基于GIS技术的列车实时监控系统的设计

为改善列车实时监控系统定位精度低、响应时间长的问题,研究了以GIS地图高精度轨道坐标信息为基础的列车实时监控系统。利用列车车载设备采集列车状态信息和定位信息,然后将数据上传至GIS轨道数据模块,采用近临法匹配GIS空间地图和GPS终端信息,最后将输出数据传输至地面终端显示与控制模块,实现了列车状态信息和定位信息的实时监控。     

上海地铁3、4号线增购项目列车网络控制系统设计与研究

列车的控制信息、状态信息、故障信息等均需要列车网络控制系统进行处理、传输,处理过程复杂、信息量大必然会引起网络可靠性下降。本文结合上海地铁3、4号线增购项目的列车网络控制系统,介绍了列车控制网络与监视网络双网络系统的设计,分析了双网络系统的技术特点,将列车控制信息与监视信息有效分离,并完成交互。     

基于ARM的地铁列车辅助防撞系统设计

地铁列车辅助防撞系统能够实现地铁列车的防撞预警,对保障地铁行车安全具有重要意义。系统实时计算列车的位置信息,通过无线数传设备将数据发送到相邻列车,并对接收到的实时位置信息进行判断,通过列车预警显示设备向司机提供安全预警信息。对地铁列车辅助防撞系统的关键技术、结构组成和工作原理进行阐述,基于ARM设计并实现了地铁列车辅助防撞系统的车载设备,最后进行了列车定位仿真实验和预警功能测试。实验结果表明,地铁列车辅助防撞系统能够提供相当精确的位置信息,里程误差在8m以内,可以实现相邻列车运行状态的安全预警。     

基于列车智能显示器故障记录处理的设计与研究

列车在外部环境的影响下导致各设备的软硬件产生缺陷从而引发故障,在一定程度上影响了列车的性能和安全。显示器是列车必不可少的重要部件,是人机交互的桥梁,也是列车各设备故障状态信息显示的窗口。针对传统列车显示器的故障误报和易产生故障空白记录的现象,文章设计和实现了基于故障码的列车显示器故障信息搜索和分析方法,大大提高了列车显示器应用设计人员的开发效率,减少了故障记录过程的工作量。并基于实际测试环境对该方法进行了实验,结果表明,该方法对列车显示器故障记录的处理具有高效性、健壮性,并保证了显示器故障信息显示的准确性。     

列车通信网的方案研究

列车通信网是现代列车控制、状态检测、故障诊断以及旅客服务等信息传输的高性能综合系统。本文介绍了现代列车通信网的特点以及在国内外的发展概况,集中阐述了列车通信网的系统结构及国际标准ＴＣＮ,并对其在我国的发展可行性作了一定的探讨。     

列车智能止轮器在线监测系统的设计与实现

介绍了基于GPRS的列车止轮器在线监测系统,并对系统结构、工作原理、硬件构成及软件设计进行了比较详尽的论述。该系统实时在线监测列车止轮器的水平位移、水平倾角与表面垂直压力大小及变化趋势等信息,将监测到的信息通过GPRS及Internet网络平台传送至远程监控中心,得出列车止轮器实际工作状态,进一步对列车停靠状态做出判断对存在异常隐患的列车止轮器实施报警预案,自动生成排查检修工作表,从而实现其远程在线运行参数的监控与异常诊断与维护。实践证明该系统运行稳定、可靠。     

列车通信网线路冗余研究

列车通信网络(TCN)是现代列车控制、状态检测、故障诊断以及旅客服务等信息传输的高性能局域网;在介绍列车通信网结构的基础上,对多功能车辆总线和绞线式列车总线的线路冗余技术分别进行了研究,仔细分析了MVB冗余控制模块的输入输出信号,对其进行了子模块化设计,并通过给出线路受扰信号的时序图,详细讨论了WTB的线路切换;最后得出列车通信网的线路冗余技术保证了TCN系统的高可靠性。     

