卡尔曼滤波在列车速度预处理中的应用

文章介绍了卡尔曼滤波器的原理,并将其运用于列车运行速度和加速度的数据预处理,包括消除速度数据测量误差和对列车加速度的最优估计。根据原始数据的特点,对滤波后的数据进行调整,可消除停车点附近因为惯性导致的速度小于零的情况。     

基于改进H~∞滤波算法的列车组合定位方法研究

列车实时定位是列车控制系统的重要环节。针对列车定位系统中模型不确定性和外部干扰不确定性,提出了一种基于鲁棒估计理论的列车组合定位方法。给出了随机不确定多传感器融合系统的数学模型描述。根据离散系统有界实引理、Schur补定理及线性矩阵不等式求解技术,得到了一个针对该类多传感器系统H∞融合滤波器的存在性定理,并在该定理基础上得到基于H∞滤波理论和方法的分布式多传感器信息融合滤波器。仿真结果表明,该组合定位系统能够满足列车定位的精度要求,能够在不同定位条件下保证定位高效与安全,为提高列车组合定位系统的鲁棒性,进行了有益的尝试。     

基于轨道约束H∞滤波的 北斗辅助列车定位算法研究

针对列车定位的高安全性和稳定性要求,结合列车行驶的特殊性,提出采用铁路轨道信息对北斗定位数据进行约束的H_∞滤波算法。以模糊自适应"当前"统计模型为基础建立列车运动模型,通过将轨道近似为直线段,建立轨道约束模型。将轨道约束与H_∞滤波器结合实现轨道约束H_∞滤波算法。通过仿真对比分析H_∞滤波与卡尔曼滤波、约束与无约束估计的误差。仿真结果表明:轨道约束在提高算法定位精度方面效果明显,H_∞滤波在列车位置估计上具有鲁棒性优势。验证了轨道约束H_∞滤波算法的有效性,对北斗辅助列车定位的工程应用具有理论指导意义。     

基于MAX267带通滤波器的设计

利用MAX267滤波芯片滤掉半主动悬挂系统采集信号中的干扰噪声和车辆过曲线时的离心加速度.介绍MAX267滤波器芯片的使用方法,说明如何确定芯片F与Q系列引脚值.在理论计算的基础上,利用将滤波芯片级联的方法设计出中心频率较小,带宽较窄的8阶契比雪夫带通滤波器.实验结果证明该滤波器的滤波效果是可以达到设计要求的.     

关于THDS-A型探测站数据处理算法的解析

介绍在新一代红外线轴温探测系统中,通过对全程采集到的列车数据进行算法分析,得到列车通过时所需的完整信息。使用最小二乘法进行温度运算,使用滤波算法计算列车的轴数,速度等基本信息。     

一种基于最小二乘法分段拟合的列车加速度在线估计算法

在列车自动驾驶控车过程中,加速度是一个重要的反馈量和控制量,它能够反应列车的运动状态和平稳性,在重载列车平稳操纵控制中尤为重要.文章提出一种准确、快速、计算量小的加速度在线估计算法,该方法适合计算能力有限的嵌入式平台,能够有效应用于实际工程项目.该算法首先使用中值平均滤波算法处理速度传感器采集的数据;然后采用改进型最小...     

铁路信号继电器二次吸合机理分析及参数测量计算

铁路信号继电器工作是否可靠将极大地影响铁路通信系统的稳定性及可靠性。以铁路信号继电器作为研究对象,对触点电压、线圈电流和线圈电压的高速数据进行采集,对采集的数据进行频谱分析和滤波器滤波,去除噪声干扰,通过电磁继电器的电磁机构动作原理分析二次吸合现象产生的机理,研究了二次吸合时刻t_6的计算方法,得出继电器的时间参数。同时分析了时间参数与继电器可靠性之间的关系。通过与实测数据进行对比,证明精度达到了设计要求。     

