ATP设备定位测速的研究与仿真

论文摘要

随着高速铁路在我国的蓬勃发展,迫切需要能够确保高速铁路安全运行的、性能先进、安全、可靠、高效的列车运行控制系统。其中,列车自动防护系统（ATP）是整个列控系统车载设备的核心,它的主要任务是对列车运行控制信息进行综合处理,生成目标—距离模式曲线,监控列车运行速度,实现列车的自动超速防护。而这一切的基础都离不开定位测速系统。定位测速系统用于提供车辆的位置和速度等信息,是车载ATP的重要设备之一。定位测速系统的工作原理就是利用安装在车轮轮轴上的速度传感器测得列车的行驶速度,并根据该速度计算出列车的走行距离。同时,利用安装在轨旁或者车载的定位辅助设备来消除或者减小走行距离的误差。走行距离误差的产生除了速度传感器的精度和车轮的磨损外,最主要的就是列车行驶过程中空转和滑行的发生。因此,研究空转、滑行对列车定位测速的影响对于列车运行控制系统有着十分重要的现实意义。目前,定位测速系统的发展趋势是采用多种方法组合的手段。本文在研究了解了各种定位测速的手段后提出了以轮轴速度传感器和雷达测速仪相结合的测速方法,同时辅以定位应答器消除走行距离误差的定位测速方案。该方案中的关键点就是要通过轮轴速度传感器和雷达测速仪相组合的方法来判断列车行驶过程中空转和滑行的发生,同时根据两者的测速值校正列车的行驶速度和走行距离。在建立了这个空转、滑行检测校正模型后还对该模型进行了误差分析。最后以VC++6.0作为开发平台设计了定位测速的仿真系统,仿真结果基本实现了预定目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 论文研究目标及研究内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 研究内容
• 第2章 列控系统定位测速介绍
• 2.1 CTCS-3列控系统概述
• 2.2 定位测速子系统
• 2.2.1 列车测速方法
• 2.2.2 列车定位的一般概念
• 2.2.3 列车定位技术
• 2.2.4 组合定位
• 第3章 测速测距中空转/滑行的检测与校正
• 3.1 概述
• 3.2 列车空转/滑行机理分析
• 3.2.1 列车空转机理分析
• 3.2.2 列车滑行机理分析
• 3.3 基于速度传感器的空转/滑行检测
• 3.3.1 空转/滑行检测
• 3.3.2 加速度值的预测
• 3.4 多测速手段的空转/滑行检测及校正
• 3.4.1 空转检测及校正
• 3.4.2 滑行检测及校正
• 第4章 定位测速系统设计
• 4.1 系统概述
• 4.2 地面定位设计
• 4.2.1 应答器设置计算原则
• 4.2.2 应答器设置
• 4.3 车载测速测距设计
• 4.3.1 硬件结构设计
• 4.3.2 软件结构设计
• 第5章 定位测速系统仿真
• 5.1 定位测速系统仿真总体结构
• 5.2 虚拟地面应答器仿真
• 5.3 车载测速测距仿真
• 5.4 上位机监测程序仿真
• 5.4.1 速度信息的产生
• 5.4.2 走行距离计算
• 5.4.3 接口模块
• 5.5 系统测试
• 5.5.1 测试过程
• 5.5.2 测试结果
• 总结
• 论文所做工作
• 结论与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文