基于嵌入式多信息融合的列车测速定位系统

列车的测速定位是提高列车运行安全及运输效率的关键技术。为此,根据国内外研究发展现状,提出一种基于嵌入式多传感器信息融合的列车测速定位系统。通过轮轴速度传感器、多普勒雷达速度传感器、加速度计和查询应答器采集列车的状态信息,并在嵌入式系统中利用联邦Kalman滤波及融合技术对信息进行处理,实现测速轮径的自适应校正以及空转／滑行的检测与补偿,减小由于车轮磨损、空转、滑行、环境等因素造成的列车测速定位误差。Matlab仿真结果表明,该系统能够有效提高列车测速定位的精度。     

基于着色Petri网的无线闭塞中心安全加密

针对中国列车控制系统（CTCS）-3级列车控制系统中的车地安全通信问题,采用层次化建模思想,设计了一种基于Petri网理论的无线闭塞中心（RBC）和列车之间信息交互的模型,并应用着色Petri网（CPN）tools仿真工具动态仿真了列车和RBC之间传输信息的生成、加密和发送的整个过程。该模型主要分为三个部分：列车申请行车许可（MA）、RBC生成完全监控模式下的MA和列车通过无线网络接收到MA并按照MA进行安全控车。运用动态仿真和状态空间分析工具对所提模型进行仿真分析可得,所设计模型能够满足车地信息传输的设计需求规范,具有有界性、活性、回归性和公平性,可用于车地信息的安全传输,减少软件设计缺陷。     

基于螺旋图的时间序列数据可视化

阶段性时间序列数据是一种生活中常见数据形式,它描述一个包含多个状态转换的事件,每个状态都具有时间属性,且状态之间的转换存在多条路径。针对现有的可视化方法不能有效展示各个状态之间变化以及状态间路径的时间属性信息的问题,提出一个全新的基于螺旋图的可视化模型。该模型使用一个圆环表示一个状态,一个事件的多个状态采用一组同心圆表示,状态间可达路径采用螺旋线表示,螺旋线的起始位置由其起始时间与起始状态圆环决定,终止位置由其结束时间与结束状态圆环决定。针对路径过多导致路径覆盖较为严重的问题,该模型采用基于长尾函数的透明算法,根据一条路径与其他路径的交叉数,为每条路径分配透明度。该模型还提供了路径的筛选、高亮、查看详细信息、缩放等功能,实现了灵活的交互操作。通过对中国铁路列车站点数据进行实验,实验结果表明该模型能够在有限的空间中有效地展示站点间运行任意时长的列车,并且在列车较多的情况下降低了螺旋线交叉重叠带来的杂乱度,同时有效地保留了列车的运行信息,能够为用户路线的选择提供决策支持,说明了该模型对阶段性时间序列数据可视化的有效性。     

基于高速铁路通信的多波束机会波束赋形技术

鉴于高速铁路通信中,列车位置信息可预测、列车车顶中继转发天线数有限,以及反馈信息时延大、多普勒衰落较大、频繁切换等特性,传统的波束赋形并不适用于高速铁路场景。位置信息辅助的多波束机会波束赋形能够利用列车位置信息可预测的优势,在机会波束赋形算法中有效地提高发送波束随机相位与来波相位匹配的概率,同时支持多个波束并行传输,以多波束选择实现更好的多用户分集增益,且机会波束赋形无需反馈完全信道状态信息。因此位置信息辅助的多波束机会波束赋形技术适用于高速铁路通信。     

MPEG算法在列车运行监控系统中的应用

介绍了一种应用MPEG算法的新型列车音频、语音监控记录设备的系统架构、特点和硬软件的实现方法。运用DSP技术对音频、语音信号进行处理、压缩和记录,从而实现了列车当前状态信息的记录和机车语音联控,进而协同监控装置分析行车故障并规范乘务员的工作用语。     

基于MGASA的城市轨道交通列车节能优化控制研究

针对当前列车节能优化控制研究中对匀速状态考虑不足的情况,对包括匀速状态的列车运行状态组合及其能耗算法进行了研究.通过对列车运行过程作动力学分析,在深入研究列车能耗计算的基础上,基于MAT-LAB数值计算优势,设计了列车能耗计算的仿真程序.以确保列车运行准时为原则,提出考虑匀速状态的列车控制策略,以区间限速以及列车工况转换为约束进行建模,并采用改进的遗传退火算法(MGASA)对模型求解.从优化结果可知,与以往优化策略相比,在列车运行时分压缩5.66％的情形下,列车能耗仅增加了1.89％.结果分析表明,其优化效果较好,包括匀速状态的列车运行状态组合具有较强的实用价值,可为司机驾驶以及ATO系统设计提供理论指导.     

