下载文档原格式
试论列车定位技术在城市轨道交通中的应用【摘要】本文探讨了列车定位技术在城市轨道交通中的应用。
在首先介绍了城市轨道交通的现状，指出了列车定位技术的重要性，并明确了本文的研究目的。
在我们对列车定位技术进行了概述，包括基于卫星定位和地面信号的技术。
具体探讨了列车定位技术在城市轨道交通中的应用，以及其优势和局限性。
在我们分析了列车定位技术的发展趋势，探讨了其在城市轨道交通中的潜力，并总结了全文研究的收获。
本文旨在揭示列车定位技术在城市轨道交通中的重要性，并展望其未来的发展前景，为城市交通运输系统的升级和完善提供参考。
【关键词】城市轨道交通、列车定位技术、卫星定位、地面信号、应用、优势、局限性、发展趋势、潜力1. 引言1.1 城市轨道交通现状城市轨道交通是城市中重要的交通方式之一，随着城市化进程的加快和人口规模的不断增长，城市轨道交通在解决城市交通拥堵、减少交通事故、改善环境污染等方面扮演着重要的角色。
目前，许多大中城市都建设了地铁、轻轨等城市轨道交通系统，为市民提供了便捷、快捷、安全的出行方式。
城市轨道交通系统也面临着诸多挑战。
由于城市规划、人口密集度、交通流量等因素的影响，城市轨道交通系统容易出现晚点、拥挤、安全隐患等问题，给乘客出行带来不便。
为了解决城市轨道交通系统存在的问题，提高列车的运行效率和安全性，列车定位技术应运而生。
通过准确、实时地获取列车的位置信息，可以帮助城市轨道交通系统提高运行效率，减少事故发生的概率，提升乘客出行体验。
在本文中，我们将探讨列车定位技术在城市轨道交通中的应用及其优势和局限性。
1.2 列车定位技术的重要性列车定位技术在城市轨道交通中具有重要性，主要表现在以下几个方面：列车定位技术可以提高城市轨道交通系统的运行效率和安全性。
通过实时监测列车位置和运行状态，可以及时发现和处理列车运行中出现的问题，避免交通事故的发生，保障乘客的安全。
列车定位技术可以提升城市轨道交通系统的服务质量。
城市轨道交通封闭曲线线路列车定位技术摘要:针对城市轨道交通中列车在线路上循环运行的特点,在分析现有列车定位方法的基础上,提出具有封闭曲线特征轨道线路基于绝对位置编码的列车定位技术。
在轨道线路沿线每个待定位置上设置一个0或1的二值标记,对待定的绝对位置进行编码,通过检测唯一的绝对位置编码值来实现列车的定位。
结合封闭曲线线路的特点,线路上的二值标记按照序列布置,绝对位置编码序列由n次本原多项式生成。
根据封闭线路待定位置的总数,对序列采用截短或补零的方法,确定绝对位置编码序列的长度。
当列车在线路上运行时,通过车载阅读器顺序检测二值标记,在移位存储器中构成绝对位置编码值,利用生成绝对位置编码序列的反馈逻辑函数进行容错处理,输出定位信息。
二值标记采用附加的扣件螺母或射频电子标签等方式实现。
该技术可以实现高精度、低成本和高可靠性的列车定位。
关键词:城市轨道交通;列车定位;绝对位置编码;序列实时、精确的列车定位技术是实现城市轨道交通移动闭塞的前提,可以减少连发列车间隔时分,缩短追踪列车间隔时间,增加行车密度,提高线路输送能力[1];同时也有利于在车站实现定点停车,以便在站台设立屏蔽门,确保乘客安全。
目前在国内外城市轨道交通中有多种列车定位方法[2-4]。
基于轨道电路的列车定位精度取决于轨道电路的长度,不能实现精确定位,无法构成移动闭塞。
基于查询/应答器的列车定位,在地面应答器安装点的定位精度较高,但是只能给出点式定位信息,存在设置间距和投资规模的矛盾;目前一般采用混合定位法,即用轮轴编码器累加测距,以查询/应答器纠正累计误差,这种方法在轮径变化、打滑或空转时,累计误差可能很大,临近前方应答器时,累计误差达到最大。
