基于CBTC的地鐵列車組合定位技術研究.pdf

1、近年來，隨著全國各地城市地鐵建設的飛速發(fā)展，地鐵列控技術(CBTC)也在不斷發(fā)展、升級。目前，在我國的列車控制系統(tǒng)CBTC中，列車定位應用了多種不同技術，同時新的技術也不斷出現(xiàn)。比較典型的列車定位技術有:查詢應答器、輪軸速度傳感器、多普勒測速、軌道電路等定位技術及其組合定位。這些定位技術各有優(yōu)點和不足。而隨著通信技術迅速發(fā)展，最新的基于無線位置指紋的移動終端定位技術憑借其諸多顯著的優(yōu)點在局域(WLAN，Wireless Lan)網(wǎng)絡中得

2、到廣泛應用。
　　DCS（Data Communication System）是我國地鐵列車運行控制系統(tǒng)(CBTC，Communication Based Train Control)正在使用的數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)，它是由基于802.3的骨干光纖網(wǎng)和基于802.11的無線局域網(wǎng)組成，地鐵控制中心通過該通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)對地鐵列車的調度管理，保證列車的行車安全。為此，本文結合我國地鐵CBTC系統(tǒng)現(xiàn)狀，在分析輪軸測速定位、多普勒雷達測速定位、

3、查詢應答器定位、WKNN等地鐵列車定位技術的定位原理和誤差模型基礎上，設計了一種基于DCS的WKNN定位系統(tǒng)，同時將新的定位技術與現(xiàn)有定位技術進行組合，提出了一種定位性能優(yōu)于的現(xiàn)有輪軸測速/多普勒測速/查詢應答器組合定位的輪軸測速/查詢應答器/WKNN組合定位算法。本文主要內容概括如下:
　　首先，簡單介紹CBTC系統(tǒng)的概況和在國內的發(fā)展情況，分析了地鐵現(xiàn)有主要列車定位技術的優(yōu)點和不足。
　　其次，重點分析研究了輪軸速度傳感

4、器測速定位系統(tǒng)、多普勒雷達測速定位系統(tǒng)、查詢-應答器、軌道電路的定位原理和誤差模型，結合聯(lián)邦卡爾曼濾波技術對輪軸速度傳感器測速定位/多普勒雷達測速定位/查詢應答器組合定位算法進行仿真分析。
　　再次，研究DCS子系統(tǒng)無線部分特性和地鐵列車定位需求，分析幾種典型的位置指紋定位算法和隧道無線信道模型，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，最后綜合考慮設計了一種基于DCS的地鐵列車組合定位系統(tǒng)。