探析列车监控系统中地图匹配算法的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文列车监控系统中地图匹配算法的研究姓名：林云申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蔡伯根20050301北京交通大学硕士学位论文摘要智能交通系统是当前交通运输系统的发展趋势，车辆位置又是智能交通系统的重要信息，地图匹配则是获取精确位置信息的关键。论文首先介绍了地图匹配概念及其基本原理，讨论了目前存在的并普遍应用的各种算法的特点并进行了对比。在此基础上，针对铁路线路的一维特性以及调车站场平行股道多、拓扑复杂等特点，对专用的地图模型以及地图匹配算法进行了研究。基于简单化，实用化，层次化的思想提出了适用于

2、铁路列车监控系统的拓扑模型和轨道模型，并通过对曲线近似误差的数学分析，保证了地图模型的精度。系统首次采用载波相位实时差分技术对铁路线路进行测量，生成专用地图，并通过多传感器数据融合以及使用地图匹配输出校j下传感器的方法提高了系统定位精度。系统采用基于状态实时切换的地图匹配算法，既保证了简单情况下的实时性，又保证了复杂情况下的准确性。软件系统采用面向对象设计，在增加系统鲁棒性的同时，降低了系统的维护开销。此后，结合青藏线卫星定位及信息传输系统研究项目以及智能化调车系统项目，对系统中主要算法的性能指标进行了评价和分析，证明了系统设计和算法

3、设计的合理性和可行性。最后，论文针对系统的不足提出了三点改进建议。关键词：全球卫星定位系统，地理信息系统，地图匹配，地图模型北京交通大学硕士学位论文ABSrIRA(了ABSTRACTT1ledeveIopmentofIntelligent’Ilansponationsystem(ITs)isoneofthemostuIgentthingsinthefieldoftransportation，andVehiclelocationisoneofthemostimponantinformationoflTs．What’smore，M印-Ma

4、tching(MM)jstheprimarywayfor0btainjngaccuratelocationinfonnation．Firstofall，thisp印erintroducesbasiccoⅡceptandtheoryofMM．T1lenthecharacteristicsofexistingMMalgorjthmscurrentlywidelyusedarelistedandcompared．Basedonthese，concemingtheinheritedone-dimensionaltraintrackprofil

5、eandcomplext叩ologyandabundanceofparalleln-acksinmarshallingyards，theauthorinvestigatesthededicatedmapmodelsaIldMMalgofithms．Consideringsimpleness，practicabilityandhibefarchy，thispapefpresentsthetopologjcaItrackmOdelthatfjtstherequirementsoftrainmonitofingsystem，andguara

6、nteesitsaccuracybymathematicalanalysisoftheerforpfoducedbyappmximationofcuⅣes．Forthefjsttjme，RealTime砌nematjc(RTK)isutilizedtomeasufethetracksfbrbuildingthededicatedmap．Andtheaccuracyoflocationisenh柚cedbydatafusjonofmulti-sensorsandcalibrationofsensorsusingtheoutputofMM

7、module．ThepmposedMMalgorithmswitchesinnln—timecorrelatingtotheoperatingstatesand，hence，cangainnotonlytheabil“yofreal·timematchjngbutalsotheaccuracyofresultsinsimpleandcomplicatedsituationsrespectiVely．’nlesoftwareisdesignedtotallybasedonobjectorientedA』chitecture，whicha

8、ssuresthissystem’srobustnessand，meanwhile，lessexpenseofmaintenance．TlleauthOralsomakestheanalysisandeValuation