高速铁路环境中无线信道传输特性的探讨

在高速铁路环境下，无线信道的性能发生急剧的变化。针对高速环境下电波传播的特点，阐述了高速铁路中无线信道的特点并对无线信道进行了建模，分析了高速铁路中多普勒频移的特性及对误码率的影响，讨论了隧道传播环境，最后对无线传输的可靠性进行了分析。     

基于LSTM动态波束赋形的高速列车越区切换算法

高速列车越区切换参数具有较强的时空相关性,以及无线信号在不同线路地形下具有衰落差异性,这都对高性能的越区切换提出了新的挑战,针对这一问题,设计一种基于长短期记忆网络动态波束赋形的高速列车越区切换算法。提出基于LTE-R中继通信模型的高铁典型运行场景中波束无遮挡传输的基站天线高度设置规律,通过估计发射波束主瓣方向并利用参考信号接收功率序列的时间相关特性,提出eNB重叠区内天线波束增益需求预测模型;同时采用增加波束预留角策略实现联合约束条件下的高速列车越区切换。结合高速铁路典型运行场景(路堑、高架桥)的路径损耗预测模型仿真评估了算法性能。结果表明,所提算法以略微牺牲越区切换时延为代价提高了越区切换成功率,能够有效避免高速列车越区切换引起的通信中断问题。     

基于长期演进(LTE)技术的城市轨道交通车地通信网络研究

城市轨道交通车辆与地面通信的稳定性和准确性对运营安全至关重要。将LTE(长期演进)技术与WLAN(无线局域网)技术进行比较,分析LTE用于城市轨道交通车-地通信的技术优势。通过对郑州轨道交通1号线一期工程基于LTE技术的车-地无线通信网络系统方案进行分析,并对1号线的通信网络进行实测,验证了LTE技术的可行性。     

基于LTE技术的地铁车地无线通信的干扰分析

随着无线通信需求的增加,多种无线技术迅速发展,多种无线信号往往同时存在于同一空间,不同无线信号相互之间将产生干扰。郑州地铁1号线将LTE(长期演进——第4代移动通信标准)技术作为车地无线通信的解决方案,其承载的数据重要且安全性要求高,故尤其需要注重信号的干扰问题。根据目前的频率规划方案和频率使用情况,对郑州地铁1号线基于LTE技术车地无线通信可能产生的干扰类型做了分析研究,并提出了相应的优化措施。     

基于杜芬振子的ZPW-2000轨道电路抗邻线干扰研究

针对既有高铁车站采用单端发码时易受邻线干扰而引起危及行车安全的问题,首先,对国铁集团关于高铁整治文件中采用股道分割增加双端发码功能实现邻线干扰防护的原理进行研究;其次,结合混沌理论在微弱信号解调方面的优势,发现机车在多元嘈杂环境中解调所需移频信号的原理与混沌理论在嘈杂环境中提取有用信号的思想一致.将双耦合杜芬振子系统运...     

基于LTE技术的车地通信系统综合业务承载能力测试研究

无线局域网(WLAN)在地铁中的使用存在频点干扰严重、列车高速移动时带宽不稳定、越区切换频繁等问题,已不能满足当前城市轨道交通信息传输日益增长的需求,为此设计基于长期演进(LTE)技术的城市轨道交通车地无线通信系统解决方案.通过在20 MHz带宽下对该系统综合业务承载能力的测试研究表明:A网在5 MHz带宽下可同时承载...     

煤矿采空区地表岩移对高速铁路的影响研究

研究目的:高速铁路工程穿过煤田矿区,通过分析采空区引起的地表变形、影响边界,评价其对铁路的影响,为选线提供依据;采用新的计算和预测方法使铁路保护煤柱的留设既保证工程安全,又能合理占压资源,从而满足高速铁路的精度要求.研究结论:概率积分法比较全面地考虑了影响地表移动变形的主要因素,根据矿区地质条件、煤层赋存、开采技术条件等,选择合理的岩移计算参数,能较准确地预测采空区引起的地表变形结果.通过岩移计算分析,研究的线位已处在采空区的影响范围之内,地表移动变形预测值超过高速铁路工程所允许的变形值,必须对采空区处理或对线位进行局部优化.岩移变形影响因素较多,计算参数的选取需结合观测总结积累经验.     

