基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真

设计了一种轮轴速度传感器和雷达速度传感器相结合的列车测速测距系统。该系统针对测速轮对空转/滑行造成的轮轴速度传感器测速测距误差问题,建立了空转/滑行检测判断模型和空转/滑行过程中的列车速度和走行距离误差校正模型。在实验室环境下搭建了该测速测距仿真系统,通过仿真试验验证了模型的有效性。该系统提高了列车测速测距的精度和可靠性。     

一种基于多传感器融合的冗余测速测距系统设计

测速测距系统的相关设备是城市轨道交通列车控制系统关键设备。对测速测距系统设计的需求和技术背景进行分析和研究,设计了一种基于头尾冗余的测速测距系统硬件架构,实现了双端车载测速传感器的安全冗余,继而提出了采用多传感器融合应用技术的列车测速测距系统设计方案。     

列控车载设备测速测距信号的检测方法研究

测速测距系统是列控车载设备的关键模块,是获取列车速度、加速度、位置、运行方向等信息的依据,是车载设备计算移动授权实现安全控车的重要保障。本文对测速测距信号的检测方法进行了深入研究,通过仿真测试验证了该方法的有效性,对列控车载设备关键模块自主化替代起到了推动作用,打下了坚实的技术基础。     

城市轨道交通列车空滑检测的融合算法研究

提出一种光电式速度传感器和雷达速度传感器相冗余的城市轨道交通列车测速测距融合算法。通过对列车空转打滑原理进行分析,建立空转打滑检测及校正模型,并进行列车测速测距融合计算,使之不影响车载控制器的正常工作,达到提高列车测速测距精度和可靠性的目的。最后通过仿真试验验证该算法的有效性。     

高速列车测速测距系统滤波模型与融合策略研究

高速列车的测速测距系统是保障列车运行安全的关键要素。滤波算法的建模和分析是构建测速测距系统的一个重要前提。通过对列车测速传感器的工作原理以及观测方法进行分析,分别建立了基于卡尔曼滤波的等速模型和等加速模型,并在Matlab中对两种模型的滤波特点进行了仿真分析。同时初步探讨了适用于高速列车的多传感器融合策略。对实验室数据和现场采集数据的分析验证了两种滤波模型的有效性及各自特点。滤波模型的仿真分析与多传感器融合策略的研究为测速测距系统的开发提供了依据。     

基于脉冲测速传感器的空转打滑补偿算法研究

测速测距功能是列车运行控制系统的安全关键功能,在基于脉冲测速传感器的测速系统中,如何对列车的空转打滑进行处理是值得研究的课题。介绍一种空转打滑补偿算法,并对该算法进行验证。结果表明,该算法能有效对空转打滑发生的误差进行补偿。     

CTCS3-300T列控测速测距故障研究及对策

高速列车运行过程中测速测距是列车自动控制的重要环节,是实现列车运行间隔防护的基础。然而测速测距功能故障给铁路运营带来极大的影响,会触发运营列车制动甚至紧急停车。发生该故障的原因主要由电磁干扰引起,或是测速测距系统中速度传感器或雷达以及脉冲接收单元硬件故障导致,故障现象相似,给处理上带来一定的难度和复杂性。根据CTCS3-300T列控测速测距系统的工作原理以及系统内部各设备之间的相互关联,并结合故障记录数据,对常见的测速测距故障类进行分析,提出合理化解决措施,为准确有效地处理这类故障提供重要参考。     

列车测速测距方式的探讨

分析了各种列车测速测距方式的基本原理，特点及应用前景，提出了未来列车测速测距系统的发展趋势和方向。     

LKJ-15型列车运行监控系统辅助测速定位技术

针对转速传感器在测速轮对空转、轮滑状态下存在测速测距不准确的问题,LKJ-15型列车运行监控系统中利用雷达、GPS/BDS、地面应答器信息、轨道信号、CIR等多种测速测距信息融合,实现列车测速定位功能。实际应用表明,该方案提升了列控车载系统测速定位的精度和自动化程度,减少了人工对设备的干预以及由此带来的风险。     

基于轮轴速度传感器和加速度传感器的混合测速测距算法研究

为避免单一轮轴速度传感器在测速测距中存在的问题,设计了一种基于轮轴速度传感器和加速度传感器的混合测速测距算法。经过实验室仿真环境测试,证明该算法能有效地检测出列车是否出现空转或滑行,并保证在列车发生空转或滑行后的测速测距误差能够满足车载控制器对测速测距精度的需求。     

基于全球定位系统测速的城市轨道交通列车运行阻力研究

为了测定城市轨道交通列车的运行阻力特性,利用GPS(全球定位系统)测速测距方法,对列车进行运行阻力试验,得出该列车的单位基本运行阻力公式及运行阻力大小。通过能耗计算,验证了利用GPS信号进行列车运行阻力特性测试方法的有效性。与近年国内其他同类型列车的单位基本运行阻力对比,该列车具有较好的运行特性。     

