RFID技术在列车高精度定位中的应用

在CBTC(基于通信的列车控制)系统中,列车定位的精确性是保证列车安全高效运行的前提,而基于RFID(radio frequency identification,无线射频识别)的列车定位技术,是提供高精度列车定位的技术条件。从电子标签、读写器、系统高层3方面对RFID技术工作原理进行阐述,并介绍基于不同设计标准的RFID铁路应答器的技术指标及工作原理;分析影响列车定位精度的列车位置不确定性产生的3种因素(测速误差、轮径误差和应答器校正误差),提出通过RFID铁路应答器消除列车位置不确定性,提高列车精确定位的方法,并通过实测数据,验证RFID技术高精度定位的可行性,即在不同行车速度下,RFID技术均能准确完成列车定位,RFID应答器响应时间均在0.2 s以内,实际定位误差均未超过测量值的2%,可以满足轨道交通中低速CBTC列车辅助定位的需求。     

城市轨道交通信号系统中应答器的布置方法

介绍了城市轨道交通中常见的控车模式,主要包括CBTC(基于通信的列车控制)模式和点式控车模式。研究了有源应答器的布置方法,包括主应答器和填充应答器的合理布置;分析了无源应答器的合理布置方法,包括列车定位应答器、站台精确停车应答器和轮径校准应答器。提出了欧式应答器和美式动态信标的异同点。     

基于多传感器信息融合的轨道交通列车轮径校正方法

多传感器信息融合是实现轨道交通列车高精度定位的发展趋势。针对列车车轮在运行过程中逐渐磨损导致轮径减小,从而影响轮轴速度传感器测速定位精度的问题,通过分析定位传感器的误差特性,采用轮轴速度传感器、加速度计和多普勒测速雷达构成列车组合定位系统,并结合卡尔曼滤波理论,提出一种基于卡尔曼滤波的轮径预测校正方法。该方法在各传感器工作正常时,通过多传感器信息滤波融合得到列车运动状态参数的最优估计,并完成轮径校正;在辅助传感器失效或故障时,通过过去和当前的传感器量测信息对未来一定时间内的列车运动状态做出定量的预测估计,进而完成轮径的预测与校正。仿真试验结果表明,本文所提出的方法能够达到较高的精度水平,提高了列车组合定位系统的可靠性和自主能力。     

基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究

多传感器组合定位是实现低成本、高精度列车定位的有效方法.本文针对列车车轮磨损导致轮径减小从而影响组合定位系统里程计定位精度的问题,分析列车组合定位系统里程计定位的误差特性,给出利用GPS、惯性定位传感器辅助轮径校准方法,并结合灰色预测理论,提出一种基于灰色理论的轮径校准方法.该方法通过"更新-预测-更新"的过程,在一定...     

借助接触网支柱实现列车的准确定位

在分析基于查询／应答器和里程计的列车定位方式的基础上，提出一种基于查询／应答器、接触网定位杆和里程计的电气化铁路的列车定位新方法。阐述了采用检查窗技术克服接触网定位杆检测中背景障碍物干扰、用差触线拉出值辅助判定定位杆位置的方法，并给出针对测速轮的轮缘磨耗自动地修正里程计距离换算误差的原理与方法。这种定位方式与基于查询／应答器和里程计的定位方式相比，大大地减少了地面应答器的数量，同时还较大幅度地提高了列车定位的精度。     

应答器与测速组合定位在地铁中的应用

分析城市轨道交通列车运行控制系统对列车定位技术的要求,针对地铁的具体特点,提出在CBTC条件下应答器与测速的组合定位方案。该方案利用测速电机和多普勒雷达提供列车相对位置,查询应答器提供列车绝对位置,利用测速电机定位和应答器定位相互补足的特点,得到精度较高的定位数据,较一般列车定位系统相比,提高了列车测速定位系统的精度和可靠性。     

基于GNSS的虚拟应答器研究

Galileo系统的加入使全球导航定位系统GNSS的可靠性、安全性进一步加强.应答器是ETCS中采用的主要定位设备,但设备成本和维护费用较高是其主要不足.基于GNSS的虚拟应答器可以减少实际应答器在铁路上的铺设,明显减低设备成本和维护费用,并且可以准确的提供列车连续定位信息,增加系统定位的准确性.本文根据我国列车定位发展的需要,提出采用GNSS实现虚拟应答器(Virtual Balise)用于列车定位;文章重点介绍了虚拟应答器的概念、组成和软件系统的实现,采用全球卫星导航定位技术和地图匹配技术,应用专用铁路电子地图和一定的算法设计,通过车载系统软件处理来实现查询应答器功能;软件经青藏线数据测试,能准确捕获前方虚拟应答器信息实现虚拟应答器用于列车定位功能.     

