高铁追踪接近预警系统车载设备的设计与实现

高铁追踪接近预警系统能够实现高铁列车的防撞预警.车载设备是系统的重要组成部分,车载设备计算出列车公里标,将数据通过GSM-R无线传输设备发送到地面的预警服务器,并接收来自预警服务器的列车运行预警信息,通过列车预警显示设备提供给司机安全预警信息.对高速铁路列车追踪接近预警系统的组成、工作原理和关键技术进行阐述,设计并实现了系统中的车载设备,最后进行了单元测试、系统测试及现场验证.测试结果表明车载设备能够有效的提供列车位置,公里标的误差在8m以内,实现相邻列车运行状态的安全预警,证明该设备具有很高的实际应用价值.     

铁路列车追踪预警系统技术研究

近年来我国铁路交通蓬勃发展,高速铁路网已初具规模。铁路系统自身对于安全性、可靠性的需求也显得更加迫切。因此,列车追踪预警系统的开发满足了以上需求。这套系统采用列车定位技术,通过无线传输,实现同一线上列车追踪告警功能。系统对于保障铁路运输安全、提高铁路运输效率具有重要意义。     

高速铁路列车追踪间隔时间研究

高速铁路列车追踪间隔时间计算方法完全不同于普速铁路。根据高速铁路CTCS-2/CTCS-3级列控系统和CTC的技术特点,遵循我国高速铁路行车组织规则,在不考虑延续进路条件下,分析确立高速列车追踪间隔时间的计算方法,提出计算公式中各参数的取值,检算我国高速铁路可实现的高速列车追踪间隔时间,分析影响高速列车追踪间隔时间的因素,并提出改进建议。     

高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统设计与实现

列车追踪间隔与高速铁路列车运营密切相关,通过列车追踪间隔仿真系统能够检验列车牵引特性、线路条件等因素对列车追踪间隔时间的影响,对研究列车追踪间隔时间优化及列车技术作业方案设计提供有效的帮助。文章介绍了高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统的设计,使用列车间隔时间标准化计算方法,结合列车牵引计算、车站以及线路等数据,通过原型系统的开发,实现了列车运行曲线与列车追踪间隔时间的计算与仿真。具体介绍了系统结构,功能设计及数据结构,以一个实际数据为例对系统的功能以及技术可行性进行了验证。实验输出数据基本符合我国实际情况,该系统能够作为列车追踪间隔相关研究的可靠工具。     

高速铁路地震预警监测系统工程设计方案研究

地震是对铁路列车安全运营威胁较大的自然灾害之一,铁路地震预警监测系统是随着我国高速铁路建设逐步发展起来的新系统。对国内外高速铁路地震预警系统进行分析。结合国内建设标准与技术标准,对我国高速铁路的地震预警系统总体架构、设备设置等工程设计原则进行探讨,针对监测终端和触发单元的设置方案进一步展开分析。针对监测业务终端按局布设和按调度台布设两种方案进行优缺点分析。结合工程建设实际情况,针对信号触发监控单元不设置在牵引变电所与通信机房两种方案进行经济与技术分析,提出两种设置方案的优势与不足,提出供工程建设参考的建议。并针对目前技术现状,提出我国铁路地震预警监测系统的建议发展方向。     

基于二次雷达技术的地铁防撞预警系统研究

城市轨道交通列车运行的自动化、自主化程度越高,其安全与效率也越依赖于信号系统。而当信号系统故障导致列车采用ATP切除的人工驾驶模式运行时,列车运行的安全则完全由司机保证,缺少设备层面的保障。针对该情况,基于二次雷达技术研究的地铁列车防撞预警系统,能够不依靠信号、通信等其他系统,实现前、后列车追踪间距预警提示,从而为无ATP防护的人工驾驶列车提供设备层面的辅助安全保障。     

高速铁路追踪列车间隔时间测试方法标准化研究

针对高速铁路追踪列车间隔时间测试没有标准化方法的现状,明确测试理论基础,规范测试方法。运用到达车站间隔时间的分析计算方法探讨高速铁路追踪列车间隔时间测试理论,提出高速铁路列车速度与密度合理匹配关系是追踪列车间隔时间测试的理论基础,计算结果符合我国高速铁路实际情况。指出司机操纵差异、咽喉长度、线路条件等是影响追踪列车间隔时间测试出现偏差的重要因素,从测试组织过程、测试结果以及结果的动态分析角度规范追踪列车间隔时间测试方法,方法可操作性较强,能够体现线路实际列车追踪运行能力,已应用于10余条高速铁路的运行试验工作。     