基于小波包滤波列车自动驾驶的研究

针对列车运行环境复杂、干扰因素多等问题,提出一种小波包滤波和迭代学习相结合的列车自动驾驶控制系统。首先根据城轨列车的行进与制动模型设计基于小波包的列车速度滤波,以获取较好的列车速度参数;然后采用迭代学习设计一种自适应控制器,对列车在行进过程中进行速度曲线跟踪控制,并能够依据当前的速度与位移判定停车起始位置,从而获取更为精确的停车结果。最后通过约束方程与不等式对列车的停车起始点进行精确选取,来获取更精确的停车时间和停车精度。实验结果表明基于小波包滤波和迭代学习相结合的方法能够更加精确跟踪停车曲线。     

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。     

基于ARM的高速列车平稳性在线监测系统的设计与实现

随着列车运行速度的提高,旅客对列车的要求不再局限于经济、快捷,同时对列车舒适性和平稳性提出了新的需求。论文设计出一种列车平稳性实时在线监测系统,该监测系统根据GB/T 5599-1985平稳性计算方法,利用三向加速度传感器采集列车车体横向、垂向和纵向振动加速度信号,以STM32为核心处理器,完成平稳性相关计算和分析,得出平稳性值及报警信息,并将报警信息通过多功能车辆总线(MVB,Multifunction Vehicle Bus)上传到列车控制监控系统(TCMS,Train Control Monitor System)。此外,对监测过程中原始数据和特征数据进行存储,方便后期维护。通过实车测试,将监测系统得出的平稳性指标和计算机得出的平稳性指标进行对比分析,验证本系统的正确性。     

“当前”模型自适应卡尔曼滤波在有轨电车定位中的应用

有轨电车常与地面其他交通工具混行,因此其准确定位是列车调度指挥和运输安全的重要保障。为节约成本,有轨电车系统一般采用GPS结合速度传感器等方式进行定位,而非大量铺设应答器,因此,GPS信号的处理对于列车定位精度的提高具有重要作用。从简化系统、节省费用、计算难度和精度等方面综合考虑,采用卡尔曼滤波方法对GPS定位信息进行修正。同时,为更好地描述列车运行状态,使其更贴近列车真实运动情况,采用机动加速度"当前"统计模型结合自适应卡尔曼滤波方法对有轨电车位置进行最优估计处理。通过Matlab仿真对在试验场地采集的GPS定位信息进行最优估计处理。仿真结果表明:采用"当前"模型下的自适应卡尔曼滤波算法后,列车定位结果能够更好地跟随其运动的真实轨迹,更接近其真实值,很好地提高了定位精度。     

基于椭圆拟合的隧道点云数据去噪方法

针对地铁隧道这一狭长密闭环境,激光雷达相较于传统隧道形变检测方法具有显著优势。由于受环境以及隧道中安装的大量设备的影响,数据中会包含大量噪声点,无法得到隧道完整内表壁数据,从而影响到数据在形变检测及三维建模等方面的应用。结合最小二乘法和拉格朗日乘数法对隧道点云模型进行椭圆拟合,并将其应用于圆形隧道点云滤波,利用各区域数据对隧道形变进行检测。对滤波结果的精度评定及其有效性分析表明,此算法针对隧道点云数据的滤波具有良好效果及稳定性。     

改进Canny算子的列车轮对踏面边缘检测算法

现有对高速列车轮对踏面损伤检测逐步以动态检测系统代替人工检测,针对动态检测系统中对踏面损伤图像处理时,存在大量边缘信息丢失、图像细节不完整等问题,提出一种基于改进Canny算子的边缘检测算法.该算法利用自适应双边滤波代替传统高斯滤波对图像进行平滑处理,能够很好的保持图像边缘和滤除噪声;采用水平、垂直、45°和135°4...     

