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基于加权融合算法的高铁速度信息融合技术的研究
| 论文题名： | 基于加权融合算法的高铁速度信息融合技术的研究 |
| 关键词： | 高速列车;加权融合算法;测速设备;信息采集;传感器 |
| 摘要： | 高速列车运行控制系统产生的控制命令和控制决策以速度信息为基础,实时、准确的列车速度信息是保证列车安全运行的前提,为了提高车载设备的控制精度,在当前列控设备的应用基础上,采用信息融合技术将多个测速传感器接收的速度信息加以利用,依照合理的方案进行数据融合以保证列车控制单元能够得到更加准确的速度信息。 针对列车运行速度信息的采集、保存与融合问题,将CTCS-3(Chinese Train Control System at Level3,中国列车控制系统第三级)级列车运行控制系统中的车载测速设备为研究对象,提出了速度传感器与多普勒雷达组合测速模型。研究了转速传感器的工作原理与工作特性,给出了通过分析车载设备的速度信息判断车轮运行状态并调整融合策略的方案。 通过对多种测速设备工作原理的分析,设计利用信号发生器模拟测速传感器产生脉冲信号,利用数据采集卡与工控机搭建速度信息采集与仿真实验平台。采用 PCL-836板卡做数据采集单元,将代表速度信息的脉冲信号采集到组态软件中,通过编写命令语言,提取出速度信息。在组态软件中设计监控程序,实现对速度信息采集的实时监控。在组态软件中建立OPC(OLE for Process Control,用于过程控制的对象链接)服务器,在Matlab中建立OPC客户端,借助OPC传输协议,将速度信息传输并保存在Matlab软件中,为数据融合仿真实验提供数据支持。通过对比试验表明,速度信息采集与仿真实验平台的采集频率与采集精度均达到实用标准。 在分析GPS(Global Positioning System,全球定位系统)/脉冲转速传感器/多普勒雷达组合测速定位的基础上,给出了基于距离阈值检测与空转、滑行检测的融合方案。利用加权融合思想,通过对列车运行区域的特征分析,判断车轮运行状态来剔除观测误差,计算各个传感器权重系数并对传感器数据做加权融合。仿真实验表明,通过合理分配传感器权重,可以及时、有效减少单个传感器的观测误差,融合后的速度信息更加精确。 |
| 作者： | 于鸿江 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 陈小强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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