5G-R高铁车站场景MIMO天线阵列结构与传输性能研究

面向5G-R高铁车站应用场景,在2 155～2 165 MHz频段采用射线跟踪仿真技术,对4种不同天线阵列排布方式的MIMO系统多层传输性能进行对比研究。通过研究采取不同收发端天线阵列排布方式时的信道相关性,计算每个接收点位所能达到的MIMO系统最大传输层数,获取各层数对应的信噪比,计算在不同调制方式、不同天线排布方式下每个接收点位的下行峰值传输速率,确定面向5G-R高铁车站场景的MIMO系统最佳传输层数。仿真验证结果表明,面向5G-R频段高铁车站应用场景,基站端采用线阵、车载端采用方阵排列,可取得最佳峰值传输速率。研究结果可为5G-R专网建设中高铁车站部署MIMO系统提供技术积累和理论依据。     

漏泄同轴电缆的配置及接续技术

在铁路无线列车调度通信系统中,为解决铁路多弯处、大弯处、隧道群、长大隧道及山区地带等弱场强或无场强盲区的场强覆盖率问题,采用了450MHz单双工兼容无线列调,架设漏泄同轴电缆(LCX)和隧道中继器的方式.现对该系统施工中的LCX的配置、接续技术及其有关问题的处理,进行介绍.     

地铁隧道5G天线布局对MIMO性能的影响

为推广第五代无线通信系统（5G）大规模多输入多输出系统（Massive MIMO）技术在地铁中的应用,使用射线跟踪预测在隧道场景中,不同阵列的布局对MassiveMIMO系统性能的影响。对射线跟踪法进行校准,确定隧道场景下的相关参数,通过以5.6 GHz为中心的160 M带宽的射线跟踪仿真,分析MassiveMIMO系统中多种天线阵列布局下的系统容量、路径损耗以及均方根时延,对5G通信系统中的天线与基站设计有参考意义。     

MIMO在高速铁路GSM-R车地通信系统中应用的研究

GSM-R(GSM for Railways)系统作为一种新的铁路无线通信网络,应用于CTCS-3级列车控制系统,以满足高速铁路可靠的信号传输需求.但从实际的运行效果来看,对于车地无线传输质量的影响主要来自于多径效应,为此,本文在分析MIMO(Multl ple-lnput-multiple-output,多输入多输出)的基础上,证实了将MIMO技术引入GSM-R系统能使通信质量得到改善,非常适合高速铁路移动通信的特点.     

隧道环境下无线信道特性分析

对隧道中电磁波传播特性进行研究是发展隧道环境下无线通信系统的基础。近年来,研究人员多关注于隧道环境下的电波传播特性,而较少考虑到车体对通信系统性能的影响。在车体的影响下,信号在穿越车体时会发生功率损耗,同时反射物的增加会使反射线增多,其对信号功率在车体内的分布、天线相关性、角度特征以及MIMO性能的影响还需要进一步研究。使用射线跟踪法,在隧道环境下引入车体模型,分析对比了有车和无车时的车体内功率分布与路径损耗,并从角度特征、天线相关性、特征值、容量等方面分析各类因素对MIMO性能的影响,为隧道环境下应用多天线技术提供参考依据。     

基于毫米波MIMO的车车通信混合预编码研究

高速铁路普遍采用传统的车地(Train-to-Ground, T2G)通信,针对传统T2G通信存在轨旁设备多、传输延时高和系统容量不足的问题,提出一种车车(Train-to-Train, T2T)通信混合预编码(Hybrid Precoding, HP)的传输方案来弥补T2G通信的不足。在T2T通信中引入毫米波(Millimeter Wave, mmWave)、大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)和HP等第5代移动通信(Fifth Generation Mobile Communication, 5G)关键技术,并重新设计一种适用于HP的等效全连接神经网络模型,同时结合反向传播（Back Propagation, BP)算法和自适应增量(Adaptive Delta, AD)算法,进行基于毫米波大规模MIMO的T2T通信HP研究。研究结果表明：所给训练集越大,AD-BP算法的拟合情况就越好,理想输出和实际输出的误差越小,经过多次迭代训练最终收敛于频谱效率。采用等效网络算法的T2T通信HP和最优无约束预编码相比,二者性能相近。同时...     

