一、GPS卫星定位列车运况跟踪与安全防护系统（论文文献综述）
吴波前[1]（2021）在《基于GNSS/INS的列车自主定位性能评估方法研究》文中提出列车运行控制系统为铁路运输安全可靠运营提供关键技术保障,实时、准确地获取列车位置与运行状态信息是列控系统实施安全控制的关键基础。随着北斗卫星导航系统全球组网完成,基于卫星导航系统的多传感器融合列车自主定位已成为我国列控系统的重要技术发展方向。本文以全球卫星导航系统GNSS（Global Navigation Satellite System）与惯性导航系统INS（Inertial Navigation System）融合实现列车自主定位为基础,研究并形成有效的定位性能评估方法,确保列车自主定位能够为列控系统提供可靠的基础信息服务。本文面向列控系统应用,针对列车自主定位性能评估问题,开展对列车自主定位信息处理过程的分析,实现基于环境场景驱动的量测噪声加权计算及完好性评估的故障检测与状态识别;在此基础上,考虑列车自主定位单元整体架构,通过对不同因素影响下定位单元的状态变化描述,构建了基于随机Petri网SPN（Stochastic Petri Nets）的列车自主定位故障传播模型,研究了基于确定信息的变迁激发率计算和基于不确定信息的变迁激发率区间灰数表达方法,形成了灰色SPN模型下的列车自主定位可用性评估方法;最后,以列车自主定位支撑移动闭塞模式的实现为框架,开展了列车自主定位安全风险评估,形成了基于步长自适应长短时记忆LSTM（Long Short-Term Memory）神经网络的安全风险评估方法。论文主要取得了以下创新:（1）提出了一种环境场景信息驱动的完好性评估方法,基于粒子群优化K均值对铁路线路周边环境场景进行聚类划分,并结合铁路沿线卫星分布特性,提出一种基于EKF紧耦合滤波量测噪声加权的滤波估计优化算法,并结合紧耦合滤波估计建立了多层级故障检测及状态识别方法。（2）提出了一种基于灰色SPN的列车自主定位可用性评估方法,构建了基于SPN的列车自主定位故障传播模型,对基于GNSS/INS的列车自主定位从信息采集到决策输出一系列信息处理中的定位单元状态变化及故障传递过程进行描述,结合灰色系统理论,提出了不确定信息影响下的变迁激发率区间灰数表达方法,并建立了相应的灰色SPN评估模型,解决了复杂铁路运行环境下难以对列车自主定位可用性进行评估的问题。（3）提出了一种基于步长自适应LSTM神经网络的列车自主定位安全风险评估方法,针对列控系统的移动闭塞运行模式,对列车自主定位支撑移动闭塞可能影响安全追踪运行的情况进行描述,利用LSTM神经网络构建了风险评估模型,对具有时序特性的列车自主定位信息与风险之间的关系进行描述,并考虑不同环境场景下网络输入的时间关联程度差异,提出了基于环境场景的LSTM神经网络步长自适应调整方法。为了支持本文提出的方法验证工作,结合京沈高铁现场采集数据,对论文提出的场景聚类划分、完好性评估、可用性评估及面向移动闭塞的安全风险评估方法进行了验证。本文研究成果能够为推进北斗卫星导航系统在我国新型列车控制系统中的应用提供理论参考与技术支持。
周子健[2]（2021）在《基于非差多星座的列车定位包络计算方法研究》文中提出列车定位系统是保障行车安全、提高运输效率的核心,随着铁路高效化、智能化需求的不断上升,卫星导航技术的铁路应用成为了研究热点。全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）能够全天时向用户提供实时导航服务,特别地,随着我国北斗卫星导航系统（Bei Dou navigation satellite System,BDS）的全面建成,北斗辅助铁路升级成为了行业发展目标。为了满足日益增长的运输需求,提升北斗系统应用水平,丰富列车定位系统感知能力,亟需研究基于卫星导航的列车定位优化与评估技术。为此,本文考虑GNSS基础性能,从星座性能和空间信号性能两个角度别提出对应的优化方法。利用多星座定位手段提升GNSS星座覆盖性和可用性,借助卫星高精度量测优化定位系统精度,并结合接收机自主完好性监测（Receiver Autonomous Integrity Monitoring,RAIM）算法实现对GNSS空间信号性能的优化。为了估计卫星导航列车的可信位置,基于优化的定位方法实时计算定位误差指标,形成基于卫星导航的列车定位包络。本文的主要研究工作总结如下:（1）将多星座定位方法运用于列车定位中,研究GPS和北斗多星座联合的时空统一方法。针对卫星信号差异建立先验因子模型,考虑星座系统差异,提出了先验因子结合验后方差估计算法的多星座定位随机模型优化方法;（2）针对卫星导航系统伪距、载波相位和多普勒频移建立量测模型,研究双星座融合的卫星导航误差建模方法。以卡尔曼滤波算法为基础,建立钟差和钟漂模型,提出一种基于非差量测的列车定位测速方法,并针对不同量测组合的定位模型,提出基于能观性分析的评估验证方法;（3）考虑对卫星导航系统定位误差进行定量估计,参考现存的列车安全包络设计思路,针对GNSS基础性能需求,研究定位精度估计方法和RAIM算法,选用合适的保护等级计算方法,综合考虑水平定位误差指标和通信延迟等效距离,形成卫星导航列车定位包络的估计方法。本文设计并实施现场实验,分别对多星座定位随机模型优化以及基于非差量测的列车定位测速方法进行验证,并分场景、分层次的验证本文提出的列车定位包络。实验结果表明,多星座定位方法能够在优化卫星信号几何分布,提高定位系统精度的基础上,降低GNSS失效风险;本文提出的列车定位方法能够输出实时定位结果,水平方向定位误差小于4m,测速误差小于0.5m/s,有效提升了卫星导航系统的定位精度。相比于其他量测组合模型,本文提出的定位方法表现出最优系统能观度;同时,基于此模型设计的定位包络,能够包含水平定位误差,满足卫星导航接收机可用性需求,为铁路中列车定位技术的安全应用提供参考思路。图58幅,表26个,参考文献92篇。
张先勇[3]（2020）在《基于信息融合的鱼雷罐车安全监控系统与关键技术研究》文中研究指明鱼雷罐车是大型钢铁企业转运高温铁水的主要运输车辆。现有的安全监控研究关注于罐体材料和物流管理较多,而对罐体倾动角度精确测量和运输全路径连续定位等的研究较少,甚至鲜有报道。鉴于此,本文依托国家重点研发计划项目的子课题“专用运输车辆转运作业安全监控与预警技术研究”（2017YFC805104）,结合武汉钢铁股份有限公司的实际应用场景,通过开展了一系列实验研究,建立了鱼雷罐车安全监控关键技术的信息融合模型,构建适合鱼雷罐车转运安全的评估指标体系,提出了运用图像识别技术非接触式精确测量角度的方法、车辆连续位置检测和停车精确定位方法,以及全天候障碍物识别方法,实现了从理论到实践应用的转化。研究成果对指导鱼雷罐车转运安全监控系统的开发具有重要参考价值。具体研究内容包括以下几个方面:1、针对鱼雷罐车转运作业的安全监控特点,研究了基于目标决策的安全监控系统各层次的信息融合模型,为信息融合技术在鱼雷罐车转运安全监控领域的应用提供技术支撑;针对重大钢铁企业事故的多因素分析,运用人为因素的分析分类系统（HFACS）分析了安全事故,融合层次分析法（ANP）和二次逻辑回归模型对鱼雷罐车事故进行多因素的关联性分析和权重分析,构建适合鱼雷罐车转运安全指标体系。2、针对鱼雷罐车高温罐体倾动角度检测问题,提出了运用图像识别技术非接触式精确测量角度的方法。