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.     

基于组合定位的现代有轨电车雷达防撞系统设计

现代有轨电车作为一种新型公共交通工具,因半独立路权的运营方式使其与其他社会车辆相撞的事故近年来频频发生,有轨电车防撞系统成为保障现代有轨电车安全运营的重要设备。在分析比较传统防撞系统的方式方法后,根据现代有轨电车实际运营环境特征,结合卫星导航与无线射频识别技术,提出一种基于扩展卡尔曼滤波和目标跟踪算法的低成本组合定位雷达防撞系统。测试结果表明,该防撞系统在结合组合定位模块数据后可有效判断列车当前行驶的危险区域范围,降低单一雷达防撞系统的误报警率,及时发出报警信息,提高防撞系统的准确性和稳定性,更好的保障有轨电车运行安全。     

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。     

一种大型养路机械车辆作业防撞系统

大型养路机械车辆作业防撞系统是一套辅助操作人员进行车辆间位置判读并自动进行防撞预警的作业安全防护设备。作业防撞系统通过GPS定位、激光测距、轮径脉冲计数等手段实现车辆的位置定位及相互距离判断，通过数传电台及4G网络模块实现车辆通信，将车辆间相互距离的实时监测及当前车辆速度经过防撞模型算法处理，得到车辆的碰撞预警信息，实现大型养路机械车辆防碰撞预警功能。系统在现场测试中可实现60 km/h的车速下，提前1 min以上进行车辆碰撞预警，有效保障了大型养路机械的作业安全。     

基于时序分析的列车接近预警方法

列车接近预警系统通过获取运行线路上相邻列车的位置信息进行碰撞风险分析,当存在潜在危险时向司机发出警告信息,从而保障列车运行安全。本文将列车安全接近过程划分为不同的时序分量并进行详细分析,基于各时序分量精确计算安全接近时间,并针对前车匀速运行及前车静止两种情况下的安全接近过程进行讨论。本文在安全接近时间的基础上定义了时间防护分区,并据此将列车接近预警信号划分为3个等级,分别为蓝色预警信号、黄色预警信号和红色预警信号,司机可以根据信号采取相应的安全措施,列车接近分级预警方法可为列车接近预警系统的研发提供参考。     

现代有轨电车列车控制方式的选择

对现代有轨电车可采用的司机人工控制方式和列车自动控制方式进行适用性研究,分析行车需求、环境条件、平交路口控制方式、工程实施方式、景观需求、投资及维护等因素对选择列车控制方式的影响及相互制约关系,提出现代有轨电车工程选择列车控制方式的原则和思路,即：行车需求低的有轨电车工程适合司机人工控制的方式;行车需求高的工程须采用列车自动控制的方式实现安全防护,此时应尽量创造封闭的线路环境,通过立交的方式减少平交路口,为信号系统提供实施自动控制的条件。     

无绝缘谐振式轨道电路系统研究与实现

根据现代有轨电车信号控制系统的特点,提供一种用于有轨电车铁路线路占用与空闲检查的方案。结合工程需要重点分析无绝缘谐振式轨道电路系统的原理和实施方案,可供现代有轨电车检查列车位置并保证列车运行安全提供设计参考。     

上海磁浮运控系统对列车状态的安全控制和管理

上海磁浮列车示范运行线的运行控制系统对列车运行起到自动控制和安全防护的核心作用。介绍并分析了运行控制系统对列车状态的设置和管理,及其在列车安全控制及防护方面的功能。该系统以列车状态为基础来进行相关操作等控制,实现列车运行的安全防护。     

基于图像识别和多感知融合的列车自动防护方案

针对城市轨道系统列车运行过程中不能通过轨道占用和列车主动识别监测到危险侵入物的问题,提出了一种基于图像识别和多感知融合技术的列车自动防护方法,将原来由列车司机人工实现对轨道侵入物等突发事件的防护升级为由系统自动防护,大大提高了列车运行的安全性。     

城市轨道交通列车碰撞防护系统设计与研究

城市轨道交通作为一个复杂系统,由基于车-地双向通信的列车运行自动控制系统来保证运营安全。为了弥补普遍应用的列车控制系统过度依赖地面控制中心和车-地通道的不足,提出一种新型的城市轨道交通碰撞防护系统(CASUMT),该系统叠加于既有列车运行控制系统之上,基于"车-车通信"技术实现列车碰撞防护。设计列车碰撞防护系统总体结构和工作原理,并详细研究系统的关键技术;通过合理简化,并对系统的可靠性与安全性进行建模分析对比,研究结果表明:增加碰撞防护系统的城市轨道交通列车运行控制系统可有效提高运营效率,保障运营安全。     

城市轨道交通国产ATP车载设备超速防护功能的仿真实现

在城市轨道交通列车自动控制系统（ATC）中，列车自动防护（ATP）系统担负着列车运行间隔控制，进路控制，超速防护的重要作用，是列车运行自动控制的基础，其中，ATP车载设备是ATP系统中保证行车安全的关键设备。它根据地面信息和机车信息生成列车速度控制曲线，并与列车实际速度进行比较，监督列车运行，实现超速防护，零速检测，无意识移动防护，制动确认和车门防护等功能。本文在介绍ATP系统仿真的基础上，重点阐述了ATP车载设备列车速度控制模式曲线的仿真计算方法，并以北京地铁一号线的线路参数为例，对ATP车载设备的速度控制模式曲线进行了仿真，实现了车载ATP的超速防护功能，目前，整个ATP仿真系统已正式投入运行，取得了预期的效果。     