铁路5G专网MIMO技术研究

随着铁路信息技术的发展,车地间的通信业务需求不断扩展。新业务的涌现对铁路车地无线通信提出了更高要求。在5G-R专网建设中,通过引入多输入多输出（MIMO）技术可以有效提升5G-R专网性能,更好满足铁路智能化发展要求。结合铁路关键场景特点,以及5G无线通信中的MIMO关键技术,研究分析适合于铁路不同场景的MIMO技术集合,为5G-R专网未来部署与应用提供可行建议。     

轨道交通场景5G关键技术

在概述第五代移动通信(the fifth generation,5G)三大核心应用场景、标准组织及标准化情况的基础上,着重介绍大规模MIMO(massive MIMO)、毫米波(millimeter wave)以及非正交多址(non-orthogonal multiple access,NOMA)3项5G关键技术的简要原理以及我国相关的研究情况。同时,阐述3项5G关键技术在轨道交通场景中的应用与研究现状,指出其在轨道交通场景的研究热点。结果表明,未来5G的多种关键技术将会渗透到轨道交通系统中的各项应用中,包括列车控制、乘客娱乐、高清视频、设备监测等,为实现轨道交通的智能升级提供有力的支撑。     

多基线数字近景摄影测量技术在铁路勘测中的应用研究

多基线数字近景摄影测量技术打破传统摄影测量单基线原理,采用多基线巧妙地解决了交会角、匹配、精度这三者间在传统数字近景摄影测量中不可相容的矛盾,同时将空中三角测量及平差首次引入了近景系统。本课题按照多基线数字近景摄影测量系统的基本作业流程,研究其在太行山2号隧道出口进行1：500工点地形图的测绘应用,并对实验成果进行了数据比对和精度分析,研究了该技术在铁路勘测中的应用范围。     

高速铁路环境下多输入多输出信道容量分析

根据高速铁路环境,在接收机已知信道状态信息(CSI)而发射机未知CSI的条件下,研究窄带和宽带多输入多输出(MIMO)信道容量计算方法。采用该方法对算例仿真的结果表明:莱斯因子对MIMO信道截止容量的影响较大,对遍历容量的影响则可以忽略不计;MIMO信道容量随着天线数量的增加而显著增加,但并非线性增加;当采用均匀线阵(ULA)时,基站和移动台天线垂直于铁路线路方向放置可以获得更大的信道容量;ULA的天线间距以10倍波长为宜;合理配置天线,在高速铁路环境下,MIMO信道也可获得较高的容量。     

地铁高净空盾构隧道接触网预埋槽道方案研究

目前地铁工程中开始大量采用预埋槽道技术,传统低净空盾构隧道内一般每环管片均预埋全环单槽道,但高净空盾构隧道内需根据接触网安装方案及受力计算确定预埋槽道方案。通过对高净空盾构隧道内3种接触网槽道安装方案的比较分析,采用ANSYS软件建模,对盾构隧道预埋单槽道、双槽道悬挂接触网结构进行有限元受力计算分析。研究表明,高净空盾构隧道采用单槽道悬挂接触网时存在安全隐患,为保证接触网供电的安全可靠性,建议采用双槽道悬挂接触网的方案。在杭绍线工程中的应用实践,为后续地铁工程高净空盾构隧道内接触网预埋槽道的设计方案提供一定的借鉴和参考。     

地铁区间隧道热烟测试实验研究

采用全尺寸热烟试验方法在深圳地铁莲花北站至少年宫站区间隧道进行机械排烟试验,测试位置位于正线隧道与联络线隧道交汇处以及马蹄形隧道单洞双线与马蹄形隧道单洞单线的交汇处。模拟车头、车尾火灾进行排烟,相邻车站隧道风机进行辅助排烟,测试各种排烟模式,观察各种防排烟模式下的排烟效果;研究复杂线路交汇处隧道烟气运动、蔓延情况和设备的工况,并测量和记录风速等数值。实验结果可对隧道防排烟设计、火灾控制提供数据支持,并为列车中部着火且停在隧道内提供疏散方案。     

基于隧道新风量需求的活塞风井方案特性研究

以某市域铁路工程为例,通过采用一维数值模拟方法建立模型,对该工程中某一独立地下站设置单、双活塞风井不同方案时的地下区间隧道有效新风量进行分析与研究,在进行隧道新风量模拟计算结果判定与数据拟合的同时,也对影响区间隧道新风量的相关主要因素进行分析研究,主要结论:不同的单、双活塞风井设计方案辅以车站排热通风系统,均可满足隧道新风量需求;轨行区机械排热系统的风量与相应的隧道新风量之间存在线性拟合关系,拟合曲线与隧道新风需求线的交点即为排热风机变频通风量的临界点,对运营模式具有指导意义。     