利用高清相机连续拍摄罐体端部特征图像,运用BRISK算子检测图像特征点。利用汉明距离对特征点进行两次筛选,提高配准点的准确度,最后结合最大类间方差法（OTSU）计算罐体的旋转角度。设计实验方法进行测试,分析实验数据,探讨了倾角非接触式测量技术和连续位置监测技术的测量精度和响应速度。3、针对鱼雷罐车在高炉车间和运输路经中的连续定位问题,提出了融合室内外定位数据,运用最小二乘法线性拟合在信号盲区的定位方法。该方法比单一的惯性计算方法有更好的定位精确性。研究利用卫星定位系统获取室外数据,UWB系统获取室内定位数据。建立多基站获得更多组合的室内定位数据,利用卡尔曼滤波（Kalman）降噪优化原始数据,按照距离远近进行权重分配以提高TOA/TDOA组合定位算法的准确度。针对停车精确落位问题,提出采用电涡流传感器微距测量的方法监测停车位置,设计试验,检验有效性。4、针对轨道全天候障碍物识别问题,提出了融合视觉相机、红外成像和毫米波雷达三种探测技术于一体的全天候障碍物识别技术方法。并重点对视觉图像处理过程进行了深入研究,运用Canny算子对图像边缘检测;利用霍夫变换对图像中的轨道边缘进行检测提取;基于兴趣范围提取颜色异常区域,通过形态学处理,标注出障碍物位置。分析了毫米波雷达、红外线成像的性能和降噪技术,研发了多传感器融合的鱼雷罐车转运全天候障碍物识别系统。5、研究了基于计算机自动处理的实时安全监控系统与车辆制动系统联动技术,研发了融合多传感器的鱼雷罐车运输安全监控系统和罐体倾动监控系统,并集成上述技术建立统一安全监控平台,进行了功能测试和示范应用。本文通过对鱼雷罐车运输连续位置监测技术和罐体倾动角度非接触式测量技术的研究,开发了基于信息融合的安全监控系统平台,为大型钢铁企业的鱼雷罐车转运安全监控提供了技术保障。
刘江,蔡伯根,王剑,李健聪[4]（2020）在《基于轮轴测速辅助的列车卫星定位压制干扰检测方法》文中进行了进一步梳理基于卫星导航的列车测速定位是我国新型列车控制系统的重要内容,常规的列车卫星定位方法研究主要关注其可用性及功能安全,在复杂铁路运行环境中,来自系统外部的卫星导航干扰信号可能对测速定位性能带来严峻威胁,如何对卫星定位干扰实施有效检测并进行隔离防护是确保列车测速定位性能的关键环节。基于卫星定位干扰作用原理,提出一种基于轮轴测速辅助的卫星定位压制干扰检测与防护方法,基于轮轴测速数据与轨道地图数据库构建卫星观测信息参考量,通过显着偏差检测与残差统计检验识别因干扰而性能降级的观测信息,并在最终定位解算中对其进行隔离。采用青藏铁路试验数据构建压制干扰注入测试环境,基于典型调幅干扰、相干连续波干扰场景测试结果表明,所提出的方法能够有效识别并排除因干扰导致的劣化观测信息,相对于未实施干扰检测与隔离的情况,定位误差标准差最多可降低41.90%、82.86%,该方法对于提升列车卫星定位的干扰防护能力及可信性水平具有重要意义。
郭子明[5]（2020）在《激光雷达辅助的列车轨道占用识别方法》文中提出铁路运输具有运量大、能耗少,排量低等优势,是我国综合运输体系的骨干和主要运输方式之一,在经济社会发展中的地位和作用至关重要。为确保行车安全、提高铁路运输效率,列车定位系统需为列车运行控制体统提供列车位置、速度等运动信息及轨道占用状态。基于车载设备的列车自主定位是下一代列车运行控制系统的发展方向。目前常见的基于列车自主定位信息的轨道占用识别主要基于GNSS定位信息实现,其误差水平在某些铁路运行环境下可能导致轨道占用的错误识别。道岔是列车轨道占用识别的主要场景,激光雷达能够实现对道岔的自主检测,为列车轨道占用识别提供额外的轨道拓扑信息,从而提高列车在平行轨道区段和道岔区段的轨道占用识别能力。本文立足于列车自主定位中的轨道占用识别问题,对将基于激光雷达的轨道与道岔检测应用于轨道占用识别存在的问题进行了分析。首先基于铁路轨道的几何拓扑结构提出对激光雷达传感器的性能需求,提出列车运行环境噪声干扰下的轨道与道岔检测方法;构建基于贝叶斯建模的列车位置状态感知框架,利用数字轨道地图的辅助实现GNSS与速度测量的融合从而完成列车一维位置求解;建立轨道及道岔检测模型并引入列车位置状态感知框架,形成基于轨道事件概率模型的轨道占用状态识别方法;基于通过现场实验数据处理获得的统计结果对提出方法的性能进行了集成验证。论文主要包括以下研究内容:（1）分析了铁路轨道与道岔检测对激光雷达传感器的性能需求,考虑不同列车运行线路条件下轨道的空间分布特点及其在激光雷达点云数据中的分布特征,基于列车运行速度等约束条件及轨道检测的具体需求,提出对应的激光雷达传感器的性能参数指标,并结合特定安装条件提出适用于轨道检测的激光雷达标定方法。总结分析铁路场景特点及轨道结构特征,参考公路环境下的目标检测方法,给出采用激光雷达进行轨道检测的基本方案。（2）提出了基于时空特征的铁路轨道拓扑检测方法。根据单次扫描中的钢轨特征,基于模型匹配思想完成钢轨关键点提取,以钢轨的纵向连续性与轨道的横向关联特征为判别准则实现轨道检测。针对道岔结构的时空分布特点,提出基于轨道拓扑事件的分支方向预检测方法,减小了列车经过道岔后完成分支方向检测所需的距离损耗。（3）提出了基于贝叶斯建模的列车位置状态感知方法。基于GNSS测量信息计算获得GNSS定位位置的垂足曲线,提出考虑GNSS方向相关定位误差的地图匹配算法,在数字轨道地图辅助下与速度测量融合实现列车一维位置解算。基于贝叶斯概率模型构建列车位置状态感知框架,把位置变量引入不同轨道假设的概率计算过程,解决在道岔区段的列车位置模糊判决问题,提高了轨道占用识别效率,将列车位置决策与轨道占用状态识别有效结合起来。（4）提出了基于轨道事件概率模型的轨道占用状态识别方法。基于数字轨道地图建立道岔距离检测、道岔通过方向检测及轨道拓扑检测模型,对隐分支假设进行扩展构建了更适用于列车轨道占用识别场景的基于路线的位置假设。对各类检测的准确性进行统计分析,将各轨道事件引入既有贝叶斯定位框架,解决了轨道与道岔信息与既有列车位置状态感知框架的融合问题,显着提高了轨道占用识别的效率与准确性。论文构建了基于GNSS、速度传感器、激光雷达等多源传感器的列车轨道占用识别软件验证系统,基于现场实验数据及通过翻转获得的虚拟数据中的大量轨道占用识别场景,验证了本文提出的轨道占用识别方法具有更高的效率与准确性,其成果可以为下一代列车运行控制系统中的列车轨道占用识别系统与方案的研发与设计及其他相关关键技术与规范的研究提供较高的理论参考价值。