交叉感应回线定位方式既可以实现列车定位,又能实现列车与地面之间的双向通信,但定位精度受交叉区长度的限制,如果交叉区比较窄,位置脉冲漏计的可能性增大,在感应回线交叉点之间可以采用转速计测距,以达到更高的定位精度。
城市轨道交通列车运行控制系统中的列车区间定位技术研究随着城市人口的不断增长和交通需求的增加，城市轨道交通作为一种快速、便捷、环保的交通方式，受到了越来越多人的青睐。
在城市轨道交通系统中，列车区间定位技术起着至关重要的作用。
本文将就城市轨道交通列车区间定位技术的研究进行探讨，并介绍其在运行控制系统中的应用。
首先，我们需要明确列车区间定位技术的定义。
列车区间定位技术是指利用各种传感器和装置，通过收集和分析列车位置信息，以确定列车在轨道上的精确位置和运行状态的技术。
具体而言，它包括列车位置测量、列车速度测量和列车加速度测量等方面。
在城市轨道交通列车区间定位技术的研究中，GPS（全球定位系统）和惯性导航系统是常见的定位方法。
GPS是一种利用卫星信号测量接收器与卫星之间的距离，并基于三角测量原理进行计算的定位技术。
惯性导航系统则是利用加速计和陀螺仪等传感器测量列车的加速度和角速度，通过积分计算出列车的位置和速度。
这两种定位方法可以互为补充，提高定位的准确性和可靠性。
在城市轨道交通系统中，列车的位置和运行状态的准确性对系统的安全和运行效率至关重要。
准确的列车位置信息可以帮助运行控制系统实时监测列车的运行状况，及时调度和控制列车的运行。
此外，准确的列车位置信息还可以提供给乘客，帮助他们了解列车的到站时间和出行信息，提高乘客的出行体验。
为了提高列车区间定位技术的准确性和可靠性，研究人员不断探索和创新。
一种常见的方法是利用多传感器融合技术，将GPS和惯性导航系统的定位结果进行融合，以提高定位的准确性和鲁棒性。
另外，随着技术的不断发展，一些新的定位技术也逐渐被引入到城市轨道交通系统中，例如无线局域网（WLAN）定位技术和超宽带（UWB）定位技术等。
这些新的定位技术具有定位精度高、可靠性强、能耗低等优势，可以有效地提高列车区间定位的水平。
除了新的定位技术，还有一些其他的因素也会对列车区间定位技术的准确性产生影响。
例如，轨道的几何形态和轨道的电气特性都会对定位结果产生影响。
试论列车定位技术在城市轨道交通中的应用【摘要】本文将从城市轨道交通的重要性、列车定位技术的定义和本文研究的目的入手，探讨列车定位技术在城市轨道交通中的应用。
正文包括列车定位技术的分类、基于卫星定位和无线电信号的技术，以及在实际应用中的应用和优势局限性。
结论部分将讨论列车定位技术对城市轨道交通的重要性、未来的发展前景，并进行总结。
通过本文的研究，可以更好地理解列车定位技术在城市轨道交通中的作用和意义，为未来的发展提供参考和指导。
【关键词】城市轨道交通、列车定位技术、卫星定位、无线电信号、实际应用、优势、局限性、重要性、发展前景。
1. 引言1.1 城市轨道交通的重要性城市轨道交通是城市中重要的公共交通方式之一，它起着连接城市不同区域、解决交通拥堵、减少空气污染、提高出行效率等重要作用。
随着城市人口的持续增长和城市化进程的加快，城市轨道交通的重要性日益凸显。
城市轨道交通是一个城市发展不可或缺的重要组成部分，它对于城市的交通运输体系、经济发展和社会进步起着至关重要的作用。
如何提升城市轨道交通的效率和服务质量，成为城市发展的重要议题之一。