基于LTE(长期演进)技术的城市轨道交通车地通信方案研究

介绍了通过TD-LTE(分时-长期演进)技术的技术体制和特点,详细分析了城市轨道交通车地无线通信业务的需求,提出了城市轨道交通车地无线通信网络的建设方案:综合承载方案和分类承载方案,并对两种组网方案进行了系统性阐述。     

单载波频域均衡技术用于增强地铁无线通信质量的研究

由于地铁隧道环境的特殊性,存在密集的反射和散射路径,而且列车的运动带来了信号的频移：通过实测数据,分析了地铁信道中的无线电波损耗,小尺度多径传播以及地铁隧道宽带信道统计模型,提出将频域均衡技术应用于地铁信道中,通过循环前缀的运用,频域均衡技术能够有效地抵抗多径带来的码间干扰,而且单载波技术对于多普勒频移敏感程度低于正交频分复用系统,仿真结果表明单载波频域均衡技术能够显著地提升地铁无线通信系统的性能。     

城轨列车对列车通信的多天线Rake接收技术研究

近年来,列车对列车通信成为一种新兴起的技术,尤其在城轨领域具有迫切需求。但在地铁中,由于空间有限,电磁波传播受多径衰落影响较为严重,直接关系到城轨的运行安全,针对这一问题开展地铁环境列车对列车直接通信的抗多径衰落研究。首先,选择实际隧道环境下合适的通信距离和通信频段;其次,设计了一种使用三天线技术来抗多径衰落的毫米波通信机结构,提出将Pre/Post-Rake技术和多天线合并算法结合起来的方案,以降低误码率达到铁路通信标准;最后,利用毫米波路径损耗模型对改进Rake接收机的误码特性进行了仿真验证。仿真结果证明,此Rake接收机可有效抵抗多径衰落影响,提高城轨通信的可靠性和安全性。     

基于Multi-TRP的5G-R上行控制信道接收技术研究

高铁5G专网（5G-R）对可靠性和时延有更高的要求,而控制信道的可靠性尤其重要。多点传输（Multi-TRP）可以显著提高5G-R性能,是3GPP R16 5G的重要特性。研究了基于Multi-TRP的5G-R的PUCCH性能。首先,分析了Multi-TRP下控制信息的工作机制;然后,研究了在不同的控制信道格式下,多个接收点的接收信道估计方法和检测方法;最后,通过仿真试验对比了多个接收点的性能。仿真结果表明,Multi-TRP多点接收的性能显著优于单个TRP接收的性能。     

高铁桥梁典型长期变形对列车响应的影响研究

梁体徐变与桥墩沉降是高速铁路桥梁两种典型长期变形,为探讨其联合作用对列车响应的影响,以高铁32 m混凝土简支箱梁桥为研究背景,通过建立车-桥系统耦合振动模型,开展徐变作用、徐变与桥墩沉降联合作用对桥上车辆动力响应分析,对比单墩沉降、相邻双墩沉降和相邻三墩沉降3种沉降类型对列车动力响应的影响。结果表明：当桥梁考虑徐变时,车辆竖向加速度较不考虑徐变工况增大6.8%;考虑徐变与桥墩沉降联合作用,随着桥墩沉降量增大,车辆竖向加速度均明显增大,当单墩、相邻双墩和相邻三墩沉降达50 mm时,车辆竖向加速度较仅考虑徐变时分别增大76.8%、62.7%和33.8%;考虑5 mm徐变上拱,当单墩沉降量为30 mm,或当相邻双墩、三墩沉降量为40 mm,车辆竖向加速度超过规范1.3 m/s²的限值要求。     

桥下高速行驶列车对桥梁主梁位置风环境的影响研究

高速列车行驶时对周围的压力场和速度场产生强烈的变化,激烈的空气动力效应对周围环境产生一定作用,从而影响周围建筑和结构的抗风安全性。由于采用风洞试验测试手段研究此类问题在技术上尚存在难以克服的困难,因此,以计算流体力学Fluent软件为仿真平台,采用动网格技术,编写UDF列车行驶路线程序,对无侧风、微小侧风以及桥梁设计侧风速作用下高速列车以不同列车速度通过桥底的数值模拟,并对行车路线方向的桥梁主梁断面进行布点监测,给出高速列车通过桥底区域时的速度和压力空间分布规律,计算各侧风速、不同列车速度情况下列车风对桥梁主梁局部位置的冲击载荷,从而研究各工况下列车风对桥梁主梁的气动作用,为桥梁设计单位提供具有参考价值的结论和建议。     

