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轨道智能交通系统中的免碰撞技术研究

导读: 本文以车间通信为出发点,基于智能交通系统,通过安全距离的计算和车速调整,绘制极限区域范围图,然后向控制中心发送修正请求,最终由调度中心来决定行车的参数,以达到最佳的行车调整结果。

引言

  自上世纪70年代以来,我国对轨道交通技术的研究逐渐规模化,并取得了大量的研究成果;随着人们对交通质量要求的提高,轨道交通必须从各个方面来满足人们的需求,如人生安全、运行平稳、环境舒适等。但是首先要解决的问题是行车安全问题;我国在轨道交通中投入的成本非常巨大,为了最大限度的减少列车间存在的危险性,在规划和修建的期间就已尽可能行车轨道分开,如双向行驶、交叉分层行驶等,即通过增加设计成本的手段降低安全风险,但是设计中不可避免的会涉及到交叉点的存在。因此对于轨道交通中的车间碰撞的研究仍然是不可忽视,本文以车间通信为出发点,基于智能交通系统,通过安全距离的计算和车速调整,绘制极限区域范围图,然后向控制中心发送修正请求,最终由调度中心来决定行车的参数,以达到最佳的行车调整结果。

智能分析系统结构组成

  智能交通

  智能交通系统的核心信息共享[1,2,3],本文重点是研究车间信息共享,即本车不但清楚自己的位置、速度、方向等参数,同时也能够获得相关车辆的运行信息。位置的测算主要有三个方法构成,①通过gps(global positioning system)收发器定时的获取位置信息;②采用航行推测的方法连续的计算车的位置和速度信息,常用的航行推测包括加速度器、里程表、陀螺仪等航测设备;③隧道位置信息测量系统,即通过将检测设备装设在隧道中,当有列车经过时读取列车编号,并将信息发送至车站和调度中心,列车通过定时读取车站或中心的数据来更新本身的位置和相关车辆的位置信息[4]。三种方法中前两种使用较多,且相对安全可靠,但是均需要独立安装车间通信设备实现数据的互传;其中方法①需要的成本相对较大,且精度上有一定的局限性,但是所有列车都可以使用同一个gps卫星系统,因此有统一的参考系。方法②是目前军事技术中使用较多的一种定位方法,只要将初始信息,如位置、行车方向、速度等确定,就可以很准确的计算出当前车在任意时刻的相关信息。

  除了位置信息获取,智能交通系统中需要解决的问题是车间通讯,即ivc(inter vehicle communication),ivc的实现技术是一种无线通信,本文采用的td-scdma技术,保证的是国内的自主知识产权。多个车之间的通信将构成一个无线局域网络,正是利用这样的网络,列车之间可以周期性的交换位置信息等数据,通过本车的计算系统绘制出本车与邻近车辆之间的危险区域图。文中采用的位置计算方法是gps定位和航行推测,两种方法仅仅在于位置获取方式的不同,如图1所示为智能轨道交通中的车间通讯系统主结构图。

  车间通讯

  inter-vehicle communication(ivc)是车间通讯是本文研究的智能交通系统实例的主要技术[5,6],目前国内研究成果较为成熟的移动通信中的td-scdma技术,它具有覆盖范围广、数据传输速率高、便于控制传输距离等特点,文中利用仿真的方式限制特定的网络作用范围,达到限制通讯的目的。通过无线数据传输预测碰撞的基础是:当有功率限制的无线接近程度达到预设值时,预测两车可能发生碰撞事故,根据预测的结果绘制区域范围图,并进行列车间的局部速度等参数的协调,并将预测结果提交至车站和中心服务器,由服务器的运算下达列车总体调节手段,从而达到免碰撞的目的。

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