基于状态估计的虚拟应答器捕获方法研究

基于卫星导航的列车运行状态自主感知是下一代列车控制系统的重要发展方向之一,采用虚拟应答器这一技术方案能够以较高的系统兼容性将卫星定位应用于列控系统,并实现系统自主化能力和成本效益的优化。本文基于虚拟应答器的基本原理,分析常规基于捕获半径的虚拟应答器捕获策略存在的问题,采用状态估计思想提出一种实现虚拟应答器捕获的新方法,该方法利用状态空间模型及估计算法对列车与虚拟应答器的接近状态进行估计计算,在确定列车位置的同时利用轨道电子地图及状态预测完成虚拟应答器的捕获判决。基于实测数据进行仿真的结果验证了本文所述方法相比于常规固定捕获半径方案在定位精度、捕获性能、捕获时间分辨率等方面的优势,反映了该方法用于未来实现基于卫星导航的列车控制系统的重要潜力和应用价值。     

虚拟应答器在铁路列控系统中的应用研究

ETCS、CTCS等列控系统需要在铁路沿线铺设数量众多的点式查询应答器,实现列车定位等功能。提出采用全球导航卫星系统(GNSS)技术为主的组合定位方法,实现虚拟应答器。虚拟应答器可以部分取代真正的查询应答器,无需地面轨旁设备。介绍虚拟查询应答器的发展背景和在列控系统中的工作原理、应用方式等。     

虚拟应答器研究进展与发展展望

欧洲应答器(Eurobalise)是欧洲列车控制系统(ETCS/ERTMS)中广泛使用的列车定位设备.在使用时需要铺设大量的地面设备,需要昂贵的费用和较大的维护量.随着卫星定位导航(GNSS)技术的发展,定位精度越来越高;同时越来越多的卫星定位系统(GPS,GLONASS,GALILEO)可用,使得降低列车定位的成本成为可能.国际铁路联盟(UIC)提出采用卫星定位导航技术,辅以地图匹配技术实现虚拟应答器(virtual balise).虚拟应答器可以部分甚至全部取代实物应答器,无需地面轨旁设备.本文就虚拟应答器的发展背景、功能要求、实现方式、应用方式以及目前发展的现状进行描述,并且建议在中国的列车控制中采用虚拟应答器,从而适应中国铁路快速发展的需要.     

新型列控系统列车综合自主定位技术研究

安全、准确、高可靠的列车定位技术是列车运行控制系统的基础和核心.现有列控系统的列车定位技术依赖轨道电路,建设及运维成本高,难以适应高海拔铁路的恶劣应用环境.为此提出一种基于卡尔曼滤波的多源融合测速定位技术方案,综合利用卫星导航信息、轮速传感器信息、加速度计信息、应答器信息等,进行列车走行距离和速度计算,可以摆脱对轨道电...     

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。     

HXN5型机车LKJ系统易出现的问题与对策

针对HXN5型机车LKJ系统存在的冗余设备相位防溜不完备,主、备速度传感器(速传)安装不同轴,轮径值差值大,易产生LKJ车位误差,以及机车VF转换器借用LKJ电源,容易引发LKJ故障等问题,提出改进装配方案,使机车LKJ系统整体功能更加完备。     

基于GNSS的虚拟应答器捕获算法的研究

应答器在欧洲列车运行控制系统ETCS(European Train Control System)和中国列车运行控制系统CTCS (China Train Control System)中都是重要的定位设备.为了提高定位精度,应答器必须高密度地布设在轨道上,增加了系统的建设成本和后期维护量.基于GNSS技术的虚拟应答器...     

1 bit应答器在STP中的应用

车列定位和精度控制是无线调车机车信号和监控系统中的关键技术。1bit应答器采用磁探测原理实现位置感应,在站场的关键位置安装使用,能够辅助车列定位、提高定位精度,降低由车轮空转和滑行、轮轴参数配置错误和区段分路不良等导致的定位误差,是对既有定位技术的重要拓展。     

基于绝对位置编码的列车定位技术

介绍在轨道交通中常用的列车定位技术，分析各种技术的优缺点，提出一种基于绝对位置编码的列车定位技术。利用优序列（最大周期线性反馈移位寄存器序列）对轨道线路上的绝对位置进行编码，当列车在线路上运行时，通过车载阅读器顺序检测设置在轨道线路上的二值标记，在不同位置上读到的标记在移位存储器中构成唯一的位置编码，以此位置编码值作为地址与车载阅读器所处位置的坐标信息相对应，就可以实现列车的绝对定位。二值标记可以根据列车定位精度的需要等间隔或不等间隔布置，既可以对整条轨道线路统一编码，也可以与既有应答器相结合应用，每段应答器之间的轨道线路采用相同的编码。该定位方法具有高精度、高可靠性、低成本、抗干扰能力强的优点。     

泰雷兹车载信号控制系统轮径校验机制的分析与优化

轮径校验作为确定列车精确位置的基础数据,在泰雷兹车载信号控制系统运行中起着重要作用。通过对泰雷兹车载信号控制系统轮径校验机制在既有线路上的使用现状进行了分析,对既有轮径校验机制在实际使用中所暴露的问题进行阐述,提出轮径校验机制的优化方案并对方案的制定作了分析。     

有源应答器下行链路信息传输研究

针对应答器系统中有源应答器不能进行双向传输的问题,对有源应答器系统进行修改,实现信息的顺利传输。首先通过建立各个接口的下行通道实现各自的信息传输,进而实现整个系统下行链路传输,并通过对"A"接口建模仿真验证该方法的有效性。具有下行链路信息传输功能的有源应答器系统保留了原有应答器的功能,避免了技术上的大幅度修改,而且能够实现信息的双向传输,也可以代替部分轨道电路的功能。当列车控制系统降级,C1和C2系统仍然能够通过有源应答器进行双向信息传输,保证列车的安全运行,同时为实现双向应答器的产品化提供理论基础。