基于车车通信的地铁列车应急追踪预警方法研究

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1、基于车车通信的地铁列车应急追踪预警方法研究【摘要】当地铁列车因信号系统故障而采用人工驾驶时，缺乏技术防护，存在一定的安全风险，列车应急追踪预警系统可以提供基本的安全防护。基于车车通信的追踪预警通过测量车-车无线电信号传播时间，计算前后?距并对比报瞥阈值，实现地铁列车的应急追踪预瞥。本文介绍基于车车通信的无线测距技术，对测距原理、设计方案进行相关研究，并在地铁隧道内完成现场实验，验证了方案的存效性。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除已转载的信息，如果需要分

2、享，请保留本段说明。【关键词】地铁；车-车通信；追踪预警；无线测距[Abstract]Thereisapotentialsafetyhazardwhenthetrainismanualdrivingduetotheautomatictraincontrolsystemfailure.TheTrainCollisionWarningSystemisabletoproviderear-endcollisionprotectioninthissituation.Thesystemisprompttheemergencydistancebymeasuringthetrain

3、totrainradiopropagationtime,calculatingthedistancebetweenthetrainsandcomparingthepre-setalarmthreshold.Inthispaper,weintroducesthetechnologyofwirelessrangingbasedontraintotraincommunication,studiestheprincipleofdistanceranginganddesignscheme.Finallyweconductedthefieldexperimentinasubwa

4、ytunnel，whichprovingtheeffectivenessofthedesignscheme.【Keywords】UrbanRailwayTransit；Traintotraincommunication；Train-followingwarning；Wirelessranging0引言地铁列车以其大运量、准时、耗能集约等优点在城市公共交通系统中占有突出地位［1］，获得了大力发展。截至2015年底，中国大陆地区拥有了110条在建及正式投入运行的地铁列车线路，总里程达到3293km。地铁列车的运行环境较为复杂，运行速度较快，其运行安全由具有故障-安全理念

5、的列车超速防护系统（ATP）保障［2］。系统出现故障时，会导致列车停车。在实际运行中，为保证行车效率，在ATP切除后采用人工驾驶方式行车。此吋，运行的地铁列车缺乏必要的通信交流，列车间的碰撞事故在所难免。2011年，上海地铁10号线发生的“9.27”列车追尾事故正是因为列车在ATP切除状态下运行缺乏通信交流发生的。因此，研究列车应急追踪预瞥技术很有必要。本文介绍了地铁列车基于车-车直接通信的应急追踪预警方案，分析了无线传感器网络的无线测跑技术，根据地铁列车的运行环境选择适合的测距技术，最后对所选的测距技术的原理与实际的应用情况进行介绍，完成了测距实验。1追踪预警方案

6、1.1基于车-车直接通信的地铁列车追踪预警方案地铁列车追踪预瞥方案的目的是不依赖于原有的基于车-地双向通信的列车自动控制系统，借助设备之间的直接通信技术，实现车-车之间的信息交互，为列车驾驶员提供防碰撞的预警信息。该系统框架见图1。该追踪预警方案具有如下特点：(1)实时车距计算.•在地铁列车司机室的头尾部分别安装测距设备，在两列车追踪运行时，由前车的车尾设备与后车的车头设备建立实时通信应答机制，前后列车的设备间传送测距信息。(2)工作模式识别：系统能准确识别头尾端设备，根据线路区分上、下行情况并能够保证在地铁列车掉头行驶时自动切换工作模式。(3)独立于既有信号系统：

7、系统根据建立实时应答机制的设备实现车-车直接通信的功能，与基于车-地双向无线通信的列车运行控制系统不产生信息交互。在ATP切除吋能够即刻识别并发出告警信息。(4)预警信号：由测距设备测得列车追踪运行距离后，由系统之前设定好的极限阈值进行对比，分等级发出预警信号，包括语音提示与屏幕显示等信息辅助司机。(5)系统自检与故障诊断：系统应具备上电自检的功能，对自身工作状态与故障进行诊断分析，并且能够对设备的工作状态进行记录与分析。上述为地铁列车基于车-车直接通信的追踪预警系统应具有的功能。1.2无线测距技术的介绍无线测距技术的发展在很大程度上得益于无线定位技术的发展。这