基于云计算的下一代铁路移动通信网络架构

铁路智能化的发展以及铁路网与互联网的不断融合,对下一代铁路移动通信网络的承载能力和服务质量提出更高的要求。基于云计算的下一代铁路移动通信网络架构并针对铁路应用特点,论述该架构的技术优势和面临的挑战;在分析未来铁路移动通信应用需求的基础上,提出基于集中单元、分布单元和射频拉远单元三层结构的铁路无线接入网络部署方案以及基于移动中继节点的车载移动终端无线访问方案;给出下一代铁路移动通信网络的演进路线。基于云计算的铁路移动通信网络架构可以有效地降低建设及维护成本、提高资源的利用效率、降低能耗,符合铁路未来的发展趋势。     

适用于高速铁路地震预警系统的列车无线指纹定位方法

为满足高速铁路地震预警系统列车实时定位的需求,提出1种列车无线指纹定位方法。首先,使用高速列车采集铁路沿线无线通信系统接收电平、定时提前量及公里标等信息,基于无线传播模型将定时提前量映射为无线电波传播损耗,进而生成无线指纹并建立其数据库;然后,根据列车运行轨迹特征动态划分信号空间,限定无线指纹搜索范围,建立统一量纲的无线指纹相似度计算模型;最后,使用加权k-近邻算法在无线指纹数据库中搜索与待定位列车相匹配的无线指纹,计算列车的位置。在高速综合检测列车安装测试设备,分析检验列车无线指纹定位得出的位置与实际位置的差值,结果表明列车平均定位误差为82m,可满足高速铁路地震预警系统的需求。     

无线列控系统安全通信协议性能评价规则的制定方法

针对传统方法在评价列控系统安全通信协议性能时存在只能定性不能定量和对评价人员掌握评价尺度有差异考虑不足的问题,基于利用有色Petri网模型对列控系统安全通信协议性能的仿真结果,运用决策论中的概念格理论对有关安全通信协议性能(包括建立安全链接需要的时间和传输信息需要的时间)的仿真数据进行分析,研究制定安全通信协议的性能评价规则。运用Dempster-Shafer理论,分析评价人员应用给出的安全通信协议性能评价规则对安全通信协议性能进行评价所得评价结果的不确定性,以验证所提出安全通信协议性能评价规则的可行性。结果表明,使用所制定的安全通信协议性能评价规则克服了传统方法的不足,而且以概率的形式定量表示安全通信协议的性能,可使评价结果更全面也更具有说服力。     

城市轨道交通信号产品认证模式的研究

我国城市轨道交通事业发展迅速,为了规范产品市场准入,建立完善的产品认证制度非常必要。在对国内外铁路信号产品认证模式研究的基础上,探讨适合我国城市轨道交通信号产品的认证模式。针对信号产品安全需求难以完全通过产品检验进行验证的情况,提出采用独立安全评估的方法,并对城市轨道交通信号产品认证工作提出建议。     

城市轨道交通既有车辆段短库线全自动驾驶改造方案研究

介绍了目前国际上全自动驾驶系统的应用现状。通过车辆段的全自动改造可以提高既有城市轨道交通线路的全自动运行等级。既有车辆段存在库线长度较短而不能满足全自动唤醒后完成筛选及自动入库精确停车的问题。通过变更计轴区段划分解决唤醒后自动车及非自动车筛选问题;通过安全制动模型的变更及安装局部定位设备后入库停车控制流程的变更来解决自动入库停车的问题。通过仿真测试验证了既有车辆段短库线自动化改造方案的可行性。     

基于电磁感应动态模型的欧标应答器系统定位研究

采用欧标应答器系统获得的列车绝对位置存在不确定性，不确定性的增加会降低列车的停车精度。通过分析欧标应答器位置修正系统的构成及内部信息流，发现欧标应答器系统有效电磁作用时间误差和速度测量误差对其获得的绝对位置不确定性有较大影响。针对有效电磁作用时间问题，采用四边形模拟应答器发送天线、八边形模拟应答器传输模块接收天线建立应答器系统的磁通量分布模型，并引入磁通量随列车运动的变化，得到磁场感应电动势的动态速度模型（电磁感应动态模型）。基于该模型分析动生电动势、感生电动势与电磁作用距离的关系及干扰、旁瓣对电磁作用距离的影响；通过分析现场实测列车定位数据的电磁感应有效区域数值分布，验证电磁感应动态模型计算数据与实测数据的相符性。结果表明：支持向量机SVM从基于电磁感应动态模型标记的现场实测训练数据中学习得到的应答器位置修正异常分类模型可以实时对列车应答器位置修正做出评估，对于偶然性干扰或旁瓣等导致的异常修正可以给出报警；基于电磁感应动态模型对实测电磁作用时间数据进行修正后，可降低时间数据带来的相对平均误差达47.7%，从而获得更为精确的列车绝对位置，提高列车停车精度。