正是本文将要探讨的焦点之一。
1.2 列车定位技术的定义列车定位技术是一种通过各种技术手段精确确定列车位置的技术。
这种技术可以利用卫星信号、无线电信号或其他信号来实现列车的实时定位。
通过列车定位技术，我们可以准确了解列车的位置、速度以及运行状态，从而提高列车运行的效率和安全性。
列车定位技术的应用范围非常广泛，不仅可以用于城市轨道交通，还可以用于高铁、地铁和其他铁路运输系统。
通过列车定位技术，我们可以实现列车的精准跟踪和管理，提高列车运行的准点率和行车安全性。
列车定位技术的不断发展和改进将为城市轨道交通带来更多的便利和效益。
1.3 本文研究的目的本文旨在探讨列车定位技术在城市轨道交通中的应用及其重要性。
随着城市人口的增长和城市化进程的加速，城市轨道交通系统作为重要的公共交通工具愈发受到重视。
图片简介:本技术提供一种轨道列车的定位方法，它包括沿轨道均布的若干激光传感器和阅读器，激光传感器的发射端和接收端分别安装在列车的两侧，阅读器与激光传感器的接收端同侧安装，阅读器关联所述激光传感器的接收端，各列车上对应阅读器的一侧安装有信号发射器，当列车经过激光传感器将发射端与接收端隔断时，激光传感器的接收端发送信号给阅读器，阅读器打开并读取信号发射器发射的信息，信号发射器发射的信息包括列车车次信息和速度信息，阅读器连接中控中心。
该轨道列车的定位方法具有设计科学、不易丢失信标、获取数据更多的优点。
技术要求1.一种轨道列车的定位方法，其特征在于：它包括沿轨道均布的若干激光传感器和阅读器，激光传感器的发射端和接收端分别安装在列车的两侧，阅读器与激光传感器的接收端同侧安装，阅读器关联所述激光传感器的接收端，各列车上对应阅读器的一侧安装有信号发射器，当列车经过激光传感器将发射端与接收端隔断时，激光传感器的接收端发送信号给阅读器，阅读器打开并读取信号发射器发射的信息，信号发射器发射的信息包括列车车次信息和速度信息，阅读器连接中控中心。
2.根据权利要求1所述的轨道列车的定位方法，其特征在于：车载信号发射器包括三个子发射器，各子发射器分别位于列车的两头和中部，各子发射器发射的信息还包括位置标记信息，阅读器通过读取子发射器的先后顺序判断列车的行驶方向。
3.根据权利要求2所述的轨道列车的定位方法，其特征在于：各阅读器标记有区段信息，中控中心对各阅读器进行排列，各阅读器所标记的区段信息对应有地理位置数据库，用于获取地理位置信息。
技术说明书一种轨道列车的定位方法技术领域本技术涉及一种轨道列车定位技术，具体的说，涉及了一种轨道列车的定位方法。
背景技术信标定位技术是轨道列车定位技术的主要技术之一，十分适合应用于城市轨道交通，城市轨道交通的里程有限，设置信标的数量可控，但是信标的读取容易受到轨道信标安装位置的影响，导致漏读情况频发，因此，一种不易漏读的信标类列车定位方法急需被开发。
试论列车定位技术在城市轨道交通中的应用城市轨道交通的优点是安全、可靠、速度快、舒适和节能环保等。
世界各国都通过城市轨道解决城市交通问题。
技术人员在控制列车的过程中，定位技术非常重要。
列车的准确定位关系到列车的安全运行，如果定位准确，运输效率会提升。
列车每个系统的运行都要考虑列车的位置信息，因为列车位置信息是重要的参数。
通过列车定位技术可以更好地控制和调度列车，因此获取列车速度和位置信息的重要保障就是技术人员以更加认真的态度面对工作。
现阶段，在我国城市轨道交通中，列车定位技术应用非常广泛。