刘永强[6]（2020）在《基于移动基线解算的列车完整性监测方法研究与实现》文中提出列车的各节车厢之间是通过钩缓装置连接在一起的,列车在前进的过程中,频繁的加速、制动会使得车钩发生拉伸和挤压等物理形变,导致永久性的机械损伤,存在脱钩的风险。因此,为保证行车安全,对于在途列车进行实时的列车完整性监测是十分必要的。目前我国普遍采用的CTCS-2级和CTCS-3级列车运行控制系统中,都是采用轨道电路等地面设备来实现列车完整性监测的,但是轨道电路等地面设备的建设和维护费用高。随着全球卫星导航系统（GNSS）的发展,在下一代列控系统（NGTC）的列车完整性监测中,提出了采用卫星定位为主的车载化设备实现列车完整性监测,尽量减少地面设备的应用需求。因此,本文提出一个基于全球卫星导航系统移动基线的列车完整性监测方法,构建了双差载波相位的相对定位函数模型进行移动基线长度的实时解算。为了进一步提高基线的解算精度,进行了多星座联合解算以及整周模糊度在线固定的方法研究及实现,并提出高度角约束离散度的参考卫星的选择算法,最后搭建移动基线的列车完整性监测的仿真平台,基于京沈客专试验线的现场数据进行了仿真验证。本文的主要工作如下:（1）创新性地引入基于移动基线解算的列车完整性监测方法,建立双差载波相位的相对定位模型进行基线解算,根据解算的移动基线的长度与参考车长进行比较,进行列车的完整性状态判断。（2）针对单星座系统在铁路卫星信号受限环境下可用卫星数目少,定位精度低的问题。在受限条件下进行多星座联合移动基线解算的算法研究,同时构建一阶马尔可夫加速度模型,对移动基线的状态矢量进行优化,以提高多星座联合解算时系统的能观性。（3）对多星座实时整周模糊度固定算法进行研究,在模糊度浮点解的基础上进一步提高移动基线的解算精度,并提出基于高度角约束离散度的参考卫星选择算法,使得卫星对有最佳的分布结构,保证基线解算的精度。通过单历元整周模糊度的实现模糊度的快速固定,保证列车完整性实时监测的需要。（4）搭建了基于移动基线的列车完整性监测仿真平台,结合京沈线的现场数据,对对移动基线的列车完整性监测方法进行测试验证,同时对基线长度、列车状态、卫星状态及列车实时轨迹进行可视化显示。实验结果表明,论文所提出的基于移动基线的列车完整性监测算法可以有效提高车长的解算精度。图58幅,表13个,参考文献60篇。
隰江雨[7]（2020）在《信号故障下基于车车通信的列车测距防撞方法研究》文中提出轨道交通凭借其运输量大、效率高和准点节能等优点已逐渐成为旅客出行的主要方式,在缓解出行压力和提高生活便捷性等方面发挥了重要作用。随着人工智能和大数据等新兴技术的发展,列控系统逐渐向着自动化、智能化和一体化等方向发展,车车通信作为下一代列控系统中的关键技术,受到了国内外研究学者的广泛关注。现有列控系统采用车地通信更新移动授权等信息保障列车安全运行,当信号设备发生故障,列车存在采取在列车自动防护系统切除人工目视行车的降级模式下运行的情况,此时列车与前车有相撞风险。与现有车地通信方式不同,车车通信不通过地面设备实现列车间的直接通信,可有效降低通信时延并提高通信速率与可靠性。因此,研究信号故障下的列车防撞方法对保障列车安全运行具有重要现实意义。本文围绕信号故障这一场景下基于车车通信对列车测距防撞方法展开研究,主要研究内容如下:首先,针对信号故障这一场景,提出基于车车通信的相邻列车主动测距方法。信号故障下列车与前车存在相撞的风险,需获取前车的位置对列车进行主动防护,因此基于信息传输到达时间提出车车通信下列车主动测距方法,可实现相邻列车间的直接通信并实时获取两车距离信息,并基于此刻画测距过程中列车的运行速度和信息传输时延等对测距精度影响的演化机理。通过不同运行速度场景下实测数据,验证所提主动测距方法的有效性。其次,针对信号衰减和噪声干扰等导致列车定位精度不足的问题,提出改进卡尔曼滤波算法对测距数据进行优化。原始测距数据与真实数据误差较大无法直接用于列车防护,基于粗大误差判别准则、差分进化算法和卡尔曼滤波等综合考虑提出改进卡尔曼滤波算法,可实现原始测距数据的粗大误差判别与剔除处理,和对处理后的数据滤波优化以提高测距精度。通过编程对实测数据滤波算法的移植,处理结果表明该算法能有效降低测距误差。最后,针对车车通信过程中存在误码、丢包和断链等现象导致安全隐患的问题,提出基于贝叶斯博弈的列车防撞方法。车车通信状态异常时列车获取的前车位置信息存在错误,基于贝叶斯博弈判别前车位置可信度并提出列车防撞方法,通过构建并最小化列车损失函数实现对前车位置的判别和最优动作策略的确定,基于修正错误后的前车位置更新移动授权并计算列车防护速度曲线对列车进行防护。通过搭建列车主动测距防撞仿真模块,验证所提列车防撞方法可有效保障列车运行安全。图69幅,表14个,参考文献73篇。
汤振源[8]（2020）在《编组站机车车辆跟踪定位系统的研究与开发》文中提出作为铁路运输的核心,编组站在铁路货运中充当“列车加工厂”的角色,负责大量货运列车的解体、编组、摘挂等作业[1]。进入21世纪以来,随着我国经济的发展,货运量逐渐增大,编组站的作业能力日益紧张,为了提高编组站的作业效率,减少人工参与度,降低作业成本,编组站综合自动化成了编组站发展的一个趋势。编组站综合自动化系统是由行车作业、调车作业、货车信息三大部分自动化设备组成的系统,经过多年发展,仅仅实现了部分自动化功能,完全实现编组站综合自动化仍然任重而道远。调车作业是编组站主要功能,如何实现调车作业自动化是编组站综合自动化的研究重点内容之一,而实现对编组站机车的实时跟踪定位是调车作业自动化的基础,是调机自动驾驶,作业自动控制的前提。本文研究编组站机车车辆跟踪定位问题,将分为三个部分,即跟踪定位方式研究、传感器数据信息处理技术研究、应用程序开发研究。其详细内容如下:（1）跟踪定位方式的选取。编组站具有站场规模大,股道数量多、轨旁设备复杂等特点。通过对轨道交通领域内常用的定位技术的研究,发现单一的定位方式无法满足编组站特殊的需求,比如GNSS正常情况下定位精度较高,但容易受到干扰,里程计,雷达测速定位虽然也能进行定位,但容易产生累计误差,无法保证编组站生产第一要求——安全。因此,本文以技术成熟优先、准确可靠优先、成本较低优先的原则,结合编组站独特的站场布置,选择了以RFID为主,INS/GPS为辅的组合定位系统,其中RFID属绝对定位,在系统中充当参考系统,INS/GPS成熟可靠,可弥补RFID定位标签间隔中的定位盲区。（2）数据处理方式的选取。组合定位系统发展已有多年的历史,传感器采集数据处理方式有多种选择,本文归纳总结了常见的人工智能类方法,随机类方法的优缺点,发现扩展卡尔曼滤波是被公认的应用最广泛的一种信息融合技术,能够获得理想的滤波效果。本文建立了组合定位系统模型,给出了系统状态方程和量测方程,并通过误差仿真运算分析,获得了预期效果。（3）在完成上述两部分后,本文详细设计了编组站机车车辆跟踪定位系统的应用程序,主要包括系统开发平台、开发环境选取,系统功能需求分析,数据库及架构设计,并通过系统开发,实现了编组站机车车辆跟踪定位1.0版本的基本功能,完成机车在站场图上的直观显示,机车位置信息的实时输出和到达车辆的查询跟踪。
崔俊楠[9]（2019）在《基于GNSS和4G的CTCS-3级车地通信系统研究》文中进行了进一步梳理北斗/GPS双模组合定位是利用已有的GPS和我国北斗卫星进行多系统组合定位,北斗/GPS双模组合定位不仅增加了抗风险能力和稳定性,而且减小了单独依靠外国定位系统的风险。CTCS-3级列控系统是时速300km/h及以上客运专线的运行控制设备。已有高速轨道车辆内部控制网络大多采用现场总线网络技术,并且通过GSM-R网络实现地面与列车间的信息传输。因为前两者的带宽与技术均受限,而以太网技术和4G无线通信网络的发展异常迅速,故未来发展的大方向必定是把以太网用于列车控制,4G网络用于车地信息传输。1、本课题,即基于GNSS和4G的CTCS3级车地通信系统,根据我国铁路列控系统车载设备的功能,对各车载设备的功能进行分析研究,在目前动车组的总线技术的基础上,利用以太网速度更快、实时性更好以及UDP协议传输效率高的优点进行设计。相比传统用于列车车地通信的GSM-R网络,4G网络在铁路列车上的应用,能够提高数据无线接入、发送、接收的速度、满足铁路运行管理以保证数据实时传输。2、硬件部分通过北斗/GPS双模高精度定位和4G无线通信实现高速列车经纬度、实时速度数据的采集和传输,最终实现高速列车的车载设备与地面设备的信息交互功能。3、软件部分利用C++语言和Qt开发平台,开发出一套Windows桌面软件。车载计算机连接列车交换机,实现对车载信息的采集,运行此软件可查询列车跑动数据。软件内包含多种检索手段并带有数据包发送功能等。列车跑行数据也可通过MVB总线、核心模板及4G无线通信传到列控平台,实现列车跑行状态实时查询。利用Python语言模拟地面设备查询指定车次固有信息。