双雷达联合测速系统研究

针对既有单雷达测速系统在测速过程中易受列车颠簸、雷达安装情况等因素影响的问题,创新性地设计双雷达联合测速系统,介绍其测速原理,阐述其构成及优点,并将其测速结果与单雷达测速系统、激光测速系统进行对比。经试验验证,该系统具有较高的精度和稳定性,可为实现基于雷达探测技术的高精度、高可靠度列车测速提供一种新的解决方案。     

一种适用于中低速磁浮的测速测距系统研究

介绍中低速磁浮交通的特点,提出一种适用于中低速磁浮的测速测距方案。通过涡流传感器、加速度传感器、交叉感应环线,基于首尾冗余的方式,实现信号系统测速测距功能,并在北京地铁S1线开展现场试验,验证测速测距系统的可行性及测量精度。     

列车定位中置信区间的确定方法

车载测速测距子系统对列车进行定位时有可能存在一定误差,通过具有一定置信水平的置信区间可获得安全侧的距离和速度信息。本文提出通过状态方程预测结合测量区间校准的方式获得综合置信区间的算法,当遇到应答器时对距离信息进行修正;同时给出了列车发生空转、滑行等异常情况时的处理方式;最后通过仿真验证了算法的可行性。     

基于SCADE的测速定位系统模型设计

针对列车测速定位系统的精度和可靠性直接影响着列车运行安全和效率的问题，提出了基于SCADE的测速定位系统模型设计，介绍SCADE需求建模以及模型验证方法，分析了一种测速定位模型；在SCADE平台上建立了测速定位系统的模型，通过仿真与验证，证明模型完全满足测速定位的系统需求与安全性。     

移动闭塞系统列车位置不确定性算法研究

列车位置不确定性计算是实现移动闭塞系统列车安全防护功能的关键。介绍列车位置信息构成、初始化与更新、校准等列车位置管理的基本原理,对列车位置不确定性算法的计算原则及影响因素进行分析,并提出一种基于多传感器融合测速测距技术方案。重点结合列车位置校准后、正常走行、空转/打滑等不同场景的应对策略,研究提出可行的列车不确定性算法,对其他类似的系统开发具有一定参考价值。     

CTCS3-300T列控车载设备的安全设计技术应用

列控车载设备是控制高速列车安全运行的关键设备,需综合使用各种安全设计技术以达到系统高安全性指标。从系统总体设计、测速测距系统设计、软件设计、列车接口设计等方面详细论述了CTCS3-300T型车载设备中使用的安全设计技术。通过这些技术的运用,CTCS3-300T型车载设备达到了SIL4级安全完整度等级,已在武广线、京沪线和哈大线等多条高铁线路中得到了广泛应用。     

CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术

从CTCS-3级列控系统工程建设角度出发,对包括基于多路速度传感器数据融合的测速测距策略、列车制动模型及CTCS-3/CTCS-2级动态转换机制等CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术进行研究。根据不同类型测速传感器的特点,采用车轮速度传感器与雷达相结合的方式实现列车速度的安全测量,并运用联合卡尔曼滤波理论提出基于多路传感器数据融合的测速测距算法策略。结合列车移动体的控制特点,在国际铁路联盟UIC 544—1标准的基础上,提出1种改进的分段式减速度计算的列车制动模型,可兼顾行车安全和效率。针对列车运营模式的兼容性与可靠性,采用兼容CTCS-3级和CTCS-2级的双模冗余设计,使CTCS-3级列控车载设备同时具有CTCS-3级控车功能和CTCS-2级控车功能,并通过输入信息共享和等级转换时信息交换等技术手段,实现CTCS-3/CTCS-2级之间的平滑动态转换。研究成果已在武广高速铁路上实施,满足了列车高速安全运行的要求,并提高了等级转换时的列车运行效率和旅客舒适度。     

中低速磁浮列车新型测速定位系统研究

中低速磁浮列车因其特殊性,无法使用轮轨列车测速方法,且目前普遍采用的测速方法在低速区精度低、数据灵敏性差,难以满足自动驾驶需求。针对该问题,文章提出了一种新型测速定位系统,阐述了该系统的设计方案,介绍了其定位、测速和方向识别的原理,并通过试验平台进行验证,结果显示该系统测速精度高、定位误差小,且便于在工程实践中应用。     

高速列车测速测距系统故障模式研究

在研究高速列车典型测速测距传感器特点的基础上,提出传感器故障分类方法,可以将不同传感器、不同类型的故障进行统一的划分。在故障分类的基础上,提出故障分析模式,将传感器的工作模式分为可信、可用、在线和故障,并应用该模式对测速测距系统传感器故障进行实例分析。分析结果表明,该模式可以对任意组合的故障进行分析,具有重要的实用意义。