1 我国城市轨道交通中列车定位技术概述列车定位指的是技术人员通过已有的技术设备，对列车实际地理位置，掌握运行速度和运行状态等关键信息，并通过传输媒介向交通指挥部门传送相关信息。
列车定位意义重大。
根据列车定位技术可以向控制中心提供列车的实时位置。
指挥人员和控制中心调度值班人员可以掌握列车的运行位置，恰当安排列车的运行密度。
如有必要，技术人员可以按照实时客流、通过扣车和跳停等方式控制列车的运行密度。
通过列车定位技术可以提供列车所处的位置，从而得到列车的准确位置，向信号控制系统和检测终端传输，以此为依据信号控制系统发出各种控制指令。
2 列车定位技术在城市轨道交通中的应用技术人员科学使用列车定位技术，可以准确得到铁路网络中列车的位置。
现阶段，多种列车定位方式被广泛应用于国内外轨道交通列车自动控制系统中。
以下具体分析列车定位技术的类型：2.1 通过轨道点位定位列车现阶段，轨道电路定位法是我国常用的列车定位技术。
铁路线路上有两根钢轨，这两根钢轨是轨道电路的导体。
导体经过引线连接信号，设备接收信号，这样就形成了电气回路。
如果车没有占用轨道区段，接收端接收发送端的信息。
如果列车进入轨道区段，车轮可以造成两根钢轨短路。
接收端不能顺利接收发送的信息，接收端在失磁的情况下会落下，对列车进行检测。
在线路运行时，列车运行的轨道会出示“占用标示”，对轨道电路的占用情况进行连续跟踪，从而准确获得列车的位置。
城市轨道交通作业作业名：简介城市轨道交通列车定位技术
姓名：廖*
学号：********
年月：2014年4月11日
.
简介城市轨道交通列车定位技术
摘要实时、精确地确定列车在线路中的位置是保证安全、发挥效率、提供最佳服务的前提。
本文介绍了在城市轨道交通系统中已获得成功应用的各种列车定位方法,并对他们的优缺点进行了比较。
由于每种定位技术有其本身固有的缺点，没有一种单一的定位技术可以完全满足城市轨道交通列车定位的发展需求。
因此提出城市轨道交通系统中需要综合运用多种定位技术。
通过综合运用多种定位技术，取长补短，从而满足城市轨道交通系统对列车定位的需求。
在轨道交通行车安全和指挥系统中，列车定位是一项关键性的技术。
准确、及时地获取列车位置信息，是列车安全、有效运行的保障。
关键词:城市轨道交通, 列车定位, 轨道电路, 测速定位，查询应答器，无线扩频，电缆环线，卫星定位
1 城市轨道交通定位技术的基本功能和作用
1）列车定位系统的基本功能：能够在任何时刻、任何地方按要求确定列车的位置，包括列车行车安全的相关间隔、速度；对轨旁设备和车载设备等资源进行分配和故障诊断；在局部出现故障时，能够在满足一定精度要求的前提下，降级运行。
列车定位方式按照空间可用性分为离散方式、连续方式和接近连续方式。
按照产生定位信息的不同部分分为完全基于轨旁设备的方式、完全基于车载设备的方式和基于轨旁设备和车载设备的方式。
2）列车定位技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现在以下几个方面：为保证安全列车间隔提供依据；在某些ATC系统中，提供区段占用／出清信息，作为转换轨道检测信息和速度控制信息发送的依据；为列车自动防护(ATP)子系统提供准确位置信息。
作为列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽门的依据；为列车自动运行(ATO)子系统提供列车精确位置信息，作为列车计算速度曲线，实施速度自动控制的主要参数；为列车自动监控(ATS)子系统提供列车位置信息，作为显示列车运行状态的基础信息；在某些CBTC系统中，作为无线基站接续的依据；在高速磁悬浮交通中。