梁腾飞[10]（2019）在《基于BDS与地图匹配融合的列车定位技术研究与实现》文中进行了进一步梳理随着轨道交通信息化水平的不断提高,铁路作为其重要组成部分,提高列车的运行控制等级成为不可阻挡的趋势。在列车运行控制系统中,实时获取列车的定位信息是保障列车运行安全的关键,定位的精确性和实时性是列车定位系统的基本要求。地图匹配作为对列车定位误差的软件修正方法,将之加入列车定位系统中,用以降低组合定位技术中存在的定位误差,从而提高列车的定位精度,对保障列车安全运行具有重要意义。（1）本文在分析了现有的列车定位地图匹配算法基础上,针对单一地图匹配算法存在匹配误差大,以及算法复杂导致的匹配实时性低等问题,提出了一种基于点到点与点到线的混合地图匹配算法,该算法综合点到点与点到线地图匹配算法的优点,在降低单一地图匹配算法匹配误差的基础上提高匹配算法的实时性。（2）针对北斗卫星信号被遮挡时列车定位接收机存在较大测量误差的问题,设计了基于混合地图匹配算法的BDS/ODO列车组合定位方法。在卫星信号受到干扰的地区,首先使用曲线插值算法补充轨道电子地图数据;然后通过扩展卡尔曼滤波器对组合定位获取的列车定位数据进行滤波处理,以此降低定位传感器的测量误差;最后,将滤波后的定位数据通过混合地图匹配算法的计算匹配到实际轨道上,从而提高列车的定位精度。通过仿真分析,基于混合地图匹配的BDS/ODO列车组合定位方法既提高了卫星信号较好地区的列车定位精度,又提高了卫星信号盲区的定位精度。（3）结合BDS、地图匹配算法、车载终端技术、无线通信技术以及地理信息系统等技术,设计了基于BDS与地图匹配融合的列车定位系统。测试表明,该系统作为列车定位的辅助定位工具,既可以提高现有列车定位精度,又可以实现对列车实时位置的远程监视。
二、GPS卫星定位列车运况跟踪与安全防护系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、GPS卫星定位列车运况跟踪与安全防护系统（论文提纲范文）
（1）基于GNSS/INS的列车自主定位性能评估方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 基于GNSS/IN的列车自主定位性能需求研究现状 |
| 1.3.2 基于GNSS/INS的列车自主定位完好性评估研究现状 |
| 1.3.3 基于GNSS/INS的列车自主定位可用性评估研究现状 |
| 1.3.4 面向移动闭塞应用的列车自主定位安全风险评估方法研究现状 |
| 1.4 论文研究内容及组织结构 |
| 2 基于GNSS/INS的列车自主定位应用性能需求研究 |
| 2.1 基于GNSS/INS的列车自主定位结构 |
| 2.2 列车自主定位性能需求分析 |
| 2.2.1 列车自主定位单元的PLM描述 |
| 2.2.2 性能评估需求指标关系 |
| 2.2.3 性能评估参数体系 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 环境场景信息驱动的列车自主定位完好性评估 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 环境场景聚类及量测噪声加权计算方法 |
| 3.2.1 典型环境场景分析 |
| 3.2.2 基于粒子群的K均值聚类算法 |
| 3.2.3 列车运行沿线环境场景聚类参数 |
| 3.2.4 基于环境场景划分的量测噪声加权计算方法 |
| 3.2.5 实验分析 |
| 3.3 列车自主定位完好性评估方法 |
| 3.3.1 故障检测 |
| 3.3.2 状态识别 |
| 3.3.3 实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于灰色SPN的列车自主定位可用性评估 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 基于SPN的列车自主定位故障传播模型 |
| 4.2.1 随机Petri网及可用性计算 |
| 4.2.2 列车自主定位单元故障分析 |
| 4.2.3 列车自主定位故障传播模型 |
| 4.2.4 多因素影响下的变迁激发率 |
| 4.3 基于区间灰数的可用性评估方法 |
| 4.3.1 基于灰色系统理论的不确定性知识表达方法 |
| 4.3.2 不确定信息下变迁激发率灰色置信区间估计 |
| 4.3.3 灰色SPN下的稳态可用度 |
| 4.4 实验分析 |
| 4.4.1 实验条件 |
| 4.4.2 多环境场景下的可用性评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于步长自适应LSTM的列车自主定位安全风险评估 |
| 5.1 问题描述 |
| 5.1.1 基于列车自主定位的移动闭塞 |
| 5.1.2 面向移动闭塞的列车自主定位安全风险分析 |
| 5.2 神经网络理论概述 |
| 5.2.1 人工神经网络 |
| 5.2.2 BP神经网络 |
| 5.2.3 LSTM神经网络 |
| 5.3 基于步长自适应LSTM的列车自主定位安全风险识别 |
| 5.3.1 样本数据分析 |
| 5.3.2 基于环境场景的步长自适应调整方法 |
| 5.3.3 基于步长自适应的LSTM安全风险评估过程及模型验证 |
| 5.4 仿真实验分析 |
| 5.4.1 仿真实验条件 |
| 5.4.2 步长自适应调整方法验证 |
| 5.4.3 基于步长自适应的LSTM安全风险评估结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 列车自主定位性能评估集成验证 |
| 6.1 实验测试环境 |
| 6.2 列车自主定位性能评估验证 |
| 6.2.1 环境场景聚类 |
| 6.2.2 量测噪声加权及完好性评估 |
| 6.2.3 可用性评估 |
| 6.2.4 面向移动闭塞的安全风险评估 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文研究工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 索引 |
| 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）基于非差多星座的列车定位包络计算方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星导航星座及联合定位方法研究现状 |
| 1.2.2 卫星导航列车定位精度提升方法研究现状 |
