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基于CBTC的地铁列车组合定位技术研究
| 论文题名： | 基于CBTC的地铁列车组合定位技术研究 |
| 关键词： | 地铁列控技术;卡尔曼滤波;组合定位;局域网络 |
| 摘要： | 近年来，随着全国各地城市地铁建设的飞速发展，地铁列控技术(CBTC)也在不断发展、升级。目前，在我国的列车控制系统CBTC中，列车定位应用了多种不同技术，同时新的技术也不断出现。比较典型的列车定位技术有:查询应答器、轮轴速度传感器、多普勒测速、轨道电路等定位技术及其组合定位。这些定位技术各有优点和不足。而随着通信技术迅速发展，最新的基于无线位置指纹的移动终端定位技术凭借其诸多显著的优点在局域(WLAN，Wireless Lan)网络中得到广泛应用。 DCS（Data Communication System）是我国地铁列车运行控制系统(CBTC，Communication Based Train Control)正在使用的数据通信子系统，它是由基于802.3的骨干光纤网和基于802.11的无线局域网组成，地铁控制中心通过该通信系统可以实现对地铁列车的调度管理，保证列车的行车安全。为此，本文结合我国地铁CBTC系统现状，在分析轮轴测速定位、多普勒雷达测速定位、查询应答器定位、WKNN等地铁列车定位技术的定位原理和误差模型基础上，设计了一种基于DCS的WKNN定位系统，同时将新的定位技术与现有定位技术进行组合，提出了一种定位性能优于的现有轮轴测速/多普勒测速/查询应答器组合定位的轮轴测速/查询应答器/WKNN组合定位算法。本文主要内容概括如下: 首先，简单介绍CBTC系统的概况和在国内的发展情况，分析了地铁现有主要列车定位技术的优点和不足。 其次，重点分析研究了轮轴速度传感器测速定位系统、多普勒雷达测速定位系统、查询-应答器、轨道电路的定位原理和误差模型，结合联邦卡尔曼滤波技术对轮轴速度传感器测速定位/多普勒雷达测速定位/查询应答器组合定位算法进行仿真分析。 再次，研究DCS子系统无线部分特性和地铁列车定位需求，分析几种典型的位置指纹定位算法和隧道无线信道模型，并在MATLAB平台仿真分析了WKNN位置指纹与轨道电路结合的组合定位技术，最后综合考虑设计了一种基于DCS的地铁列车组合定位系统。 最后，利用依据估计误差的协方差大小分配系数的方法，对基于DCS的轮轴速度传感器测速定位/查询应答器/WKNN和轮轴速度传感器测速定位/多普勒测速/查询应答器/WKNN的联邦卡尔曼滤波算法进行了仿真，得到轮轴速度传感器测速定位/查询应答器/WKNN具有更好的定位效果。 |
| 作者： | 王灵丽 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 邓平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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