盾构隧道双道密封垫防水能力及失效模式研究

盾构管片接缝在高水压下的防水是保障隧道正常使用的关键。为了研究盾构隧道管片双道密封垫防水机理及最大设防压力,自行研制双道密封垫水密性试验装置。对比分析不同张开量及错台量情况下,单道及双道密封垫的最大设防压力,并探讨单道密封垫与双道密封垫的失效模式。研究结果表明:盾构接头张开量影响接缝防水能力,随着张开量的增加,最大防水能力降低。双道密封垫失效模式与单道密封垫不同,张角情况存在手孔渗漏、蹿水等失效模式。研究成果可为类似水下盾构隧道双道密封垫设计施工提供借鉴。     

龙厦铁路双洞单线隧道的GSM—R设计方案优化

结合龙厦线实际情况,针对铁路双洞单线隧道区段的GSM-R无线设计方案进行分析,将隧道结构和方案进行结合,提出了新的覆盖方案,既节约了投资,也减少了将来的维护工作量,可为类似工程提供借鉴。     

地铁隧道盾构法施工对桩基变形与内力的影响

通过数值仿真试验,分析了盾构法隧道施工引起的单桩桩身变形、轴力、弯矩随不同的桩洞距离、桩端与水平洞轴线的相对位置、桩型的变化规律,对群桩进行了数值仿真试验。试验结果表明,开挖后桩身发生倾斜变形,桩身内力发生明显变化,且桩端与水平洞轴线的相对位置与桩端土性的不同对桩身内力变化有明显的影响;开挖引起的双桩的桩身内力相对于对应位置的单桩均减小,且由于前桩的遮挡作用,隧道开挖对双桩后桩的影响大大减弱。     

双圆隧道二次注浆对结构的影响研究

上海轨道交通2号线东延伸段的川沙站到凌空路站,采用双圆盾构进行施工,运营期内持续沉降,后采用双液注浆的方式进行沉降治理。对双液注浆期间对结构会产生怎样的定量影响,及双液注浆完成后,加固体对衬砌的反作用力是否能保证衬砌结构的安全等问题,进行了详细的分析和计算,为注浆治理沉降工作提供理论依据。     

列车荷载作用下地铁区间双层隧道模型试验研究

列车振动对双层隧道和近距离交叠隧道影响较大。以某地铁区间隧道为研究对象,对一单洞双层地铁区间隧道进行列车振动模型试验,选择合适的试验材料,确定隧道衬砌模型和地层材料参数。依照列车动荷载激振力公式,设计列车振动模型装置,解决动力响应模型试验中动荷载加载的问题。在进行静荷载作用下模型试验的基础上,完成双层隧道列车振动模型试验。测试、分析上行动载、下行动载和上下交会动载3种工况隧道结构的受力状态。研究表明:相对于动荷载,静荷载对结构应力状态影响更大,但在个别部位动荷载影响较大。在上下交会动载作用下,衬砌结构个别位置出现应力集中情况;加速度随着离振源距离加大而明显衰减;在一些测点的试验值与数值模拟结果基本吻合。     

双线公路隧道下穿铁路隧道不同施工工法理论研究

针对新建隧道下穿既有铁路隧道施工安全性问题,基于有限元摩尔库伦原理对不同施工工法的三维隧道交叉模型进行模拟分析。对比分析CD法、CRD法和双侧壁导坑法的新建公路隧道下穿既有铁路隧道引起的公路隧道施工不同部位稳定性演变和运营铁路隧道沉降变化,以期为类似工程提供借鉴作用。研究结果表明:对于自身隧道开挖,双侧壁导坑法在控制拱顶沉降具有一定优势,但在水平收敛上CRD法效果最好,其次是双侧壁导坑法。不同工法对既有铁路隧道的沉降影响不同,采用双侧壁导坑法公路隧道施工对既有铁路隧道的沉降影响最小,且不建议在交叉隧道处采用CD法进行施工。     

上中隔壁下双侧壁预锚锭工法在清华园隧道上穿地铁15号线中的应用

为研究新建隧道近距离上穿对既有地铁隧道的变形影响,以京张高铁清华园隧道上穿北京地铁15号线区间隧道为工程背景,提出一种新的施工方法:上中隔壁下双侧壁预锚锭工法,并采用数值模拟和现场实测进行验证,分析隧道施工过程中既有地铁隧道的变形规律。研究结果表明:(1)在侧导洞扩大基础内增加预应力锚索可以有效控制15号线的上浮;(2)上中隔壁下双侧壁预锚锭工法能够保证地铁15号线的安全运营。