| 1.2.3 列车定位包络及卫星导航评估方法研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容和结构安排 |
| 2 基于优化随机模型的多星座定位方法 |
| 2.1 卫星导航系统星座构成 |
| 2.2 GPS/BDS的时空统一方法 |
| 2.2.1 卫星导航系统时空框架 |
| 2.2.2 GPS/BDS时空框架转换方法 |
| 2.2.3 GEO/IGSO/MEO多轨道卫星状态确定 |
| 2.3 卫星导航系统随机模型优化方法 |
| 2.3.1 基于权重矩阵的卫星定位随机模型 |
| 2.3.2 基于先验因子的随机模型优化方法 |
| 2.3.3 基于验后方差估计的随机模型优化方法 |
| 2.4 实验验证 |
| 2.4.1 实验组织与数据采集 |
| 2.4.2 实验结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于非差量测的列车定位测速及评估方法 |
| 3.1 卫星导航量测及函数模型 |
| 3.2 多星座融合误差建模方法 |
| 3.3 基于卫星非差量测的列车定位测速模型 |
| 3.3.1 接收机时钟误差模型 |
| 3.3.3 基于卫星非差量测的定位测速模型 |
| 3.4 基于能观性分析的模型验证评估方法 |
| 3.4.1 基于秩条件的定位模型验证方法 |
| 3.4.2 基于矩阵分析的能观度评估方法 |
| 3.5 实验验证 |
| 3.5.1 实验组织与数据采集 |
| 3.5.2 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于GNSS的列车定位包络计算方法 |
| 4.1 基于GNSS的列车定位包络 |
| 4.2 卫星导航系统精度估计方法 |
| 4.2.1 卫星信号几何分布 |
| 4.2.2 用户等效距离误差预算模型 |
| 4.3 卫星导航系统完好性监测算法 |
| 4.3.1 接收机自主完好性监测算法 |
| 4.3.2 水平保护等级计算方法 |
| 4.4 卫星导航列车定位包络估计方法 |
| 4.4.1 定位误差指标定量计算方法 |
| 4.4.2 通信延迟等效距离计算方法 |
| 4.5 实验验证 |
| 4.5.1 数据分析与场景划分 |
| 4.5.2 实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 本文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）基于信息融合的鱼雷罐车安全监控系统与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 鱼雷罐车定位技术的研究状况 |
| 1.2.2 鱼雷罐车运输安全监控技术的研究 |
| 1.2.3 鱼雷罐车罐体安全监控技术的研究 |
| 1.2.4 信息融合和HFACS在运输安全监控领域的应用研究 |
| 1.2.5 国内外研究存在的问题分析 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 相关基本理论与鱼雷罐车安全监控系统框架 |
| 2.1 信息融合的基本理论 |
| 2.1.1 信息融合的功能模型 |
| 2.1.2 信息融合的层次 |
| 2.2 信息融合的技术方法 |
| 2.2.1 卡尔曼(Kalman)滤波 |
| 2.2.2 加权平均算法 |
| 2.2.3 网络层次分析法(ANP) |
| 2.3 鱼雷罐车安全监控系统的融合模型的研究 |
| 2.3.1 鱼雷罐车转运安全监控系统的特征分析 |
| 2.3.2 室内定位多传感器的融合模型 |
| 2.3.3 室内外连续位置监测多设备的信息融合模型 |
| 2.3.4 障碍物识别多设备的信息融合模型 |
| 2.3.5 鱼雷罐车转运安全监测多系统的信息融合模型 |
| 2.4 基于人为因素的鱼雷罐车安全评价体系 |
| 2.4.1 鱼雷罐车安全评价指标分析 |
| 2.4.2 基于HFACS的鱼雷罐车安全评价指标体系构架 |
| 2.4.3 HFACS-TCA模型因素关联分析 |
| 2.4.4 HFACS-TCA模型因素权重分析 |
| 2.5 鱼雷罐车安全监控体系总体框架 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 鱼雷罐车罐体倾动监测技术研究 |
| 3.1 非接触式倾角探测技术方案 |
| 3.1.1 倾角探测设备应用场景 |
| 3.1.2 非接触式角度探测技术方案 |
| 3.2 基于BRISK算法的图像识别方法 |
| 3.2.1 BRISK算法 |
| 3.2.2 图像识别测量角度实验 |
| 3.2.3 倾角测量实验结果分析 |
| 3.3 罐体倾动监控电路与数据通信网络 |
| 3.3.1 罐体倾动监测与控制功能 |
| 3.3.2 罐体倾动角度控制电路原理 |
| 3.3.3 监测数据通信网络结构 |
| 3.4 倾角监测系统测试与分析 |
| 3.4.1 系统测试装置 |
| 3.4.2 倾角监测系统测试与评价 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 鱼雷罐车连续位置监测与精确定位技术研究 |
| 4.1 鱼雷罐车运输管理 |
| 4.2 室内外主要定位技术 |
| 4.2.1 室外定位技术-GPS系统 |
| 4.2.2 室内定位技术比较 |
| 4.2.3 GPS接收器选型与精度测试 |
| 4.3 UWB定位算法优化、信号降噪与测试 |
| 4.3.1 UWB定位算法优化与信号降噪 |
| 4.3.2 UWB测试分析 |
| 4.4 电涡流传感器微距测量 |
| 4.4.1 电涡流传感器响应测试 |
| 4.4.2 测试结果分析 |
| 4.5 鱼雷罐车室内外连续定位技术 |
| 4.5.1 连续定位算法 |
| 4.5.2 室内外连续定位系统工作流程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 鱼雷罐车全天候障碍物识别技术应用研究 |
| 5.1 障碍物检测技术比较 |
| 5.2 视觉相机的障碍物识别技术 |
| 5.2.1 视觉图像处理流程 |
| 5.2.2 基于Canny算子的图像边缘检测 |
| 5.2.3 轨道边缘提取 |
| 5.2.4 障碍物的图像识别 |
| 5.3 障碍物识别系统测试分析 |
| 5.3.1 毫米波雷达测试 |
| 5.3.2 热图像识别测试 |
| 5.4 全天候障碍物识别系统结构 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 鱼雷罐车运输安全监控系统研发与应用 |
| 6.1 罐体倾动监控系统设计 |
| 6.1.1 罐体倾动监控系统结构 |
| 6.1.2 配置模块设计 |
| 6.1.3 图像采集模块 |
| 6.1.4 倾角计算模块 |
| 6.1.5 倾动控制模块 |
| 6.2 鱼雷罐车运输安全监控预警系统设计 |
| 6.2.1 配置模块 |
| 6.2.2 轮对振动状态传感器数据采集模块 |
| 6.2.3 GPS、UWB定位数据采集模块 |
