高速铁路列车追踪接近预警系统车载设备研究

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1、宣臻交瘪鲁专业硕士学位论文高速铁路列车追踪接近预警系统车载设备研究Researchoftheon·-boardequipmentonthehigh-·speedrailwaycollisionavoidancesystem作者：靳洪都导师：蔡伯根北京交通大学2013年7月中图分类号：U284．76UDC：629通专业硕士学位学校代码：10004密级：公开高速铁路列车追踪接近预警系统车载设备研究Researchoftheon--boardequipmentonthehigh--speedrailway作者姓名：

2、靳洪都导师姓名：蔡伯根collisionavoidancesystem学号：11125069职称：教授工程领域：列车运行控制系统学位级别：硕士北京交通大学2013年7月，＼父土尿．沙Uj—j＆立交通j蔓堂童些亟±堂僮论塞致谢交大的银杏叶绿了又黄，送走了一届一届的毕业生。又到了毕业的季节，轮到我们说再见的时刻了。从小学到研究生，十八年的求学时光。从写几行字的作文到现在可以完成几万字的毕业论文，谢谢求学过程中曾谆谆教导过我的老师们，你们辛苦了。研究生的两年时间过的很快，需要感谢的人很多，首先需要感谢的是我的导师。

3、本论文的工作是在我的导师蔡伯根教授的悉心指导下完成的，蔡伯根教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢两年来蔡伯根老师对我的关心和指导。王剑老师、上官伟老师、刘江老师和安毅博士悉心指导我完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上也给予了极大的关心和帮助，在我的论文撰写、课题研究期间提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作以及撰写论文期间，杨克须、赵济民、樊玉明、杨孜、于立勇、丁涛平、张家铭、刘鹏慧、姜晓丽、樊莹莹、杜晓琳等一起在实验室学习和工作的同学都给在论文的编写过程

4、中给与的帮助，还有师弟师妹们，在此一并感谢，谢谢你们。有你们的存在，这两年的研究生生活才过的如此丰富多彩。借此毕业之际，祝愿大家都有一个好的前程，好的未来。从六年前第一次带着懵懂进入校园，到现在信心满满的走入社会，还需要感谢亲爱的母校——北京交通大学。忘不了巍巍雄壮的思源楼，忘不了郁郁葱葱的芳花园，愿母校人才辈出，源远流长。最后还要感谢我的家人，谢谢你们的支持，让我可以顺利的完成学业。感谢所有关心、支持和帮助过我的所有人，衷心感谢你们为我所作的一切。新的起点，起的征程，让我们一起向美好的生活迈进!中文摘要摘要

5、：随着我国高速铁路的发展，列车运行安全受到越来越高的重视。列车运行控制系统在运行过程中不可避免的出现无法预知的失效、故障、失误等情况，对于高速列车，微小的失误就可能造成灾难性的后果。因此完全依靠列车运行控制系统行车并不能保证足够的安全，列车追踪预警系统由此出现。高速铁路列车追踪接近预警系统能够实现高速铁路列车的防撞预警。整个系统由车载设备、地面设备和无线传输设备三部分组成。车载设备负责列车自主定位，地面设备负责列车的位置逻辑计算，无线传输设备保证车地通信的可靠稳定。车载设备是系统的重要组成部分，车载设备接收G

6、PS接收机输出的定位信息，经过与电子地图数据库进行地图匹配，计算出列车的公里标，然后与里程计融合得到最终的列车位置。将数据通过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前方列车位置信息与列车运行预警信息，通过列车预警显示设备提供给司机安全预警信息。论文的主要工作有：(1)提出预警系统的整体设计方案和系统的设计原则；(2)研究系统中使用的关键技术；(3)重点研究列车组合定位算法；(4)实现系统的车载设备；(5)对系统的性能和功能进行测试。本论文对高速铁路列车追踪接近预警系统的组成、工作原理进行介

7、绍，并对系统中使用的列车定位、地图匹配、无线传输等关键技术进行阐述。设计并实现了系统中的车载设备，并对GPS与里程计的组合定位方法、地图匹配技术和安全位置的计算进行重点的分析。最后在汉宜(武汉到宜昌)高铁进行现场实验。对系统的通信性能、GPS接收机的性能以及差分性能进行实验与分析。对地图匹配方案和组合定位性能进行验证。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8米以内，满足列车定位误差的要求。经过测试，系统能够实现相邻列车运行状态的安全预警，可以实时的显示前车和本车的列车运行状态，实验证明该预

8、警系统具有很高的实际应用价值。关键词：接近预警；组合定位；GPS；里程计；信息融合；地图匹配；安全位置分类号：U284．76ABSTRACT嘞坊erapiddevelopmentofhigh—speedrailway,thesafeoperationoftrainshascaughtmoreandmoreattention．Forhigh—speedtrains．evenasmallerrormay