一种基于多传感器融合的冗余测速测距系统设计

测速测距系统的相关设备是城市轨道交通列车控制系统关键设备。对测速测距系统设计的需求和技术背景进行分析和研究,设计了一种基于头尾冗余的测速测距系统硬件架构,实现了双端车载测速传感器的安全冗余,继而提出了采用多传感器融合应用技术的列车测速测距系统设计方案。     

城市轨道交通列车空滑检测的融合算法研究

提出一种光电式速度传感器和雷达速度传感器相冗余的城市轨道交通列车测速测距融合算法。通过对列车空转打滑原理进行分析,建立空转打滑检测及校正模型,并进行列车测速测距融合计算,使之不影响车载控制器的正常工作,达到提高列车测速测距精度和可靠性的目的。最后通过仿真试验验证该算法的有效性。     

基于轮轴和雷达传感器的列车测速测距系统设计与仿真

设计了一种轮轴速度传感器和雷达速度传感器相结合的列车测速测距系统。该系统针对测速轮对空转/滑行造成的轮轴速度传感器测速测距误差问题,建立了空转/滑行检测判断模型和空转/滑行过程中的列车速度和走行距离误差校正模型。在实验室环境下搭建了该测速测距仿真系统,通过仿真试验验证了模型的有效性。该系统提高了列车测速测距的精度和可靠性。     

CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术

从CTCS-3级列控系统工程建设角度出发,对包括基于多路速度传感器数据融合的测速测距策略、列车制动模型及CTCS-3/CTCS-2级动态转换机制等CTCS-3级列控车载设备高速适应性关键技术进行研究。根据不同类型测速传感器的特点,采用车轮速度传感器与雷达相结合的方式实现列车速度的安全测量,并运用联合卡尔曼滤波理论提出基于多路传感器数据融合的测速测距算法策略。结合列车移动体的控制特点,在国际铁路联盟UIC 544—1标准的基础上,提出1种改进的分段式减速度计算的列车制动模型,可兼顾行车安全和效率。针对列车运营模式的兼容性与可靠性,采用兼容CTCS-3级和CTCS-2级的双模冗余设计,使CTCS-3级列控车载设备同时具有CTCS-3级控车功能和CTCS-2级控车功能,并通过输入信息共享和等级转换时信息交换等技术手段,实现CTCS-3/CTCS-2级之间的平滑动态转换。研究成果已在武广高速铁路上实施,满足了列车高速安全运行的要求,并提高了等级转换时的列车运行效率和旅客舒适度。     

基于自适应联邦滤波的列控车载设备测速测距算法

基于转速传感器技术,提出1种列控车载设备测速测距算法,由自适应参数列车运动模型、空转/滑行时列车速度校正模型和基于联邦滤波的融合算法3部分组成.先建立列车运动模型,利用自适应参数更新列车运动模型和系统状态噪声,估计单个转速传感器所在轮对的速度和加速度;当检测到轮对空转/滑行时,利用设计的速度校正模型计算列车运行速度,并...     

基于改进联合卡尔曼滤波算法的列车测速信息融合

基于高速列车的测速精度直接影响车载设备的控制精度,为了提高测速精度,在分析基于联合卡尔曼滤波算法的多路测速传感器信息融合原理、结构和算法的基础上,针对联合卡尔曼滤波系统因缺乏系统噪声和测量噪声的先验知识而导致滤波精度下降的问题,运用自适应联合卡尔曼滤波思想,对系统过程噪声和测量噪声的统计特性实时进行估计和修正,并将改进前后的算法进行计算机仿真。研究结果表明:改进后的滤波算法具有更好的融合精度,更稳定的滤波效果,能够进一步提高测速系统对环境的适应能力。     

高速列车测速测距系统故障模式研究

在研究高速列车典型测速测距传感器特点的基础上,提出传感器故障分类方法,可以将不同传感器、不同类型的故障进行统一的划分。在故障分类的基础上,提出故障分析模式,将传感器的工作模式分为可信、可用、在线和故障,并应用该模式对测速测距系统传感器故障进行实例分析。分析结果表明,该模式可以对任意组合的故障进行分析,具有重要的实用意义。     

