信号控制区域的无计轴化,具有简化系统结构、便于安装、抗干扰能力强,以及可减少设备维护工作量、降低维护综合运营成本等优点,是未来新线线路建设和既有线路改造的首选.     

基于FNN的GPS/SINS深耦合列车组合定位系统容错控制研究

为了提高基于GNSS的深组合列车定位系统的故障容错性能,本文结合模糊系统与神经网络的基本原理,提出基于FRBFNN的GPS/SINS深耦合列车组合定位系统故障诊断算法,建立FRBFNN列车组合定位故障诊断模型,应用免疫差分进化理论设计其相应的网络学习算法。针对列车组合定位故障隔离及系统重构问题,定义组合定位系统结构状态迁移规则,设计深耦合列车组合定位系统故障容错控制处理流程,使深组合列车定位系统的容错控制性能得到进一步提高。以青藏线某区间列车实际运行数据为基础,通过计算机仿真验证了所提模型及算法的有效性与实用性。     

基于无线机车信号的虚拟闭塞系统研究

提出一种基于无线机车信号的虚拟闭塞系统,旨在实现既有半自动闭塞区段内的列车追踪运行,或应用于低密度且速度不高的新建线路,达到提高运输能力的目的。该系统的主要优势在于利用无线传输机车信号、列车位置、速度等列控信息,构成信息传输闭环确认,保证信息传输可靠性;采用虚拟闭塞方式,无线机车信号与CTC调度集中系统结合,利于系统资源优化和综合利用,车站可实现无人值守;无需进行车站电码化,不存在因轨道电路受干扰影响信息传输问题;最大限度利用既有地面信号设备和车载列控设备,系统结构简单,便于实现,成本低。本文阐述系统的构成,基本结构和工作原理。对系统中的无线机车信号、列车定位、列车完整性检查,无线数据传输等关键技术进行了重点描述。并对系统的先进性、可行性及系统的可靠性和安全性进行了分析。     

基于三维视景的车载ATP仿真系统研究

三维视景技术已广泛应用于城市轨道交通领域,取得了不同程度的成果,但大多局限于列车驾驶培训和教学三维演示。提出基于微软模拟火车(MSTS)的三维视景与车载列车自动防护(ATP)系统结合的仿真研究。以郑州地铁1号线为线路原型,简要介绍视景系统的建立过程;利用开源平台的开源铁路(OR)提供接口,设计了仿真系统的结构和功能;根据超速防护模型及计算算法,并以三维视景中的实际线路为例,实现了列车的测速定位、超速防护、速度监督等关键车载ATP功能。经测试验证,达到预期仿真目的和效果,为城市轨道交通控制系统的仿真研究和测试提供了新思路。     

全自动运行模式下车载通信设备自检方案研究

在全自动运行模式下,车载通信设备为列车全自动运行提供车地无线通信、车载录像及乘客紧急对讲功能,是列车安全运行的关键设备。文章以深圳地铁首条全自动运行线路20号线的实际场景为例,介绍车载通信设备的系统结构及功能;根据全自动运行实际场景,描述车载通信设备的自检方案和列车唤醒时IPH、车载TAU、LTE车载台的自检项,为实现车载通信设备与全自动运行系统的集成提供参考。     

基于 PIS 网络的城轨列车 辅助定位系统设计与实现

在信号系统失效的情况下,调度人员无法获悉列车位置,现有后备模式和电话闭塞法指挥行车存在效率 低下的问题,且具有一定的安全隐患。通过列车速度传感器、加速度传感器提供速度信息,持续计算列车位移, 并通过 PIS(passenger information system,乘客信息系统)网络通道传送给车载定位服务器;车载定位服务器再结合 信号系统故障时刻的位置信息,计算出列车的最新位置信息,以实现列车实时定位。该系统在合肥轨道交通 1 号 线上进行验证,结果表明该系统在全线及个别列车信号系统故障情况下,均能实现列车实时定位,站间平均误差 小于 1 m,全线定位误差率小于 1‰,全线单程累计误差距离小于 20 m。     

基于序贯辅助自适应渐消UKF的列车定位信息融合算法

针对北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)/惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)列车定位模型不准确和噪声统计特性不明导致定位精度低的问题,建立基于BDS/INS的列车紧耦合组合定位系统模型。分别建立系统状态方程和量测方程,提出基于序贯辅助自适应渐消无迹卡尔曼滤波的列车定位信息融合算法。在标准无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的基础上,该改进UKF算法引入自适应渐消因子,实时调整滤波增益,降低量测方程中噪声对状态更新的影响,提高列车定位的精度。采用序贯辅助方式增加多重渐消因子的灵活度,使得不同滤波通道具有不同调节能力,提高算法的整体性能。最后,将改进UKF与标准UKF分别应用于列车紧耦合组合定位系统模型,仿真结果表明,在列车卫星信号良好的情况下,相比于标准UKF,改进UKF算法有效降低了列车的位置误差和速度误差;在列车部分卫星信号失锁的情况下,改进UKF算法依然能够提供100 s内10 m以下的导航精度,满足列车定位的基本要求。该算法提高了导航精度,降低...