移动闭塞下列车追踪运行研究

移动闭塞下列车的追踪运行有2种模式:撞"硬墙"模式和撞"软墙"模式。撞"硬墙"模式更加安全,而撞"软墙"模式更加高效。通过对2种追踪模式建模并对比分析,结合各自特点提出准撞"软墙"模式,对其进行建模分析,研究该模式下列车追踪间隔的计算方法,并通过Matlab仿真探讨该模式的性能。研究结果表明:选择合适的制动挡位,准撞"软墙"模式在保证安全性的前提下,其追踪性能优于撞"硬墙"模式,且稳定性和舒适性都优于撞"硬墙"模式。     

列尾和列车安全预警系统

列尾和列车安全预警系统是由车载数传电台、列尾装置、便携式预警设备、袖珍式预警器和道口预警设备组成。该系统采用自动间歇循环广播发射的方式，有效地减少信息传输中的相互碰撞；车载电台采用双信道机、双电源冗余备份，提高了系统的可靠性；袖珍式预警器具有场强比较功能，解决了列车离去后频繁提示问题；采用适宜现场应用的汉字显示和语音提示方式。系统主要功能和技术指标符合铁道部《800MHz列尾和列车安全预警系统主要技术条件（暂行）》的规定，并能实现与同类设备相互兼容、互联互通。列尾和列车安全预警系统于2004年10月通过铁道部技术审查。[第一段]     

CTCS-3级列控系统避撞协议的建模、设计和实现

CTCS-3级列控系统中的车载设备和RBC之间通过避撞协议进行协调控制。根据列车避撞安全需求,采用安全UML中的安全用例图和安全类图表示避撞协议模型,实现在任意时间间隔内,列车运行速度不超过期望速度,并且列车位置永远不能越过行车许可(MA)的安全功能。避撞协议的安全功能通过连续避撞策略和离散避撞策略的形式化精化实现。前者给出了列车速度和位置为连续变量的情况下,避撞协议的静态结构、动态交互和连续控制策略;后者利用离散逻辑实现了连续避撞策略的离散化。通过对离散避撞策略的进一步精化,生成避撞协议的实时程序代码。严格的形式逻辑WDC*的推理保证了连续避撞策略、离散避撞策略和最终代码精化的正确性和安全性。     

基于偏置伽马分布的高速铁路地震预警及紧急处置时延特性分析

通过对高速铁路地震预警及紧急处置时延特性进行分析,提出1种地震预警及紧急处置时延精确概率分布函数——偏置伽马分布模型。采用国内和日本天然地震记录数据作为输入对某高速铁路地震预警系统进行现场试验,利用试验数据验证了偏置伽马分布概率密度函数描述时延的偏置量及分布特征的有效性,表明地震预警时延和紧急处置时延服从偏置伽马分布。通过建立不同紧急处置路径和不同预警级别情况下时延的概率事件模型,采用偏置伽马分布模型分析高速铁路各级别地震预警与紧急处置总时延分布特征与规律,并进行综合比较与评价。结果表明:在Ⅱ级和Ⅲ级地震预警情况下,从首台站地震P波初至,到铁路局中心系统以GPRS方式向车载装置发送地震紧急处置信息,再到车载装置自动触发列车紧急制动,总时延在50%,70%和95%概率下分别为2.34,2.68和3.63s,证明我国高速铁路地震预警及紧急处置技术方案有效、可行。     

基于元胞自动机的高速铁路列车群追踪运行仿真模型

为分析高速铁路列车在追踪间隔缩小时的运行状态,根据准移动闭塞系统原理,设置列车区间运行和车站运行的演化规则,建立准移动闭塞条件下基于元胞自动机的列车群追踪运行仿真模型。利用元胞自动机对京沪高速铁路线路"上海虹桥—南京南"运行图中追踪运行的10列车进行建模仿真,分析仿真结果验证到达间隔时间是制约追踪间隔的瓶颈,并得出后行列车满足追踪间隔4 min或3 min的情况下,其运行速度不受前行列车的干扰。     

高速铁路列控车载系统超速防护算法的研究与仿真

列控车载系统是一个典型的安全苛求系统,车载系统超速防护算法对列控系统的安全性具有重要影响。本文结合高速列车动力学模型、延时特性和混杂特征,提出了车载超速防护算法及车载系统的混杂建模方法。利用Simulink/Stateflow混合仿真技术实现了车载超速防护算法的仿真,并以区间两车追踪场景为例对超速防护算法进行验证。验证结果表明该超速防护算法是有效的,区间运行的两辆高速列车能够实现避撞功能。     