基于有限元仿真的列车-桥梁防护墙碰撞研究

针对桥梁防护墙防护能力研究较为匮乏的现状,基于有限元理论,运用Hypermesh软件建立有砟无砟轨道桥梁上动车组头车与防护墙碰撞的有限元模型,采用数值仿真方法对动车组头车碰撞防护墙过程进行分析和研究,获得不同速度和不同冲角碰撞工况下防护墙的受力与变形及列车运行轨迹的变化。研究结果表明:动车组头车以较低速度、较小冲角碰撞防护墙时,防护墙受损破坏程度较轻;当碰撞速度较高、冲角较大时,防护墙受损程度较重,头车有轻微爬墙现象。加高防护墙后建立相关工况下的碰撞模型进行仿真计算,通过分析其碰撞过程和碰撞力、头车偏转角及速度随时间的变化情况,发现增高后的防护墙能有效抑制列车爬墙现象,列车运行稳定性较好。     

机车监控装置的发展及其在乌鲁木齐铁路局的运用

列车运行安全防护装置最早应用于20世纪80年代初的自动停车装置（ZTL），最新开发的LKJ2000型列车运行监控记录装置是借鉴国内外先进列车超速防护及列车控制技术研发的新一代列车超速防护设备，采用双机热备冗余工作方式，并新增事故状态记录器（黑匣子）。乌鲁木齐铁路局在全路第一个安装LKJ2000型监控装置，有效地保证了客运机车途中的安全正点运行。     

“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。     

光纤传感技术在铁路中的应用

光纤传感技术是当前传感器领域研究方向。介绍光纤传感技术在监测路基沉降、边坡滑坡、轨道温度、轨道不平顺、轨道振动、道岔密贴、接触网温度、桥梁隧道结构状态、车体倾斜（载重）、车体状态（应力、振动、温度）、列车防撞预警及安全防护、列车装载超高与超宽和底部超限等方面的实际应用现状,分析总结其技术特点。光纤传感技术凭借自身优点和多参数监测能力,在铁路行业监测领域应用前景广阔。     

基于卫星移动通信的列车远程监测系统的设计与实现

将卫星移动通信技术应用于列车运行状态远程监测领域，结合GPS技术和计算机网络通信技术，在列车与调度中心之间建立了一个广域、实时、可靠的双向数据通信平台，实现了列车实际运行时刻的自动判断和机车状态信息的自动采集功能。系统运行稳定可靠，其实时传送到调度中心的列车运行信息，为调度人员对列车进行合理的调度管理提供了可靠的决策依据。     

基于可达集的虚拟编组行车安全防护方法研究

虚拟编组可有效提升运输能力，是轨道交通领域的研究前沿，其行车方式的变革给列车运行控制带来新的问题。为满足虚拟编组行车紧密追踪及协同作业的安全防护需求，探讨一种基于可达集的虚拟编组列车运行安全防护方法。首先，构造列车运行控制混成自动机模型，更加精确地描述编组列车控制行为；然后，提出一种通过对混成模型过近似可达集求解来确保列车运行安全的防护方法，深入剖析虚拟编组列车运动行为，给出一种面向多面体精化的自适应步长可达集求解算法，能够实时预测前行列车动态轨迹，进而达到最大限度缩短列车追踪间隔的效果；最后，利用实际线路数据进行仿真实验。实验结果表明，该防护方法与传统防护方法相比，可进一步缩短列车追踪间隔，更能满足虚拟编组行车安全防护需求。     

100%低地板现代有轨电车电磁兼容性设计研究

分析了列车电磁环境和相关标准,阐述了100%低地板现代有轨电车电磁兼容性设计的布局设计、布线设计、接地系统设计、屏蔽设计以及辅助供电电源设计的设计思路,特别强调了低频磁场的防护措施。100%低地板现代有轨电车的电磁兼容性设计涉及到了总体布局、布线、电气设备、电气材料、屏蔽、接地等多个方面,较复杂,需不断完善。     

现代有轨电车道口信号控制技术研究

结合埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴轻轨工程,介绍我国国产有轨电车信号系统的构成和道口信号的控制原理。通过对基于列车自动防护技术的道口信号控制过程的分析以及道口行车间隔的计算,说明该信号系统的可靠性、安全性完全满足国际规范和设计要求,可提高列车运行和道路通行的效率,有效保证列车、道路车辆和行人的安全。     

基于Radau伪谱法的储能式有轨电车速度优化控制

优化有轨电车运行状态是一种简单、可靠、有效降低有轨电车能耗的方法。鉴于有轨电车站间红绿灯对其运行状态的影响,以及通过优化有轨电车的速度轨迹使其在不停车的前提下顺畅通过交叉口等仍缺少研究的现状,以储能式有轨电车为研究对象,建立了基于场景的环境模型和列车运动学模型。以有轨电车在行驶过程中的总能耗为优化目标,根据其出站时和到站时的状态以及红绿灯的配时信息建立模型约束,采用Radau伪谱法优化有轨电车的速度轨迹,实现行驶过程中的总能耗最小。仿真验证表明,该算法能使有轨电车平顺地通过信号交叉口,避免因在红灯时间窗到达停车线造成的急加速、急减速等行为,总能耗减少了23.45%。