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基于GNSS的股道占用识别方法研究
| 论文题名： | 基于GNSS的股道占用识别方法研究 |
| 关键词： | 股道占用识别;多假设-检验;地图匹配;D-S证据理论;时间序列;欧式距离;卫星导航;列车定位系统 |
| 摘要： | 基于卫星导航的列车定位系统可以减少轨旁设备的铺设、降低建设和运营成本，随着我国北斗卫星定位系统的发展，北斗定位系统用于铁路领域必将成为未来的研究方向。由于股道占用是列车定位的一个方面，确认股道的占用情况关系着列车越行、交互或者调车作业的安全。本文基于以上的背景，针对卫星定位在铁路应用中存在的股道识别问题，研究基于GNSS的股道占用识别方法。 论文主要研究内容与创新性工作包括: (1)多假设-检验的股道占用识别方法。文中提出了一种基于多假设，检验的股道占用识别方法，将股道识别问题转换成假设与检验的过程，并指出平行股道和道岔两种场景下分别采用贝叶斯估计和D-S证据理论作为股道占用评估方法。 (2)基于贝叶斯估计的平行股道占用确定方法。传统的方法容易受到粗大误差的影响，且不能给出明确的占用时刻。基于贝叶斯估计的股道占用识别方法是平行股道场景下的决策方法，该方法将历史信息作为先验概率与当前定位点的量测信息结合得到占用的后验概率。当某一股道后验概率大于设定阂值的时候，该股道即为列车占用股道。 (3)基于时间特征序列的道岔曲线信息提取方法。IMU在经过道岔的时候输出的航向角速度的变化率具有明显特征。本文先将实际数据通过训练拟合得到表示道岔特征的数据库，并指出列车经过道岔时，IMU输出的信息满足时间序列特性。它与特征数据库存在相似性的问题。接着用欧式距离将这种相似性数学化，为后面的D-S证据理论提供证据支持。 (4)基于D-S证据理论的咽喉区道岔识别方法。D-S证据理论作为道岔场景下的股道占用评估方法将列车的位置信息和列车的航向角速度变化信息作为两个重要证据。列车的位置信息由定位点和数字轨道地图确定，列车的航向角速度变化信息由IMU的输出与已知时间特征序列相似程度决定。使用D-S证据理论将两个证据融合，通过融合后的结果确定道岔占用。 本文最后使用青藏线实际数据并基于MATLAB平台对文中研究的问题和方法进行离线的仿真验证。验证结果表明两种场景下的决策方法都能够确定股道占用，D-S证据理论即使在GNSS定位精度不够的情况下，也能够很快的识别股道。 |
| 作者： | 徐佳佳 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 蔡伯根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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