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《探析基于多傳感器信息融合的列車定位方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、北京交通大學博士學位論文基于多傳感器信息融合的列車定位方法研究姓名：周達天申請學位級別：博士專業(yè)：交通信息工程及控制指導教師：唐濤20070501』E巫鑾絲厶堂匾±堂位i金塞生塞翅翌中文摘要摘要：列車定位子系統(tǒng)在列車運行控制系統(tǒng)中起著非常重要的作用：列車定位方法的精度和可靠性是確定列車安全防護距離的重要因素，會關系到列車的運行間隔，會影響軌道交通系統(tǒng)的效率；列車定位方法的機理和采用的傳感器是確定列車運行控制系統(tǒng)制式的重要因素之一，會關系到閉塞控制的方式，會影響到列車運行控制系統(tǒng)的兼容性和生命周期費用。因此深入研究列車定位方法，對于推動列車運行控制系統(tǒng)的研究和軌道交通系
2、統(tǒng)的發(fā)展具有重大和深遠的意義。本文介紹了列車運行控制系統(tǒng)和列車定位方法的發(fā)展。通過對當前國內(nèi)外列車定位方法的研究和試驗項目的分析，可以看到基于多傳感器信息融合的列車定位方法是未來的研究方向。本文研究了基于多傳感器信息融合的列車定位方法的結(jié)構(gòu)，組建了基于多傳感器信息融合的列車定位方法的實驗平臺。針對基于速度傳感器的列車定位方法中存在的空轉(zhuǎn)和滑行問題，合理選擇傳感器組合，提出了一種以速度傳感器為核心傳感器的多傳感器信息融合列車定位方法。本文研究了空轉(zhuǎn)和滑行檢測與空轉(zhuǎn)和滑行補償之間的制約關系，提出了存在空轉(zhuǎn)和滑行情況下，速度傳感器的定位誤差模型。發(fā)現(xiàn)在空轉(zhuǎn)和滑行補償誤差一定
3、的情況下，基于速度傳感器的列車定位方法的定位誤差與空轉(zhuǎn)和滑行檢測的門限有關，空轉(zhuǎn)和滑行檢測門限過高和過低都將造成定位誤差的增加。研究了基于加速度計增強速度傳感器的空轉(zhuǎn)滑行檢測方法。研究了加速度計的誤差對空轉(zhuǎn)滑行檢測方法的影響。通過車載試驗驗證了基于加速度計增強速度傳感器的空轉(zhuǎn)和滑行檢測方法的有效性。本文提出了基于線路曲率信息匹配的定位方法。該方法通過對速度傳感器和陀螺的輸出進行變頻采樣來提取線路的曲率信息。該方法不要求采用高精度的陀螺，對陀螺的溫漂誤差和列車是否勻速運行不敏感。通過車載試驗驗證了基于線路曲率信息匹配的定位方法的有效性。本文通過分析地形輔助導航方法的原理
4、，從匹配定位的原理上將地形輔助導航方法與查詢應答器修正定位的方法統(tǒng)一了起來。匹配定位的一個重要問題就是判斷匹配結(jié)果正確與否，是否可用，通常稱之為可信度分析。為了研究基于線路曲率信息的匹配定位方法的可信度，通過與地形高程熵的類比，提出了線路曲率信息熵的概念。研究了相似度度量、信噪比、線路曲率信息熵和列車運行速度等因素對匹配可信度的影響。試驗結(jié)果表明：本文所提出的以速度傳感器為核心傳感器的多傳感器信息融合列車定位方法是有效的：具有檢測微弱的空轉(zhuǎn)滑行的能力，能夠降低空轉(zhuǎn)滑行些立鑾適厶堂疆±堂位迨塞生塞垴翌帶來的定位誤差；具有實時獲取線路曲率信息的能力，能夠通過線路曲率信息匹
5、配定位的方法獲得列車的位置信息。關鍵詞：列車運行控制系統(tǒng)；列車定位；多傳感器信息融合；空轉(zhuǎn)和滑行檢測；線路曲率信息熵分類號：U283；U284』E塞窯塹厶堂巨±堂位論塞△曼SI堡△￡!ABSTRACTABSTRACT：TrainlocationsubsystemplaysaveryimportantroleinAutomaticTrainControlSystem．ItsaccuracyandreliabilityareimportantfactorsforheadwayinTrainControlSystem．Itwillaffecttheefficiencyoft
6、ransportsystems．nesensorsandthemechanism，whichareusedintrainlocationsubsystem，arerelatedwithcompatibilityofTrainControlSystemandlifecyclecosts．Soithasgreatsignificancetostudythetrainlocationmethoddeeply．ThispaperintroducestheevolutionofTrainControlSystemandtrainlocationmethod．Accordingt
7、oresearchontrainlocationmethodallOVertheworld，itisshownthatmulti—sensorinformationfusionbasedtrainlocationmethodiSaresearchdirectioninfuture．Inthispaper,thestructureofmulti—sensorinformationfusionbasedtrainlocationmethodisstudied．Anexperimentplatformofmulti—sensorinformationfus
