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文檔簡介
1、近年來,隨著控制技術、通信技術、計算機技術與鐵路信號技術的飛速發(fā)展,列控技術也在不斷發(fā)展、改進與進步。目前,在我國的CTCS-2、CTCS-3系統(tǒng)中,出現(xiàn)、應用了多種列車定位技術。比較典型的列車定位技術有:全球定位系統(tǒng)(GPS,GlobalPositioningSystem)、航位推算定位系統(tǒng)(DR,DeadReckoning)、地理信息系統(tǒng)(GIS,GeographicInformationSystem)和無線閉塞中心(RBC,Rad
2、ioBlockCenter)等定位技術及其組合導航定位系統(tǒng),這些技術各有其特點及適用范圍,也都存在各自的缺陷。同時,在蜂窩移動通信技術迅速發(fā)展的推動下,基于位置指紋的移動終端定位技術憑借其特有的諸多優(yōu)點在2G全球移動通訊系統(tǒng)(GSM,GlobalSystemForMobileCommunications)網(wǎng)絡中得到廣泛應用。
GSM-R(GSMforRailway)是我國列車運行控制系統(tǒng)(CTCS,ChineseTrain
3、ControlSystem)正在使用的通信平臺,它是在GSM蜂窩網(wǎng)系統(tǒng)上發(fā)展而來的,鐵路監(jiān)控中心通過該通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)對高速列車的調(diào)度管理,保證列車的行車安全。為此,本課題結合我國現(xiàn)有列車運行控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀,在分析GPS、DR、加權K近鄰(WKNN,WeightedK-NearestNeighbor)等列車定位技術的基礎上,設計了一種基于GSM-R網(wǎng)絡的位置指紋定位系統(tǒng),并提出了一種定位性能優(yōu)于傳統(tǒng)的GPS/DR組合定位的GPS/DR/
4、WKNN組合定位算法。本文主要內(nèi)容概括如下:
首先,在查閱大量文獻的基礎上,理解并掌握了CTCS-3的功能結構,分析了現(xiàn)有各種列車定位技術的優(yōu)勢和不足。
其次,分析研究了GPS、DR、查詢-應答器和軌道電路定位系統(tǒng)的定位原理和誤差模型,結合聯(lián)邦卡爾曼濾波技術對GPS/DR組合導航的聯(lián)邦卡爾曼濾波算法進行仿真分析,根據(jù)GSM-R網(wǎng)絡特性和列車定位需求,設計了一種基于GSM-R網(wǎng)絡的位置指紋定位系統(tǒng)。
5、 再次,分析了典型的位置指紋定位算法和GSM-R無線信道模型,研究了基于GSM-R網(wǎng)絡的位置指紋定位技術,并在MATLAB平臺仿真分析了WKNN位置指紋與軌道電路結合的組合定位技術。
最后,通過比較估計的誤差協(xié)方差動態(tài)地分配子系統(tǒng)的系數(shù),實現(xiàn)了一種自適應聯(lián)邦卡爾曼濾波技術,設計了基于GSM-R網(wǎng)絡的DR/WKNN和GPS/DR/WKNN的聯(lián)邦卡爾曼濾波算法,得到了較好的估計精度。在GPS正常工作與失效的情況下,分別對基于
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