| 6.2.4 障碍物信息分析模块 |
| 6.2.5 位置信息分析模块 |
| 6.2.6 制动信号触发模块 |
| 6.3 联动控制系统结构设计 |
| 6.3.1 鱼雷罐车运行安全综合判断与联动制动系统设计 |
| 6.3.2 机车应急排空电磁阀的控制系统设计 |
| 6.3.3 安全监控联动系统结构 |
| 6.4 鱼雷罐车转运安全监控预警装备示范应用 |
| 6.4.1 罐体倾动防倾翻监测与控制装备 |
| 6.4.2 鱼雷罐车运输作业防倾翻监控预警装备 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读学位期间参与的科研项目 |
| 附录3 软件源代码(局部) |
| 附录4 系统界面 |
| 附录5 示范施工现场 |
（4）基于轮轴测速辅助的列车卫星定位压制干扰检测方法（论文提纲范文）
| 1 卫星定位干扰原理 |
| 2 基于轮轴测速的压制干扰检测方案设计 |
| 3 干扰检测与防护算法 |
| (1)可用性判断: |
| (2)显着偏差检测: |
| (3)残差统计检验: |
| 4 算法验证与分析 |
| 4.1 试验与测试环境构建 |
| 4.2 调幅干扰场景测试分析 |
| 4.2.1 接收机观测性能影响分析 |
| 4.2.2 干扰检测防护能力验证 |
| 4.2.3 检测性能对比分析 |
| 4.3 相干连续波干扰场景测试分析 |
| 5 结论 |
（5）激光雷达辅助的列车轨道占用识别方法（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.2.1 列车轨道占用问题 |
| 1.2.2 列车轨道占用识别主要手段 |
| 1.2.3 基于自主定位的轨道占用识别问题 |
| 1.3 关键技术研究现状 |
| 1.3.1 列车自主定位系统研究现状 |
| 1.3.2 列车位置状态感知研究现状 |
| 1.3.3 轨道与道岔检测研究现状 |
| 1.3.4 列车自主轨道占用识别研究现状 |
| 1.3.5 存在的问题 |
| 1.4 论文研究内容与组织结构 |
| 2 激光雷达性能需求与轨道特征分析 |
| 2.1 激光雷达检测原理及性能需求 |
| 2.1.1 激光雷达测距原理 |
| 2.1.2 激光雷达点云数据 |
| 2.1.3 传感器性能参数需求分析 |
| 2.2 倾斜安装条件下的激光雷达标定 |
| 2.3 轨道检测方案 |
| 2.3.1 铁路环境特点分析 |
| 2.3.2 轨道结构特征 |
| 2.3.3 基于激光雷达的轨道检测方案 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于时空特征的铁路轨道拓扑检测方法 |
| 3.1 单次扫描中的轨头关键点检测 |
| 3.1.1 激光雷达安装与数据描述 |
| 3.1.2 激光雷达检测区域限制 |
| 3.1.3 基于直线拟合的地面点剔除 |
| 3.1.4 钢轨遮挡边缘检测 |
| 3.1.5 轨高特征检查 |
| 3.1.6 基于迭代最近点算法的钢轨横截面模型匹配 |
| 3.2 连续扫描中的钢轨关键点关联与轨道检测 |
| 3.2.1 纵向钢轨关键点聚类 |
| 3.2.2 考虑轨距与平行性的横向钢轨关联 |
| 3.3 道岔参考位置及分支方向检测 |
| 3.3.1 轨道拓扑事件 |
| 3.3.2 道岔参考位置检测 |
| 3.3.3 基于轨道拓扑事件的道岔处分支方向预检测 |
| 3.4 实验验证与分析 |
| 3.4.1 钢轨关键点及轨道检测结果分析 |
| 3.4.2 分支方向检测结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于贝叶斯建模的列车位置状态感知方法 |
| 4.1 列车位置状态感知问题 |
| 4.2 列车位置状态感知关键技术 |
| 4.2.1 定位传感器与数字轨道地图 |
| 4.2.2 地图匹配技术 |
| 4.3 贝叶斯概率框架下的列车位置求解 |
| 4.3.1 列车位置假设与概率描述 |
| 4.3.2 考虑方向相关定位误差的地图匹配 |
| 4.3.3 基于GNSS与速度测量的列车一维位置决策 |
| 4.3.4 列车位置假设初始化与剔除 |
| 4.4 列车位置决策算法 |
| 4.5 实验验证与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于轨道事件概率模型的轨道占用识别方法 |
| 5.1 轨道与道岔检测特性分析 |
| 5.1.1 道岔位置检测 |
| 5.1.2 道岔通过方向检测 |
| 5.1.3 轨道拓扑检测 |
| 5.2 列车位置假设概率模型 |
| 5.2.1 隐分支假设 |
| 5.2.2 基于路线的假设 |
| 5.3 基于道岔事件模型的列车位置假设概率求解 |
| 5.3.1 道岔事件模型 |
| 5.3.2 基于道岔距离检测的贝叶斯概率模型求解 |
| 5.3.3 基于道岔通过方向检测的贝叶斯概率模型求解 |
| 5.4 轨道拓扑检测模型 |
| 5.4.1 基于统计假设检验的列车位置假设剔除 |
| 5.4.2 误检与漏检在概率模型中的参数化描述 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 列车轨道占用识别集成验证 |
| 6.1 软件验证系统设计 |
| 6.2 现场实验及数据描述 |
| 6.3 轨道与道岔检测结果分析 |
| 6.3.1 轨道检测 |
| 6.3.2 道岔及分支方向检测 |
| 6.4 列车轨道占用识别结果分析 |
| 6.5 轨道与道岔检测在多种铁路环境的适用性 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文研究工作总结 |
| 7.2 论文创新点总结 |
| 7.3 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 索引 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）基于移动基线解算的列车完整性监测方法研究与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及其意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 列车完整性监测系统发展现状 |
| 1.2.2 列车完整性监测方法的研究现状 |
| 1.3 基于卫星定位的列车完整性监测的发展现状 |
| 1.4 论文的主要工作及组织架构 |
| 2 基于单星座移动基线解算的列车完整性实时监测方法 |
| 2.1 GNSS观测量和基本定位模型 |
| 2.1.1 伪距观测量和基本定位模型 |
| 2.1.2 载波相位观测量和基本定位模型 |
| 2.2 载波相位相对定位模型 |
| 2.3 一阶高斯-马尔可夫速度模型的移动基线解算方法 |
| 2.4 基于移动基线的列车完整性实时监测方法 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于多星座移动基线解算的列车完整性实时监测方法 |
