城市軌道交通中的列車定位方法研究.pdf

1、隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，列車測(cè)速定位技術(shù)已經(jīng)成為列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，列車測(cè)速定位的精度和可靠性直接影響列車的行車安全和運(yùn)行效率。在城市軌道交通的列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)和指揮系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地獲得列車速度和位置信息是列車安全、高效運(yùn)行的保障。因此對(duì)列車測(cè)速定位方法進(jìn)行深入研究，對(duì)于推動(dòng)城市軌道交通的發(fā)展具有重大和深遠(yuǎn)的意義。 論文的主要目標(biāo)是提高城市軌道交通中列車測(cè)速定位的精度和可靠度。由于城市軌道交通的特殊環(huán)

2、境對(duì)GPS等定位技術(shù)的限制，本文研究了基于測(cè)速的定位方法。基于輪軸速度傳感器的測(cè)速定位方法是軌道交通中比較常用的測(cè)速定位方法，但存在測(cè)速輪對(duì)空轉(zhuǎn)和滑行等問題；多普勒雷達(dá)速度傳感器近年來在列車測(cè)速定位領(lǐng)域開始受到關(guān)注，但在速度較低時(shí)，多普勒效應(yīng)不明顯，測(cè)速的精度較低。而且基于測(cè)速的定位方法存在累積誤差，單傳感器進(jìn)行測(cè)速定位很難達(dá)到較高的精度和可靠性。但是每一種傳感器都有各自的優(yōu)勢(shì)，本文把這兩種傳感器與加速度計(jì)和查詢應(yīng)答器結(jié)合起來進(jìn)行多傳感

3、器信息融合，能有效的進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以達(dá)到較高的精度和可靠性。 論文重點(diǎn)研究了多傳感器信息融合在城市軌道交通列車測(cè)速定位的應(yīng)用。根據(jù)不同傳感器的特點(diǎn)研究多傳感器信息融合測(cè)速定位的方法，分析了幾種信息融合的結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)最優(yōu)信息融合估計(jì)算法進(jìn)行深入的分析研究，建立測(cè)速定位系統(tǒng)的算法模型，把經(jīng)典的信息融合算法應(yīng)用到城市軌道交通的列車測(cè)速定位上，具體研究了基于Kalman濾波融合的測(cè)速定位算法和基于魯棒H∞濾波融合的測(cè)速定位算法，提出

4、和分析了基于濾波融合的測(cè)速定位方法的改進(jìn)方案，進(jìn)行方案比較。參考聯(lián)邦Kalman濾波融合的測(cè)速定位算法提出了適用于城市軌道交通的基于聯(lián)合H∞濾波融合的列車測(cè)速定位算法，其中包括針對(duì)各個(gè)傳感器測(cè)速定位的問題的相關(guān)處理，如測(cè)速輪對(duì)的名義輪徑的修正、多普勒雷達(dá)速度傳感器的速度系數(shù)的調(diào)整等。最后通過試驗(yàn)驗(yàn)證算法的可行性。 論文得出結(jié)論，多傳感器信息融合的方法能有效提高列車測(cè)速定位的精度和可靠性，其中基于聯(lián)邦Kalman濾波融合的測(cè)速定位