基于轮轴速度传感器和加速度传感器的混合测速测距算法研究

为避免单一轮轴速度传感器在测速测距中存在的问题,设计了一种基于轮轴速度传感器和加速度传感器的混合测速测距算法。经过实验室仿真环境测试,证明该算法能有效地检测出列车是否出现空转或滑行,并保证在列车发生空转或滑行后的测速测距误差能够满足车载控制器对测速测距精度的需求。     

基于多传感器的列车里程计定位误差检测及校正方法

城市轨道交通列车运行过程中,轮对空转/滑行和车轮磨损是造成车载里程计测速测距误差的主要原因,因此里程计定位误差的检测和校正主要是对列车空转/滑行和车轮磨损的检测和误差校正。通过城市轨道交通列车定位需求分析以及传感器定位特性分析,在列车里程计基础上引入多普勒雷达,采用二者构建车载组合定位系统。基于H!滤波理论实现两种传感器量测信息的融合处理,得到列车定位参数的最优估计,在此基础上,利用空转/滑行和车轮磨损检测方法完成相关检测并对误差进行校正。仿真试验结果验证了本方法的有效性,达到了模型的预期设计目的,提高了车载定位系统的自主定位能力。     

移动闭塞系统列车位置不确定性算法研究

列车位置不确定性计算是实现移动闭塞系统列车安全防护功能的关键。介绍列车位置信息构成、初始化与更新、校准等列车位置管理的基本原理,对列车位置不确定性算法的计算原则及影响因素进行分析,并提出一种基于多传感器融合测速测距技术方案。重点结合列车位置校准后、正常走行、空转/打滑等不同场景的应对策略,研究提出可行的列车不确定性算法,对其他类似的系统开发具有一定参考价值。     

滤袋预容尘技术介绍

将配制好的粉剂渗透在滤料纤维之中,从而提高了滤料的除尘效率和过滤风速,并可减少除尘机的体积和耗钢量。     

列车组合测速系统安全完整性分析

采用编码里程计及多普勒雷达进行组合测速,描述了列车组合测速平台的主要结构,提出了利用卡尔曼滤波残差字2来检测列车空转/打滑故障的方法。采用故障树分析法对列车组合测速系统进行了故障分析,并对其故障树进行重构,根据实际参数对组合测速系统危险侧失效率进行了计算。计算结果证明,利用多普勒雷达补偿列车空转/打滑,列车组合测速系统的安全完整性符合SIL 4等级。     

基于滑模控制的卡尔曼滤波在列车定位中的研究

为了提高城市轨道交通中轮轴速度传感器与加速度计组合定位的精度,提出一种基于滑模控制的改进卡尔曼滤波算法。对于组合定位来说,由于卡尔曼滤波不能很好地修正加减速过程中的空转打滑误差,考虑到滑模控制器的滑动模态与系统的参数及扰动无关,提出采用基于滑模控制的改进卡尔曼滤波来进一步降低误差。其基本思路是应用指数趋近律滑模变结构来改善里程计算值,然后再进行卡尔曼滤波。并利用仿真软件对上述过程进行验证,仿真结果表明:基于滑模控制的改进卡尔曼滤波算法,能够在一定程度上减小空转打滑误差,进一步提高定位的精度。最后通过与其他卡尔曼滤波改进算法对比,得出基于滑模控制的卡尔曼滤波方法结构更为简单,也能保证一定的精度。     

基于改进型SVSLMS 算法的谐波电流检测方法简

分析了传统基于Sigmoid函数变步长最小均方（Sigmoid Variable Step-size Least Mean Square,SVSLMS）谐波电流检测方法产生稳态误差的原因,提出了一种改进型SVSLMS谐波电流检测方法。该方法重新定义和选择反馈误差系数,通过采用一种选频滤波器对原始反馈误差进行滤波处理,减小对检测性能的影响,进一步提高谐波检测响应速度和稳态精度。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

高速铁路典型地形GSM-R系统电波传播特性的研究

对高速铁路典型地形GSM-R系统电波传播特点进行分析.对典型准平原和平原高架桥地形条件下的试验数据进行分析和计算,建立典型准平原和平原高架桥地形高速铁路GSM-R系统电波传播大尺度路径损耗模型和小尺度衰落模型,并对各模型进行分析和比较.     