| 3.1 多星座的时空参考框架融合 |
| 3.2 多星座联合的卫星位置解算 |
| 3.3 一阶高斯-马尔可夫加速度模型优化的多星座移动基线解算 |
| 3.3.1 系统模型 |
| 3.3.2 量测模型 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于多星座整周模糊度固定的列车完整性实时监测方法 |
| 4.1 实时多星座单历元的载波相位整周模糊度在线固定方法 |
| 4.2 参考卫星选择算法 |
| 4.2.1 基于高度角的参考卫星选择算法 |
| 4.2.2 基于离散度参考卫星选择算法 |
| 4.2.3 基于高度角约束离散度的参考卫星选择算法 |
| 4.3 卫星信号不稳定情况下移动基线解算策略 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 多星座模糊度固定的系统实现流程 |
| 4.4.2 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 列车完整性监测仿真平台设计实现与验证分析 |
| 5.1 平台功能需求与架构 |
| 5.1.1 需求分析 |
| 5.1.2 平台架构 |
| 5.2 基于C#的列车完整性仿真平台 |
| 5.3 实验数据采集与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）信号故障下基于车车通信的列车测距防撞方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 列车测距防撞 |
| 1.2.2 车车通信 |
| 1.2.3 列车定位数据优化 |
| 1.3 论文主要框架 |
| 2 预备知识 |
| 2.1 粗大误差判别准则 |
| 2.2 卡尔曼滤波与差分进化算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于车车通信的相邻列车主动测距方法 |
| 3.1 问题描述 |
| 3.2 基于车车通信的测距方法设计 |
| 3.3 列车移动状态下的测距误差分析 |
| 3.4 测量结果与分析 |
| 3.4.1 定点测量结果 |
| 3.4.2 相对运动测量结果 |
| 3.4.3 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于改进卡尔曼滤波的列车位置数据优化 |
| 4.1 问题描述 |
| 4.2 改进卡尔曼滤波算法 |
| 4.2.1 系统模型建立 |
| 4.2.2 算法流程设计 |
| 4.3 算法优化结果与分析 |
| 4.3.1 算法优化结果 |
| 4.3.2 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于贝叶斯博弈的列车防撞方法 |
| 5.1 问题描述 |
| 5.2 列车防撞方法设计 |
| 5.2.1 贝叶斯博弈建模 |
| 5.2.2 博弈求解 |
| 5.2.3 防护速度曲线计算 |
| 5.2.4 列车防撞 |
| 5.3 列车测距防撞仿真模块设计 |
| 5.3.1 仿真模块框架 |
| 5.3.2 界面设计及模块实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）编组站机车车辆跟踪定位系统的研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外列车定位系统的研究现状 |
| 1.2.1 列车跟踪定位理论研究现状 |
| 1.2.2 列车跟踪定位应用系统研究现状 |
| 1.3 本文主要工作 |
| 1.4 本文技术路线 |
| 2 相关概念与理论研究 |
| 2.1 编组站 |
| 2.1.1 编组站主要作业 |
| 2.1.2 编组站作业计划 |
| 2.2 RFID射频识别技术 |
| 2.2.1 RFID发展概况 |
| 2.2.2 RFID系统结构 |
| 2.2.3 RFID硬件组成 |
| 2.2.4 RFID工作原理 |
| 2.3 INS导航原理 |
| 2.3.1 加速度计 |
| 2.3.2 陀螺仪 |
| 2.3.3 INS误差模型 |
| 2.4 GPS卫星定位系统 |
| 2.4.1 GPS系统构成 |
| 2.4.2 GPS基本原理 |
| 2.4.3 GPS误差模型 |
| 2.5 信息融合技术 |
| 2.5.1 信息融合原理 |
| 2.5.2 典型的信息融合方法 |
| 2.5.3 Kalman滤波算法 |
| 2.5.4 扩展Kalman滤波算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 编组站机车车辆跟踪定位系统方案设计 |
| 3.1 多传感器组合导航定位原理 |
| 3.1.1 组合定位系统基本结构 |
| 3.1.2 组合定位系统组合形式 |
| 3.2 跟踪定位系统需求分析 |
| 3.3 系统方案设计 |
| 3.3.1 系统总体设计 |
| 3.3.2 滤波模式选择 |
| 3.3.3 滤波器结构设计 |
| 3.3.4 系统工作原理 |
| 3.4 组合定位系统模型 |
| 3.4.1 组合定位系统状态方程 |
| 3.4.2 组合定位系统量测方程 |
| 3.5 仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 应用系统设计 |
| 4.1 系统开发环境 |
| 4.2 系统架构结构 |
| 4.3 系统数据库设计 |
| 4.3.1 SQL Server数据库介绍 |
| 4.3.2 数据库需求分析及设计 |
| 4.4 功能模块设计 |
| 4.4.1 系统登录模块设计 |
| 4.4.2 系统主界面设计 |
| 4.4.3 站场图元素设计 |
| 4.4.4 车辆查询模块 |
| 4.4.5 用户管理模块 |
| 4.5 数据采集与处理流程 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 系统实现 |
| 5.1 登录界面 |
| 5.2 系统主窗体界面 |
| 5.3 编组站信息动态显示 |
| 5.3.1 编组站站场图 |
| 5.3.2 RFID标签布置 |
| 5.4 机车跟踪定位界面 |
| 5.4.1 菜单栏及界面说明 |
| 5.4.2 机车跟踪定位 |
| 5.5 车辆跟踪界面 |
| 5.6 用户管理模块 |
| 5.7 其他功能 |
| 5.7.1 安全生产时间设定 |
| 5.7.2 通信网络测试 |
| 5.7.3 规章制度 |
| 5.7.4 功能扩展 |
| 5.8 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（9）基于GNSS和4G的CTCS-3级车地通信系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 课题研究的目的和意义 |
| 1.2.1 课题研究的目标 |
| 1.2.2 课题研究的意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 研究内容和章节安排 |