铁路道口智能预警与控制系统综述

对目前我国铁路道口各种智能预警控制系统进行综述,总结出几种典型的道口预警与控制方式。其中基于单片机控制器的预警系统、基于GPS和GPRS的ARM控制系统及基于工控机的综合监控系统应用比较广泛。近几年由于图像处理技术的发展成熟,铁路道口图像监控预警系统成为新的发展方向,通过相应的图像分析,可以准确记录道口交通情况,实现有效的预警控制。     

利用区间渡线组织列车越行对高速铁路区间通过能力的影响

研究高速铁路高、中速列车混跑模式下，利用区间渡线和反向线路组织不同速度等级列车待避或越行对线路我间通过能力的影响。定量分析了三种不同越行方式对高速铁路本线通过能力和反向线路通过能力的影响程度，得出了增设区间渡线组织列车越行对高速铁路通过能力的影响程度随高速铁路站间距离、中高速列车速差、列车最小追踪间隔、列车越行方式以及运行图结构不同而变化的规律；当双向行车量不均衡，某一方向行车量较大时，在长度接近或超过60km的区间设置渡线，利用渡线和反向线路组织列车区间越行，可提高行车量较大方向的区间通过能力，当双向行车量较大且较均衡时，为避免降低反向线路的通过能力，一般不宜组织这种越行。当中速列车利用区间渡线和反向线路车待避高速列车时，使增设越行点所产生的中速列车额外扣除时间降至零在最小区间距离，以及有关铺图结构、计算方法等，同样适用于高速铁路越行站的合理分布的研究和距离的确定。     

高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法

基于高速铁路地震预警监测系统的结构和功能,提出1种高速铁路地震预警系统紧急处置信息快速生成算法。该算法采用曲线拟合方法建立平面坐标系下高速铁路线路的曲线方程,基于地震动能量衰减方程建立平面坐标系下地震影响范围的圆曲线方程,联立2个方程并求解,得到2条曲线2个交点的坐标值;将坐标值转换为经纬度,再转换为公里标,得到地震对高速铁路线路的影响范围;再依据高速铁路预警地震紧急处置原则,生成高速铁路地震预警紧急处置信息。将该算法应用于高速铁路地震预警监测铁路局中心系统的测试和现场地震试验中,紧急处置信息生成时间的最大值均为40ms,平均值分别为18和27ms,可见其远远小于《高速铁路地震预警监测系统暂行技术条件》中对路局中心系统紧急处置时间100ms的要求,从而验证了该算法的合理性和有效性。     

高速铁路运行试验列车追踪间隔测试体系研究

高速铁路列车追踪间隔测试是在联调联试及运行试验阶段,验证新建高速铁路是否满足线路通过能力设计的一个重要测试项目。借鉴以往追踪测试实践经验,剖析追踪测试场景设计的影响因素,分析采用TAX箱通讯卡和高精度GPS进行运行数据采集的有效性。从列车出发追踪间隔卡控、列车运行速度控制、列车区间追踪间隔调控、测试项点分析等方面,研究列车追踪间隔测试过程控制。在此基础上,研究二分查找与信号影响时间补偿相结合的测试分析方法,提出一套完整的高速铁路运行试验列车追踪间隔测试体系,为列车追踪测试提供参考和依据。     

铁路避撞系统RCAS的关键问题研究

基于车-车通信的铁路避撞系统RCAS(Railway Collision Avoidance System)使列车能周期地获取邻近区域的运行状况信息,若有潜在的碰撞危险则向司机发出警告并给出建议,从而避免碰撞事故的发生。此系统独立于传统运营机制下的安全设备,可提高列车运行的安全性,且具有提高效率的潜能,可缩短相邻列车的追踪间隔。本文详细论述RCAS的体系结构、定位算法、通信机制及碰撞检测机制,并根据目前研究现状展望将来的研究方向,以期对我国铁路发展提供参考。     

铁路局货物列车编组质量动态检测预警系统的研发

为确保列车运行安全,实现对违编列车的超前预警和控制,通过阐述货物列车编组质量动态检测预警系统的目的和主要功能,提出货物列车编组质量动态检测预警系统技术方案,实现铁路局跨局和管内列车按照规定要求确报,并实时进行动态检测,根据不同影响度分级给予预警,实现检测和预警自动化,为行车指挥人员提供决策依据。     

国外高速列车技术特点及发展趋势研究

高速列车技术是世界高速铁路系统中技术含量最高、最关键的子系统之一。从国外既有高速列车出发,结合各国开展的高速列车最新研制情况,分别从高速列车总体设计理念和关键技术方面,归纳和总结国外高速列车的技术特点和发展趋势,为我国高速列车技术的进一步发展及高速列车"走出去"战略的实施提供参考和借鉴。