5G通信在城市轨道交通行业的应用探讨

地铁列车等城市轨道交通线路在运营过程中需要保持良好的移动数据通信能力,列车上的各种网络设备、运行状态数据、应急管理信息等都可以通过5G通信技术来进行稳定、高速的传输,进而在这一基础上更好的保障列车的安全性以及提升乘客的出行体验。并且城市轨道交通的大数据中心也可以利用5G技术来形成良好运营和管理效应,本文对这一技术的应用进行了充分地分析。     

ATS仿真系统模拟列车运行模块的设计与实现

提出了一种基于定时器的模拟列车运行模块的设计和实现。重点介绍了模拟列车运行模块的列车状态判断、列车速度调整、列车位置刷新各个组成部分。     

高速列车振动监测数据的广义维数特征提取

为监测高速列车的运行状态,采用多重分形分析列车振动监测数据,提取一种基于多重分形理论的广义维数谱参数(谱最大值Dmax、谱最大值与最小值之差△D和谱均值-D),以3种广义维数谱参数作为特征量,实现对列车正常状态、空气弹簧失效、抗蛇行减振器失效和横向减振器失效状态的表征.实验结果表明,Dmax、△D和-D均能够表征高速列车的运行状态且具有一定稳定性,为高速列车运行状态的识别提供了一种有效的方法.     

基于TCN的高速列车网络门控子系统设计

目前普通列车门控子系统功能简单,无法满足CRH3(China Railway High-speed3)型高速列车门控子系统状态多、逻辑复杂、安全性要求高等复杂的需求。从我国高速列车的应用现状出发,建立了基于高速列车网络控制系统TCN(Train Communication Network)的半实物仿真平台框架。同时,通过分析门控子系统各种门控状态关系,各控制单元之间的通信及逻辑运算需求以及车门安全操作、状态监控、故障诊断的需要,给出了相对应的硬件和软件设计。通过在半实物仿真平台上对列车进行系统测试,结果表明:该子系统达到了预期目标,可融入到半实物仿真平台中,实现模拟列车真实运行环境下的门控功能,为列车网络控制系统的深入研究和全面测试提供了条件。     

基于MatLab的列车安全评估仿真平台

以高速列车行走部的运行状态为核心,通过计算机建立以数据管理,状态反演和安全预警为目的高速列车安全性态评估仿真平台。运用Simpack对高速列车的各种故障状态进行实时仿真,并通过Mat Lab对海量数据以小波熵和经验模态分解(EEMD能量距)的方法对高速列车运行过程的故障进行提取特征和分析,以基于向量基和LVQ神经网络的分离器对故障进行识别,从而完成对列车高速列车故障的反演和提前预警。实验表明,上述实验平台能准确地对列车故障状态进行识别,达到安全预警的目的。     

一种成本低廉的地铁列车数据记录仪

研究一种集成度更高,成本更低廉的地铁列车数据记录仪设计方案.该数据记录仪以ARM芯片为核心,ARM芯片外围配置晶振、电阻、电容、PCF8563芯片和SD卡等器件.数据记录仪中的ARM芯片与地铁列车微机进行RS232通信或CAN通信,接收地铁列车微机发送的地铁列车运行状态数据(含时钟信息)和故障数据等.该数据记录仪设计方案在满足地铁列车数据记录仪的功能同时,较传统方案具有电路简洁、成本低廉和功能更强大等特点.     

我国首列智能化高速列车下线 实现自诊断自决策

6月25日,我国首列智能化高速列车样车在南车青岛四方机车午辆股份有限公司竣工下线。南车四方副总工程师吴冬华介绍,智能化高速列牟以南车四方自主研制的CRH380A型高速动乍组技术甲台,以及全息化列车状态感知和动态数字化运行环境为基础,以信息智能处理为支撑,不仅首次实现新兴物联网技术、传感网技术在大型交通运输装备上的工程化应用,还首次实现了,物联网、传感网、列车控制网络、车载传输网络的多网融合,形成自榆测、自诊断、自决策能力的褶能化高速列车。