提供位置信息，作为道岔控制、定子绕组供电接续的依据等。
2 国内外轨道交通主要的列车定位技术
1）无绝缘音频轨道电路法
音频无绝缘轨道电路采用自然衰耗、短路线法等电气方法实现轨道区段的分割。
目前广为采用的是S型连接音频轨道电路。
S型音频轨道电路确保相邻轨道区段的信号互不干扰，同时平衡两条钢轨的牵引回流。
在同一区段的音频信号发送端和接收端，由电容器c与两段钢轨组成调谐于某以轨道信号载频的Lc并联谐振电路，从而使得该载信号能够被加在区段上，并被选择接收。
2）测速定位法
在轨道电路定位法和计轴器定位法中，车在区间的始端还是终端是无法判断的，对列车定位时的最大误差就是一个区段的长度。
为了得到较为准确的位置信息，在计算具体位置信息时通常要引入列车的即时速度信息。
引人测速信息后大大减小了定位的误差。
目前使用较多的列车测速一般是：通过测量车轮转速，然后将车轮转速换算为列车直线速度。
3}信标定位
信标是安装在线路沿线反映线路绝对位置的物理标志。
信标分有源信标和无源信标两种, 有源信标可以实现车地的双向通信, 无源信标类似于非接触式IC 卡, 在列车经过信
标所在位置时, 车载天线发射的电磁波激励信标工作, 并传递绝对位置信息给列车。
城市轨道交通系统中所使用的信标大部分为无源信标, 安装在轨道沿线。
信标的作用是为列车提供精确的绝对位置参考点(也可以提供线路的坡度、弯度等其它信息)。
由于信标提供的位置精度很高, 达厘米量级, 常用信标作为修正列车实际运行距离的手段。
采用信标定位技术的信息传递是间断的, 即当列车从一个信息点获得地面信息后, 要到下一个信息点才能更新信息, 若其间地面情况发生变化, 就无法立即将变化的信息实时传递给列车, 因此, 信标定位技术往往作为其它定位技术的补充手段。
4）查询应答器法
查询应答器是铺设在轨道中央，能够给列车提供位置、路况等信息的装置，分为有源和无
源2种。
它可以用作连续式列车速度自动控制系统的列车精确定位设备，也可以用作点式列车速度自动控制系统的列车检测、定位辅助设备。
显然采用这种方法，想要准确定位就必须在轨道上设置大量的应答器。
5）无线扩频定位
在地面设置测距基站和中心控制站，在列车二端安装无线扩频通信发射机，发射机向地面测距基站发射定位信息，测距基站收到定位信息后计算出伪距，送至中心控制站进行信息处理，其结果显示在电子地图上，并以无线方式传递到机车上。
采用这种方式定位比较精确，但价格较高。
6）电缆环线定位技术
在两根钢轨之间敷设交叉感应回线：一条线固定在轨道中央的道床上，另一条线固定在钢轨的颈部下方，它们每隔一定距离作交叉，中央回线就象一个天线。
当列车驶过一个交叉点时，利用信号极性的变化引发地址码加l，由机车控制中央根据地址码计算出列车的地理位置，并对从列车转速转化的里程记录进行误差修正。
由于感应回线是列车与地面之间的信息通道，利用极性交叉这种方法一方面可实现列车的定位，另一方面也起到了抗牵引电流干扰的作用。
感应回线车载传感器法在德国、西班牙的高速铁路，以及美国旧金山Munl’sATCS 系统等很多地方广泛应用。
7）全球卫星定位法(Global Positioning System．简记为GPS)
GPS由位于地球上空24颗卫星和监视管理这群卫星的5个地面站组成。
这些卫星用原子钟作为标准时间，24h连续向地球播发精确的时间及位置信息。
配有GPS接收机的用户，可在地球上任何地方、任何时刻收到卫星播发的信息，通过测量卫星信号发射和接收的时间间隔，计算出用户至卫星的距离，然后根据4颗卫星的数据，即可实时地确定用户所在地理位置。
