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原文传递虚拟应答器测试方法研究

论文题名：	虚拟应答器测试方法研究
关键词：	铁路工程;虚拟应答器;测试平台;结构设计;定位精度
摘要：	应答器是欧洲列车控制系统ETCS(European Train Control System)和中国列车控制系统CTCS（Chinese Train Control System）中广泛使用的定位设备。为了提高列车定位的精度，为列车提供尽可能详细的股道、定位、线路参数等重要信息，保证列车控制系统的安全运行，需要在轨道上高密度地铺设地面应答器，这就增加了系统的建设成本和维护工作量。如何在满足列车定位精度的同时降低列车运营、维护成本，对列车控制系统的发展具有重要的现实和发展意义。　　全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satellite System)的快速发展为降低列控系统的成本提供了一种解决方案，因此国际铁路联盟UIC提出基于GNSS的虚拟应答器VB(Virtual Balise)的概念。虚拟应答器实际上是一套车载系统，它通过软件处理GNSS定位单元的导航信息，输出与真实应答器具有相同数据格式的报文，从而实现列车定位的功能。论文对虚拟应答器进行设计与实现，搭建了虚拟应答器测试平台，设计对比测试实验，并在不同实验场景下对虚拟应答器与真实应答器的捕获时间差和捕获率进行比较。论文主要完成了以下研究工作: 　　(1)设计并实现了虚拟应答器。虚拟应答器包括定位模块、安全判别模块、VB模块三部分。完成虚拟应答器各功能模块的硬件设计，并在Linux系统下编写程序实现虚拟应答器捕获和报文发送的功能。　　(2)设计并搭建虚拟应答器测试平台。虚拟应答器测试平台包括真实应答器、虚拟应答器及测试上位机三个部分。真实应答器主要作为参考系为虚拟应答器提供参照标准。虚拟应答器参照真实应答器的通信流程，设计了相应的接口协议，使之可以按照真实应答器的通信协议发送报文数据。在测试上位机部分，编写了VB测试软件，该软件可以同时接收真实应答器和虚拟应答器的报文信息，完成捕获时间的对比、报文的显示及存储等功能。　　(3)完成虚拟应答器与真实应答器的对比测试实验。为了测试虚拟应答器在实际使用中能否与真实应答器一样，对同一应答器设置点进行快速准确的捕获并发出正确的报文信息，论文设计了实验方案，并在不同实验场景下对比虚拟应答器与真实应答器的捕获时间差和捕获率等参数，以验证虚拟应答器的性能。　　本文使用虚拟应答器测试平台进行实验，分别测试在接收机输出频率、捕获半径、速度等因素改变时，虚拟应答器与真实应答器的捕获时间差和捕获率，验证了虚拟应答器可以在应答器设置点准确传输报文，实现真实应答器的功能。
作者：	李发军
专业：	控制工程
导师：	王剑
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文