基于行车轨迹的实时列车碰撞预警系统的研究

摘要

在全世界范围内，铁路的安全运输都是备受关注的问题。在现有的列控系统中，通常通过ATP系统来完成列车行进中的安全监控。但是当传统的信号系统发生故障或者ATP系统失效等情况出现时，列车的安全运行就得不到了保障。列车的高安全性和高可靠性直接关乎每一位乘客的生命安全和财产安全。若是违背了列车的安全性和可靠性，可能导致列车事故的发生，乘客受到的生命伤害和财产损失都将十分惨重。
　　本文基于保证列车安全等方面的考虑，设计了一套基于行车轨迹的实时列车碰撞预警系统——RTCPS系统（Real-time Train Collision Pre-warming System，简称RTCPS），加强对列车安全运行的保障。主要进行的研究包括：
　　1．本文提出一套新的、与ATP系统相并联存在的RTCPS系统。RTCPS系统不同于现有的基于信号的列控系统，通过独立的数据来源渠道，完成对ATP系统监控。RTCPS的基本任务是确定装备了列车定位系统的列车的当前位置和运行状态并预测出可能出现的危险情况。通过提前规划的行车计划的数据和实时获取的列车的运行状态的数据，对列车的运行轨迹进行实时地预测，分析出可能发生的列车碰撞事故，并进行提前预警。
　　2．本文提出的RTCPS系统针对列车行车轨迹上轨道线路的情况进行分析，提出了列车碰撞防护预警模式和安全防护点防护预警模式。通过这两种防护模式，能够很好的对列车可能发生的碰撞进行提前的渐近式的多等级的预警；同时也凭借在复杂路段（站点、岔道路段等）前方设定安全防护点，完成对列车在复杂路段的防护预警。
　　3．最后本文对RTCPS系统进行建模描述和模拟实现。并将现有的列控系统与并联加入RTCPS系统后的列控系统，进行比较和评价。通过RTCPS系统与ATP系统形成监控列车安全的双保障，能够很大程度上提高列控系统的完整性、安全性和可靠性。

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第一章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2研究现状

1.3研究内容和论文组织结构

第二章 研究基础和相关技术

2.1铁路系统的结构和功能

2.2联锁系统的防护方式和列车的行车闭塞

2.3 ATP系统的防护模式

2.4 ATP系统制动曲线的计算模型

2.5本章小结

第三章 基于行车轨迹的RTCPS系统的防护预警的研究

3.1问题的描述

3.2 RTCPS系统的整体结构

3.3 RTCPS系统的防护模式的划分

3.4 RTCPS系统的防护原理和预警策略

3.5 RTCPS系统与ATP系统的比较

3.6本章小结

第四章 RTCPS系统的模拟实现和评价

4.1用UML对RTCPS系统的对象的描述

4.2系统的模拟实现

4.3 RTCPS系统的评估与效果

4.4本章小结

第五章 结语

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间作者参与的科研项目及成果