基于地铁列车方位信息的自动弓靴转换技术研究

提出了一种基于地铁列车方位信息的受电弓与集电靴两种受流方式的自动弓靴转换方案。通过安装地面信标来确认列车出入库方向和位置,同时优化列车控制系统,实现自动升降弓或升降靴、自动关闭负载、出库强制降弓等功能,从而控制列车在两种受流方式之间自动转换。     

基于实测波形的地震烈度信息快速确定算法及地震信息在铁路上的应用技术研究

目前,铁路系统由于在地震发生后不能快速得到地震烈度破坏信息,只能通过安排全线人工巡检的方式来确定线路受损情况,耗时长、效率低,严重干扰了铁路的正常运输次序。提出一种基于实测波形的地震烈度信息快速确定算法,并对地震信息在铁路上的应用技术进行研究,该算法可在地震发生后快速计算烈度信息并自动生成局管范围内线路巡检建议。试验结果证明：该算法耗时小,产出也较为精确,能在19s产出断层长度与走向,其结果与震后调查烈度分布基本一致;设计的地震动参数信息处理软件能计算地震烈度影响铁路范围,实时向铁路运维人员提供烈度及巡检建议,便于运维人员快速掌握灾情,制定巡检策略,有针对性地巡检线路,节省了震后恢复时间,提高了铁路运输生产效率。     

市域快线列车内不同位置火灾对隧道温度场分布的影响研究

区间隧道火灾时的温度场分布是保障隧道结构安全与制定人员疏散方案的重要依据。根据市域快线列车车厢内部不同因素引发火灾的常见位置,通过数值模拟的方法研究市域快线列车内部不同位置火灾对隧道温度场分布的影响。研究结果表明：1)在1～3 MW火灾中,行李火灾、人为纵火常见位置对隧道拱顶温度影响较大;在4～5 MW火灾中,设备火灾常见位置对隧道拱顶温度影响较大。隧道拱顶的高温区出现在火灾车厢某个客室侧门上方。2)隧道拱顶最高点处温度峰值的最大值常出现在车厢端部客室侧门处。在火灾车厢范围外,隧道拱顶最高点处温度呈指数衰减,且纵向轴线上的火源越靠近车厢中心,隧道拱顶最高点处温度衰减越慢。3)当火源位于车厢内,疏散平台上方的拱顶温度受影响范围较小、峰值较高,当火源位于贯通道内其受影响范围较大、峰值较低,且每个客室侧门处均形成了峰值。4)市域快线列车内部火灾会对3～4节车厢范围内的疏散平台2 m高处温度产生显著影响,在此范围内客室侧门正对的位置形成峰值。当火源功率达到3 MW时,疏散平台开始出现危险区域;当火源功率达到4 MW以上,不同火灾位置时疏散平台均会出现危险区域。行李火灾、人为纵火常见位置的火灾场...     

对联锁报告区段状态和车载报告列车位置信息不一致问题的分析与研究

CTCS-3级列控系统的列车走行累计误差如果过大,有可能造成联锁设备向RBC报告区段占用状态与车载设备向RBC报告列车位置之间存在信息不一致问题,导致列车运行效率降低,影响行车安全.本文针对该问题进行了数学建模,通过对模型的分析研究,说明了问题发生的原因,并提出了降低问题发生概率的方法.     

基于通信的列车控制系统对车辆基地出入段能力的影响研究

由于城市轨道交通网络化运营和线路的延伸,使客流不断增加,对列车的运行间隔和服务质量提出了更高的要求.为满足客流的增加,引入CBTC(基于通信的列车控制)系统以减小列车运行间隔、提高运营效率.而此时,车辆基地的出入段能力逐渐成为影响全线运营效率的瓶颈.为此,对目前上海轨道交通车辆基地的出入段能力进行了研究,对列车出入段能...