高铁牵引电流瞬态干扰对铁路信号的影响分析

高速铁路（简称:高铁）信号系统工作在复杂的电磁环境中,在干扰特性分析和数据处理时,需要对多种模拟和数字信号建立通用平台来完成。本文以LabVIEW软件作为开发平台,构建了集数据采集、数据格式转换、信号处理为一体的数据处理平台。平台可采集磁带记录仪等模拟信号源,并可导入记录仪存储的数据,从而形成通用处理平台。在此基础上,分析了高铁牵引电流瞬态特性对信号的影响,基于小波变换实现了对海量数据中瞬态干扰奇异点的检测。最后,采用现场实际记录波形进行了处理,验证了平台功能和算法的有效性。信号处理部分还可完成对源信号的时域实时测量、波形显示、滤波、频谱分析等功能。     

30t及以上轴重货车动力性能仿真研究

随着我国铁路货运量的迅速增加,重载运输己成为我国铁路运输的主要发展方向.为了适应我国25t以上轴重重载货车运输的发展,首先建立了25 t轴重重载货车动力仿真模型,在此基础上对30 t和35 t轴重条件下车辆模型的关键参数等进行了动力学分析,优化了30 t和35 t轴重货车模型的参数取值.利用所确定货车模型参数,建立30 t和35 t轴重重载货车-轨道动力仿真模型,计算分析车辆-轨道各项动力响应,相应指标符合规范中优良等级要求.通过不同速度下的动力学响应分析,对30 t和35 t轴重重载铁路的运行速度进行初步探究,建议我国30 t和35 t轴重货车适宜的运行速度为100 km/h.     

驼峰测速雷达信号的小波滤波分析

针对卡尔曼滤波方法存在的缺点,研究采用小波滤波方法进行驼峰测速雷达信号滤波。小波滤波的基本原理是对信号小波变换后的小波系数进行非线性处理,然后重构信号,滤除信号中的噪声。根据雷达信号的特点,初步选用Haar小波和二阶Dauhechies(db2)小波、3层分解、通用阈值和半软阈值算法,进行离线试验及分析。根据离线试验的滤波效果,确定选用二阶Daubechies(db2)小波、3层分解和半软阈值算法进行雷达信号滤波。利用离线试验选定的小波和算法,对采集的雷达信号进行实时滤波仿真,仿真结果与离线试验结果基本一致。将小波滤波方法与卡尔曼滤波方法对比可知,小波滤波能有效地滤除噪声、提高信噪比、减少均方差,滤波效果比较理想。因此,采用小波滤波方法进行驼峰测速雷达信号滤波,可以获得更准确的车速。     

应用于列车完整性检测系统的改进型滤波器

列车完整性检测系统是新型车载设备,对防止列车抛车有重要意义。其硬件构架上以MSP430微处理器为主控制器,由ADXL202传感器实现加速度信息采集。作为判据的加速度信息在复杂的行车条件下被干扰。本文以加速度信息为研究对象,进行理论分析、数学建模和结果仿真。文中设计了一个二维的改进型滤波器。主要采用最小二乘滤波思想,选取适当的加权矩阵和遗忘因子,它不需要被估计量和观测量的统计规律,不易发散,完全符合观测数据被随机干扰,难以建立精确模型的特点。为了进一步提高滤波精度在滤波器中设计了一个野值剔除环节,在前期去掉粗大误差。对系统采集的数据进行上述的滤波,显著提高了数据的可靠性。     

高速铁路轮轨噪声预测分析

基于高速铁路轮轨噪声机理,对高速铁路轮轨滚动噪声预测方法进行分析。建立高速铁路轮轨噪声预测分析模型,为轮轨噪声的控制提供必要的依据。在探讨列车—轨道相互作用关系、轮轨表面粗糙度、轮轨接触滤波、噪声辐射比、轮轨系统噪声辐射、地面的声反射等问题的基础上,对我国快速客运专线的轮轨噪声进行了数值仿真预测。给出轮轨噪声的频谱特性、距离衰减特性及随运行速度的变化规律。