探索基于gnss的列控系统地图匹配技术的研究

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1、北京交通大学硕士学位论文基于GNSS的列控系统地图匹配技术的研究姓名：毕危危申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：蔡伯根20060301北京交通大学硕上学位论文Y878975摘要采用GNSS技术的列车定位系统实现列车的精确定位，是当前铁路运输发展的趋势之一。采用GNSs技术的列车定位系统可以减少轨旁设备，降低运营成本以及维护费用：其优势还在于可以利用高精度的数字地图，进行地图匹配后，得出列车在线路上的精确位置。论文针对列车控制系统的功能要求以及铁路轨道的拓扑结构，在分析铁路列车定位与地图匹配需求的基础上，基于简

2、单化、实用化、层次化的思想提出了一种列车控制系统地图数据库的建立方法，定义了地图数据库的结构和内容。在实际工作中，通过采集现场的数据，对数据进行处理，得出有效的地图数据库，并通过在铁路现场进行实验，证明了这种列控系统地图数据库能够满足实际需求。在此基础上，针对铁路线路的一维特性以及车站平行轨道多等特点，对列车地图匹配算法进行了研究。系统将匹配过程具体划分四种不同的状态，采用基于不同状态实时切换的地图匹配算法，在无岔区段采用位置点匹配，在有岔区段采用拟合曲线夹角和投影距离加权的曲线匹配，既保证了简单情况下的实时性，又保证了复杂

3、情况下的准确性。最后，结合某新建铁路卫星定位系统研究项目以及某编组站智能调车系统项目，对算法的性能指标进行了评价和分析，证明了地图数据库设计和匹配算法设计的合理性和可行性，并对系统的不足提出了改进建议。关键词：全球卫星导航系统，地理信息系统，列控系统地图数据库，地图匹配j!生窭望查堂堡主兰垡垒壅垫鐾ABSTRACTGNSStrainlocatorcanprovidescontinuoustrain10cationdatatotraincontr01svstem．WithGNSStrainlocator，theuserscan

4、reducewaysideequipment，cutsystemp“ceandmaintaincecost．Byusingprecisedigital—map，Map—Matching(MM)methodcanbe印pliedinGNSStrainlocatortoobtainmoreaccurateIocationinfbmation．ConsideringtheinheTitedone-dimensionalrailtracktopologyandtheprinciplesofsimpleness，practicabni

5、tyandhiberarchy；thepaperproVidesasolutiontocreatakindoftrackmapdatabasewhichfltstherequirementsoftraincontrolsystem，andgiVesdetailde矗nitionofitscomponets．ThemetionedtrackmapdatabasehasbeencreatedbasedonrealGPSdataandverifiedonsite。Basedonthetrackmapdatabasementione

6、dabove，akindofMMalgorithmusedinGNSStrainlocatorsisgiVemTheproposedMMalgorithmcanswitchtofourdifferentstatesinrun—timeaccordingtodjfkrentsystemstatus，hence，cangainnotonlytheabilityofreal一timematchingbutalsotheaccuracyofresultsinsimpleandcomplicatedsituationsrespecti

7、vely-Intracksectionwithoutswitch，apointtopointm印matchingalgorithmisemployed；intracksectionwithswitch，acurvemapmatchingalgorithmisapplied．Theaumoralsoanalysesandevaluatestheperformanceofkeyalgorithmsused．TheeValuationworkisconductedintworailwayprojects．Thispaperalso

8、demonstratesthefeasibilityand109icaIrationalityOftrackmapdatabaseandproposedalgorithms．Finally，severalsuggestiOnsaregiven．Keywords：G10balNavigati