| 本章小结 |
| 第二章 CTCS-3级车地通信系统相关理论 |
| 2.1 导航系统简介 |
| 2.1.1 北斗卫星导航系统概述 |
| 2.1.2 北斗卫星导航系统构成 |
| 2.1.3 北斗卫星导航系统优点 |
| 2.1.4 GPS导航系统概述 |
| 2.2 北斗/GPS双模系统的列车定位 |
| 2.3 4G通信理论 |
| 2.3.1 4G通信概述 |
| 2.3.2 4G通信技术的特点 |
| 2.4 通信网络的选择 |
| 2.4.1 MVB总线 |
| 2.4.2 CAN总线 |
| 2.4.3 以太网 |
| 本章小结 |
| 第三章 系统总体设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统总体结构 |
| 3.3 车地通信系统架构 |
| 3.4 车地通信过程分析 |
| 3.5 系统各部分功能介绍 |
| 3.5.1 车载无线传输子系统 |
| 3.5.2 地面子系统 |
| 3.5.3 数据传输子系统 |
| 3.6 车地通信系统的工作原理及构成 |
| 3.6.1 系统工作原理 |
| 3.6.2 系统构成 |
| 本章小结 |
| 第四章 车地通信系统下位机设计 |
| 4.1 列车终端硬件电路设计 |
| 4.1.1 硬件平台总体设计方案 |
| 4.1.2 北斗卫星接收机模块 |
| 4.1.3 核心模板设计 |
| 4.1.4 控制模块的资源设计 |
| 4.1.5 核心模板特点 |
| 4.1.6 4G模块 |
| 4.1.7 4G DTU的参数配置 |
| 4.2 列车终端程序设计 |
| 4.2.1 下位机开发环境 |
| 4.2.2 定位数据的接收与处理 |
| 4.2.3 通信程序设计 |
| 本章小结 |
| 第五章 车地通信系统上位机设计 |
| 5.1 列车跑行数据查询 |
| 5.1.1 通讯网络选择 |
| 5.1.2 通信协议的选择 |
| 5.1.3 UI界面的设计 |
| 5.1.4 软件设计与实现 |
| 5.2 列车固有数据查询 |
| 本章小结 |
| 第六章 系统测试分析 |
| 6.1 列车跑行数据测试 |
| 6.1.1 车载计算机跑行数据包查询的测试界面 |
| 6.1.2 MVB总线接收跑行数据 |
| 6.2 北斗位置速度数据接收性能测试 |
| 6.3 列车固有数据查询性能测试 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A |
（10）基于BDS与地图匹配融合的列车定位技术研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 列车定位技术 |
| 1.2.2 地图匹配算法 |
| 1.3 论文研究内容及结构 |
| 第二章 列车定位相关理论 |
| 2.1 北斗卫星导航系统 |
| 2.1.1 BDS简介 |
| 2.1.2 BDS定位原理 |
| 2.1.3 BDS定位误差分析 |
| 2.1.4 BDS定位优势 |
| 2.2 组合定位技术 |
| 2.2.1 惯性导航系统 |
| 2.2.2 组合导航系统 |
| 2.3 列车定位系统相关辅助技术 |
| 2.3.1 GIS系统 |
| 2.3.2 4G通信技术 |
| 2.3.3 B/S架构 |
| 本章小结 |
| 第三章 基于混合地图匹配算法的列车定位方法 |
| 3.1 地图匹配算法的影响因素 |
| 3.2 典型地图匹配算法分析 |
| 3.2.1 点到点地图匹配算法 |
| 3.2.2 点到线地图匹配算法 |
| 3.2.3 基于概率统计的地图匹配算法 |
| 3.2.4 基于权重的地图匹配算法 |
| 3.3 列车定位中的混合地图匹配算法设计 |
| 3.3.1 电子地图索引的确立 |
| 3.3.2 列车有效定位区域的确立 |
| 3.3.3 匹配算法的几何分析 |
| 3.3.4 匹配误差函数的设计 |
| 3.3.5 匹配算法流程步骤 |
| 3.4 仿真分析 |
| 本章小结 |
| 第四章 基于MM的BDS/ODO列车组合定位方法 |
| 4.1 基于BDS/ODO的列车组合定位方法 |
| 4.1.1 ODO系统 |
| 4.1.2 BDS对ODO的校正 |
| 4.1.3 ODO对BDS的校正 |
| 4.1.4 BDS/ODO信息切换 |
| 4.2 组合定位中的滤波算法 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波 |
| 4.2.2 扩展卡尔曼滤波 |
| 4.3 基于MM的BDS/ODO列车组合定位方法 |
| 4.3.1 改进后的混合匹配算法 |
| 4.3.2 BDS/ODO/MM组合定位系统 |
| 4.4 仿真分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 基于BDS与地图匹配融合的列车定位系统设计与实现 |
| 5.1 列车定位系统总体设计 |
| 5.2 车载定位系统设计 |
| 5.2.1 车载定位系统硬件电路设计 |
| 5.2.2 车载定位系统软件设计 |
| 5.3 地面监控系统设计 |
| 5.3.1 PC数据接收软件设计 |
| 5.3.2 基于MVC框架的列车位置显示软件设计 |
| 5.3.3 混合地图匹配算法程序设计 |
| 5.4 系统调试及结果分析 |
| 5.4.1 车载定位系统软硬件测试分析 |
| 5.4.2 列车位置监视软件测试分析 |
| 5.4.3 列车定位系统联合测试 |
| 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、GPS卫星定位列车运况跟踪与安全防护系统（论文参考文献）
- [1]基于GNSS/INS的列车自主定位性能评估方法研究[D]. 吴波前. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]基于非差多星座的列车定位包络计算方法研究[D]. 周子健. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]基于信息融合的鱼雷罐车安全监控系统与关键技术研究[D]. 张先勇. 华中科技大学, 2020(01)
- [4]基于轮轴测速辅助的列车卫星定位压制干扰检测方法[J]. 刘江,蔡伯根,王剑,李健聪. 铁道学报, 2020(10)
- [5]激光雷达辅助的列车轨道占用识别方法[D]. 郭子明. 北京交通大学, 2020(03)
- [6]基于移动基线解算的列车完整性监测方法研究与实现[D]. 刘永强. 北京交通大学, 2020(03)
- [7]信号故障下基于车车通信的列车测距防撞方法研究[D]. 隰江雨. 北京交通大学, 2020(03)
- [8]编组站机车车辆跟踪定位系统的研究与开发[D]. 汤振源. 兰州交通大学, 2020(01)
- [9]基于GNSS和4G的CTCS-3级车地通信系统研究[D]. 崔俊楠. 大连交通大学, 2019(08)
- [10]基于BDS与地图匹配融合的列车定位技术研究与实现[D]. 梁腾飞. 大连交通大学, 2019(08)