文档介绍：北京交通大学
博士学位论文
基于多传感器信息融合的列车定位方法研究
姓名:周达天
申请学位级别:博士
专业:交通信息工程及控制
指导教师:唐涛
20070501
中文摘要摘要:列车定位子系统在列车运行控制系统中起着非常重要的作用:列车定位方法的精度和可靠性是确定列车安全防护距离的重要因素,会关系到列车的运列车运行控制系统的兼容性和生命周期费用。因此深入研究列车定位方法,对于推动列车运行控制系统的研究和轨道交通系统的发展具有重大和深远的意义。本文介绍了列车运行控制系统和列车定位方法的发展。通过对当前国内外列车定位方法的研究和试验项目的分析,可以看到基于多传感器信息融合的列车定位方法是未来的研究方向。本文研究了基于多传感器信息融合的列车定位方法的结构,组建了基于多传感器信息融合的列车定位方法的实验平台。针对基于速度传感器的列车定位方法心传感器的多传感器信息融合列车定位方法。本文研究了空转和滑行检测与空转和滑行补偿之间的制约关系,提出了存在空转和滑行情况下,速度传感器的定位误差模型。发现在空转和滑行补偿误差一定的情况下,基于速度传感器的列车定位方法的定位误差与空转和滑行检测的门加速度计增强速度传感器的空转滑行检测方法。研究了加速度计的误差对空转滑本文提出了基于线路曲率信息匹配的定位方法。该方法通过对速度传感器和陀螺的输出进行变频采样来提取线路的曲率信息。该方法不要求采用高精度的陀路曲率信息匹配的定位方法的有效性。本文通过分析地形辅助导航方法的原理,从匹配定位的原理上将地形辅助导判断匹配结果正确与否,是否可用,通常称之为可信度分析。为了研究基于线路曲率信息的匹配定位方法的可信度,通过与地形高程熵的类比,提出了线路曲率信息熵的概念。研究了相似度度量、信噪比、线路曲率信息熵和列车运行速度等因素对匹配可信度的影响。试验结果表明:本文所提出的以速度传感器为核心传感器的多传感器信息融合列车定位方法是有效的:具有检测微弱的空转滑行的能力,能够降低空转滑行匾±堂位鹑生塞翅翌行间隔,会影响轨道交通系统的效率;列车定位方法的机理和采用的传感器是确定列车运行控制系统制式的重要因素之一,会关系到闭塞控制的方式,会影响到中存在的空转和滑行问题,合理选择传感器组合,提出了一种以速度传感器为核限有关,空转和滑行检测门限过高和过低都将造成定位误差的增加。研究了基于行检测方法的影响。通过车载试验验证了基于加速度计增强速度传感器的空转和滑行检测方法的有效性。螺,对陀螺的温漂误差和列车是否匀速运行不敏感。通过车载试验验证了基于线航方法与查询应答器修正定位的方法统一了起来。匹配定位的一个重要问题就是』做撬厶堂
分类号:;立銮适厶堂疆±堂位迨塞生塞垴翌带来的定位误差;具有实时获取线路曲率信息的能力,能够通过线路曲率信息匹配定位的方法获得列车的位置信息。关键词:列车运行控制系统;列车定位;多传感器信息融合;空转和滑行检测;线路曲率信息熵些
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致谢五年攻读博士学位的期间,无论是研究工作还是个人生活,我都得到了唐涛教授的悉心指导与无微不至的关怀。从论文选题、创新点启发、实验平台建设到博的学识、一丝不苟的治学态度、雍容大度的学者风范、敏锐的科学思维和丰富谆教诲和大力帮助。在此,向我的导师唐涛教授致以最诚挚、最衷心的感谢感谢宁滨教授、程荫杭教授、侯忠生教授和蔡伯根教授给我提出了非常宝贵的意见和建议。同时感谢我的硕士导师穆建成教授和实验室的郜春海老师、刘波老师、马连川老师、张建明老师、袁磊老师,五年的朝夕相处使我们亦师亦友,你们给了我莫大的关怀与帮助,并且为我的研究工作提供了宝贵的建议和指导。感谢王从老师对我兄长般的关心和帮助。感谢徐田华博士后的帮助,你对我的研究工作的宝贵建议,使我开阔了眼界。此外,感谢我的博士同学、同寝室的舍友燕飞博士,我们相互激励、共同进步。感谢我的师弟郭保青博士和王少伟硕士的支持,帮助我将脑海中的点滴构想变成了现实中的研究工作。感谢北京交通大学余祖俊教授和济南铁路局工务检测处朱利民、张新奎等多位同志在试验中给于的大力支持和无私帮助。感谢刘雨、陆启进、刘宏杰硕士帮我校正论文。感谢黄祖真和徐惠硕士在论文的最后阶段给我的帮助。谢,大树参天离不开根,你们的支持使我有了克服困难的勇气。特别是我的爱人黄彩虹女士,你时刻关心着我生活的每一个细节,并共同分享我的喜怒哀乐,我的每一点微小的进步都令你欣慰、每一次挫折都得到你的呵护与鼓励。从九六年大一开始的十年漫漫求学过程中,有你的陪伴使我从不感到寂寞,是你给了我最大的支持行晃野巳ḿ叶晕业墓匦陌ず椭С帧论文撰写、修改和定稿的整个过程中,无不凝聚着唐老