基于信息融合的铁路列车安全预警系统技术研究

摘要

铁路作为我国重要的交通体系，在运输经济发展中发挥了重要作用。随着新科技的不断发展，动车、高铁等先进列车逐渐投入运行生产，给列车安全技术提出了更高的要求。因此，构建现代化的铁路安全预警系统对于提高铁路运输安全具有重要的意义。
　　铁路列车安全预警系统的作用在于及时发现铁路列车的安全隐患问题，主要有以下几个方面的作用:事故描绘、事故解释、事故评价、事故预估、分析决策。现代铁路安全预警系统的构建可以借助于信息融合技术（数据融合技术），将信息融合技术应用于铁路安全预警系统可以有效的提高铁路安全预警系统的准确性和智能化，对于促进铁路预警系统的现代化进程有很大的意义。信息融合技术是一种全新的信息处理方式，是在将信息进行整合的基础上再开展的处理，在传统学科的基础上发展起来的信息融合技术对于现代化的社会来说具有更加重要的发展性意义以及广阔的前景。信息融合是利用计算机技术，将信息收集整合起来进行处理分析。不仅包括简单的信息处理，更涉及到其他领域，是将所有相关知识进行整合分析。信息融合的基本原理就是将散布在各个地方的传感器所收集到的信息整合起来，结合人工观测数据，将它们放在空间和时间轴上加以观察，提取主要的信息，拼接具有逻辑关联的数据，再依据某种算法和规则，对数据优化整合分析，从而得出分析结果，辅助作出决策且同时提高智能化水平。
　　本文针对现有铁路安全预警系统，和现有信息融合技术的发展情况，结合两者的特点，将信息融合运用到铁路安全预警系统上。从系统的总体设计框架、系统的信息共享方案及基于信息融合的铁路安全预警系统的数学模型等多个方面分析论证了构建基于信息融合的铁路安全预警系统的可行性。重点探究了基于信息融合技术的红外线轴综合预报技术、5T指导造修/检修技术、客车踏面损伤检测预报技术，并结合相关实例数据分析，从新的角度详细阐述了基于信息融合技术的铁路列车安全预警系统。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 国外铁路安全预警研究现状

1．3．2 国内铁路安全预警研究现状

1．3．3 国内外关于信息融合的研究现状

1．4 本文主要研究内容

1．5 本章小结

第二章 铁路安全预警系统

2．1 铁路安全预警系统的简介及作用

2．1．1 铁路安全预警系统的简介

2．1．2 铁路安全预警系统的作用

2．2 铁路安全预警系统的总体设计分析

2．2．1 铁路安全预警系统的设计依据与设计原则

2．2．2 铁路安全预警系统的设计要求

2．2．3 铁路安全预警系统的管理目标

2．2．4 铁路安全预警系统的管理内容

2．2．5 铁路安全预警系统的基本功能

2．3 铁路安全预警系统的设计框架及业务流程

2．3．1 铁路安全预警系统的运转模式

2．3．2 铁路安全预警系统的组织结构

2．3．3 铁路安全预警系统的运作环节

2．3．4 铁路安全预警系统的运作流程

2．4 本章小结

第三章 信息融合技术及相关理论

3．1 信息融合简介及特征

3．1．1 信息融合简介

3．1．2 信息融合的特征

3．2 信息融合的层次结构及处理过程

3．2．1 信息融合的层次结构

3．2．2 信息融合的处理过程

3．3 信息融合的结构模型

3．4 信息融合的相关算法

3．4．1 D-S证据理论

3．4．2 神经网络理论算法

3．4．3 其他融合算法

3．5 信息集成和数据挖掘

3．5．1 信息集成

3．5．2 数据挖掘

3．6 本章小结

第四章 基于信息融合的铁路安全预警系统设计分析

4．1 基于信息融合的铁路安全预警系统平台功能分析

4．1．1 传统铁路预警系统的特征

4．1．2 基于信息融合的铁路安全预警系统平台功能

4．2 基于信息融合的铁路安全预警体系的总体架构

4．3 基于信息融合的铁路安全预警系统的信息共享方案

4．4 铁路安全预警系统的信息融合数学模型构建

4．4．1 货车踏面损伤报警评判的信息融合模型

4．4．2 车辆造修质量评价的信息融合模型

4．4．3 行车安全综合监控的信息融合模型

4．5 本章小结

第五章 基于信息融合的铁路列车安全预警系统的关键技术

5．1 信息融合下的红外线轴综合预报技术

5．1．1 红外线热轴故障的关联分析研究

5．1．2 红外线热轴综合预报架构

5．1．3 红外线热轴综合预报模型和算法研究

5．1．4 信息融合的红外线热轴预报应用分析

5．2 信息融合下的5T指导造修／检修应用

5．2．1 5T指导造修／检修流程

5．2．2 信息融合的5T指导造修／检修质量评价

5．2．3 信息融合的5T指导造修应用分析

5．3 信息融合下的客车踏面损伤检测预报技术

5．3．1 TPDS对客车的踏面损伤预报模型

5．3．2 TPDS客车车次定位应用研究

5．3．3 信息融合的TPDS探测客车车次车组定位应用分析

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献