3 几种典型定位法的优缺点比较
轨道电路定位方式的优点是经济、方便、可靠性高,既可以实现列车定位,又可以检测轨道的完好情况;缺点是定位精度取决于轨道电路的长度,不精确,无法构成移动闭塞。
查询应答器定位方式的优点是在地面应答器安装点的定位精度较高,在复线铁路上可以正确区分列车的行驶股道,维修费用低、使用寿命长且能在恶劣条件下稳定工作;缺点是只能给出点式定位信息,存在设置间距和投资规模的矛盾。
基于测速的列车定位是一种典型的增量式相对定位,缺点是存在累计误差,在定位精度要求较高的地点,需要用其他的方法不断校正其位置信息。
无线扩频列车定位的优点是定位比较精确,但需要在沿线设置专用扩频基站,投资成本较高。
交叉感应回线定位方式成本较低,实现也比较简单,但只能实现列车的相对定位,每隔一段距离就要对列车的位置进行修正,而且定位精度受交叉区长度的限制,如果交叉区比较窄,位置脉冲漏计的可能性增大。
利用GPS 实现列车定位,优点是设备简单、成本低、体积小、维护方便;缺点是目前运动定位精度远低于静止定位精度, 当可捕获卫星的数目少于4颗，将导致定位精度显著下降，甚至无法应用。
在并行线路上易发生认错股道的现象,在周围阻挡物多的地方(例如城市、树林、山区等)列车的定位精度受到影响,在隧道等区段存在定位盲区,并且易受到美国卫星政策的影响。
我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统已正式投入运行,系统定位精度为20 m ,定位数据响应时间小于2 s ,捕获时间小于2 s。
利用“北斗一号”进行列车定位的优点是具有自主产权,不受制于国外卫星系统;缺点是定位精度较低,定位响应时间较慢,且采用交互式定位,保密性不理想。
4 有关结论
由于单一的定位系统偶然的故障会导致整个系统无法正常工作，甚至会给重要的系统造成灾难性的后果；而且每一种定位的方法总有其固有的缺点，单一的定位方法无法在定位的精度、可靠性和代价之间作到很好的平衡，而多种定位技术集成的优势在于能通过冗余、互补和多种的信息为系统提供更为精确的信息，使整个轨道交通和指挥系统中的安全性、测量精度、可靠性、造价等方面作到一定的平衡。
例如，基于测速的列车定位法在轮径变化、打滑或空转时,存在累计误差,此时可以通过加查询应答器纠正累计误差的方法不断校正其位置信息。
在已有的轨道交通和高速铁路交通中采取的定位大多数都是多种方法的综合，最多只是以某种方法为主，其他为辅助方法。
所以，综合的使用各种定位手段将是目前解决轨道交通和高速铁路交通定位的最好途径。
除了本文介绍的各种列车定位方法, 还有其它各种列车定位技术, 如采用雷达测速、测距的定位方法, 采用计轴设备确定列车位置的技术, 大铁路上还可以采用GM S2R 等技术对列车进行定位, GSM 2R 是国际铁路联盟(U IC) 和欧洲电信标准协会(ET S I) 为欧洲新一代铁路开发的无线移动通信技术标准。
随着计算机技术和通信技术的发展, 相信将有越来越多技术含量更高的先进列车定位技术问世。
参考资料
[1] 刘进, 吴汶麒.基于扩频技术的列车定位. 交通运输工程学报 2001.
[2]刘进, 吴汶麒.轨道交通列车定位技术.城市轨道交通研究学术专论
2001
[3]孙林祥房坚 .城市轨道交通的列车定位技术. 电子技术应用 2002
[4]刘蓓,张雯,文武臣.基于无线扩频的列车定位方法. 重庆工学院学报(自然科学) 2008。