城轨列车受电弓滑板磨耗检测技术研究

为实现城轨列车受电弓滑板磨耗的在线非接触式检测,对城轨列车受电弓滑板磨耗检测技术进行研究。提出一种基于图像处理的受电弓滑板磨耗检测方法,其步骤为:首先,对采集系统采集到的原始图像进行图像滤波,滤除原始图像中的混合噪声;然后,采用基于直方图凹度分析的自适应Canny边缘检测方法对滤波后的图像进行边缘检测,检测出图像内受电弓滑板边缘;最后,通过相机标定和曲线融合获得实际的受电弓滑板磨耗曲线,以判断受电弓滑板磨耗是否超限。试验结果表明:该方法能有效地检测出原始图像中的受电弓滑板磨耗曲线,能有效地实现城轨列车受电弓滑板磨耗的在线非接触式检测。     

基于GPS与惯性测量单元的列车组合定位系统

采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波变换方法进行组合系统故障检测,确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明:在复杂的列车运行环境及干扰条件下,该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位;定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定;组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系统,保证定位输出的连续性,保障系统安全;具有较高的适应性和实际应用价值。     

基于ZigBee和GPRS技术的列车远程监测系统设计

基于ZigBee技术组网、GPRS技术远程传输、labVIEW软件平台编写上位机软件,设计了城轨列车牵引电机及齿轮箱远程监测系统,实现了列车牵引电机和齿轮箱三维加速度及温度的网络化实时采集和数据远程传输.试验测试表明,该系统采集数据准确、数据传输实时性较好,能够完成车运行状态的远程连续监测.     

基于支持向量回归的地铁受电弓滑板磨耗趋势预测模型研究

针对列车供电系统中重要组成部分之一的受电弓滑板磨耗问题，设计了一款预测模型对地铁受电弓滑板磨耗趋势进行有效的拟合和预测，弥补了现有的检测系统只能对受电弓进行实时检测的不足。利用线性支持向量回归（SVR-Linear）、最小二乘支持向量回归（LSSVR）和优化后的最小二乘支持向量回归（MI-LSSVR）对检测系统得到的受电弓滑板数据进行训练和拟合，并利用训练后的模型实现滑板磨耗的预测，其中，MI-LSSVR的拟合精度最高，达到97.3%。此外，利用地铁行走的里程数据进行预测，提前得到下一次运行后的滑板厚度，在滑板即将磨耗到限时进行预测，可得到滑板还能承受的运行里程，减少受电弓检修人员的工作量，提高受电弓的使用效率。     

卫星定位轨迹最小二乘拟合适应性分析

卫星定位技术在列控系统深入应用,轨道信息数字化是其中的关键问题。提出一种基于卫星轨迹最小二乘拟合的轨道数据采集方法,并针对地理坐标系距离计算和非线性映射两个问题,提出3个假设条件。当待拟合的卫星定位数据满足这3个假设条件时,可以使用最小二乘方法获得轨道的近似最优解。     

低成本列车组合定位系统容错算法设计

列车实时定位是列车控制系统的重要环节。在安全苛求的现代列车控制系统中,列车定位系统需要在实现高精度列车定位的同时具备容错能力,以保证系统安全。针对列车定位的安全性需求,从保障列车定位系统的容错性能出发,利用低成本GPS接收机、惯性测量器件以及里程计等定位传感器构成列车组合定位平台,给出列车组合定位系统的结构与功能,将小波变换方法用于组合系统故障检测并制定相应的故障隔离策略,以H∞鲁棒滤波为基础设计联邦结构的多传感器容错信息融合算法用于定位计算。利用自制轨道推车进行的实验及仿真结果表明,组合定位系统能够满足列车定位的精度要求,并具有较强的容错能力,能够在不同定位条件下保证定位高效与安全。     

基于运统1电子化传递系统的数据共享方案

确报信息是铁路运输组织和行车指挥所需的核心数据,准确、及时、可靠地采集、传递和共享确报数据,是铁路信息化的一项重要任务.目前,运统1电子化传递系统的实施已覆盖全国铁路网,从源头上初步保证了确报数据采集的准确性和及时性.针对既有铁路信息系统对确报信息的使用需求,提出基于运统1电子化传递系统的数据共享方案,利用大数据采集、...