基于裂缝波导通信的列车自动控制系统论文

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1、基于裂缝波导通信的列车自动控制系统论文.freeleDivisionMultipleAccess)多址通信方式，通过有线和无线网络的集合，实现列车与轨旁设备的双向连续通信及列车定位功能，最终实现移动闭塞信号控制系统。2．1波导信息网络波导信息网络用于确保列车和本地ATS(AutomaticTrainSupervision)——列车自动监控系统、控制中心之间的车地双向连续传输信息。波导信息网络是由多个波导信息网通信单元和车载的波导信息网移动站组成，图1为波导信息网络结构图。波导信息网基站是由车站计算机、

2、无线扩频电台、数据采集卡、无源滤波器、窄缝检测发射器、耦合器等组成。波导信息网移动站是由车载计算机、车载无线电台、数据采集卡、窄缝探测接收器等组成。信号传输是通过ATS中心控制室、车站计算机、车载计算机、车载电台和列车上的定向天线发射和接收信号，轨旁单元通过同轴电缆与裂缝波导连接，以裂缝波导为载体双向传输列车实时信息。图1波导信息网结构波导信息网基站和轨旁ATP(AutomaticTrainProtection)／ATO(AutomaticTrainOperation)——列车自动防护／列车自动驾驶是

3、有线连接，轨旁ATP／ATt之间通过光纤、尾纤、光配线架、光端机等形成区间链路。波导信息网基站和波导信息网移动站之间的无线网络执行IEEE802．11和IEEE802．3标准。操作系统可选用achineInterface)接口、接收HMl发送的列车控制信息并通过报文模块发送、提供TCP／IP通信接口、提供串口通信接口等。2．2通信单元系统中的通信单元由裂缝波导(用于辐射电磁波载波)、波导同轴变换器(用于向裂缝波导馈入射频载波信号)、同轴电缆、终端负载(用于消除反躬被)、波导信息网基站、轨旁ATP／AT

4、O、园司链路与沿线设备共同组成的—个无线和有线相结合的通信网络，图2为通信单元的基本组成图。系统中的通信单元是组成波导信息网络的基础，负责每个车站的信息管理，列车控制等，信息通过区间链路等通信网络和控制中，b进行交换，以便控制中心对每列列车进行调度管理。每个通信单元和本地ATS、轨旁ATP／ATO、计算机联锁、轨道电路组成—个信号控制车站。站台信号设备如信号机、屏蔽门、紧急停车按钮由信号控制站的联锁设备控制。信号控制站主要负责：初始化网络配置、无线网络管理、数据记录、数据处理、跟踪歹0车、速度计算、提

5、供操作员接口、列车控制系统接口、车载计算机信息交换等。2．3波导信息网基站波导信息网基站一般位于离波导不远的地方，也可以安装在信号设备室。主要是由下列设备构成：无源滤波器、无线调制解调器、裂缝波导检测载波发生器、多路复用器、耦合器电源等组成。它是组成波导信息网络单元的最基本的部分，是和车载移动站进行车地通信的工作站。2．4波导信息网移动站列车两端的驾驶室各有一台波导信息网移动站。包括车载无线电台、车载ATP／ATO设备、接口电路以及信标接收天线和解码器。车载计算机，安装专用的数据采集卡，将其作为移动工

6、作站，安装操作系统、数据库、专用数据采集软件等。主要负责：数据初始化、无线网络连接、获得位置信息、速度计算、控制区交接通信、与车站计算机交换信息、数据记录、数据处理、列车控制系统(窄缝险测接收器)接口等。2．5微波裂缝波导采用微波裂缝波导系统作为车地双向数据传输的媒介，微波裂缝波导系统是波导信息网络的关键部分，它是具有较宽的带宽的可以同时传输数据、语音及视频信号的传输系统，用于车地双向连续数据传输及列车定位。裂缝波导是个中空的铝质矩形管，在其顶部等间隔开有窄缝，使得在载频范围内的微波沿裂缝波导均匀辐射

7、，在波导上方的适当位置接收器可以接收波导裂缝辐射的信号，接收器通过信号处理得到有用的数据，图3为裂缝波导传输方式。轨旁ATP/ATO——语音、视频、数据图3裂缝波导传输方式使用TDMA作为系统的通信组织管理方式。TDMA(TimeDivisionMultipleAccess)——时分多址就是所有用户使用同—射频带宽，按某种秩序分时发射的多址通信技术。波导信息网基站向每列列车给出同步信号，给每竹rJ车预先分配好一个固定时隙，每列列车在各自的时隙内和波导信息网基站交换信息(具体的时元、时隙划分，需要根据扩

8、频电台的技术指标确定，一般—个时隙大约10ms)，采用直接序列扩频和跳频来防止干扰。波导信息网基站使用同轴电缆与裂缝波导连接，通过裂缝波导与车载电台交换信息，列车与轨旁单元的信息交换在固定的时隙内完成。系统每秒多次对每辆列车的位置进行检测，利用时分多址(TDMA)方法，最多可同时控制30辆列车。交换的数据内容包括列车的车次号、当前相对位置、当前运行速度、运行时间、运行距离、到达时间、出清时间等，列车通过车载ATP／ATO控制列车的运行并精确定位，图4为T