基于高精度定位技术的新型车站信号控制系统研究

摘要

车站信号控制系统是铁路信号领域实现站内车列运行指挥及安全防护的关键系统。传统的车站信号控制系统采用轨道电路检测车列位置，构成信号系统的闭环控制，进而实现站内车列运行指挥及安全防护功能。 近年来，随着科技进步，使得采用其它技术实现车站信号控制系统车列位置检测成为可能。GALILEO卫星导航系统是第一个完全民用的高精度卫星导航系统。本文分析了GALILEO高精度卫星导航系统给车站信号控制系统带来的变革，以及基于高精度定位技术的车站信号控制系统的功能需求，在此基础上，提出了基于GALILEO高精度卫星导航系统的车站信号控制系统架构以及系统的软硬件组成，最后，重点研究了新运行模式下的实现站内车列运行指挥及安全防护的联锁逻辑及其实现方法。 论文主要研究了以下内容： 1.从安全性、可靠性、可维护性及系统效率等角度分析了基于轨道电路的车站信号控制系统的不足，并指明了高精度定位技术代替轨道电路技术将成为车站信号控制系统发展的必然。 2.对比分析了各种铁路信号系统定位技术的可靠性：安全性、精度及可维护性等性能指标，给出了GALILEO导航系统适用于车站信号控制系统的结论。 3.研究了高精度定位技术给车站运输指挥方式、信号控制系统功能、联锁技术条件、系统效率及系统安全措施带来的变革。 4.分析了基于高精度定位技术的车站信号控制系统的功能需求，并完成了系统的功能分解，提出了基于高精度定位技术的新型车站信号控制系统的体系结构。 5.设计了基于高精度定位技术的车站信号控制系统软件结构，重点研究了新运行模式下的联锁逻辑及其实现方法。 最后，分析了基于高精度定位技术的车站信号控制系统各项性能指标，提出了基于高精度定位技术的车站信号控制系统应注意的问题，并给出参考解决方案。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1综述

2高精度定位技术及其对车站信号控制系统的影响

2.1铁路信号系统定位技术概述

2.1.1基于地面设备定位技术

2.1.2基于无线通信的列车定位技术

2.1.3基于卫星的列车定位技术

2.1.4列车定位技术的对比分析

2.2伽利略卫星导航系统

2.2.1 GALILEO系统简介

2.2.2 GALILEO系统的关键技术

2.3高精度定位技术对车站信号控制系统的影响

2.3.1对行车指挥调度方式的影响

2.3.2对运行控制系统的影响

2.3.3对系统效率及系统安全性的影响

2.4小结

3基于高精度定位技术的车站信号控制系统设计

3.1概述

3.2基于高精度定位技术的车站信号系统的功能分解

3.2.1系统功能分解

3.2.2各功能之间的关系

3.3系统的组成和主要设备

3.3.1中央控制系统

3.3.2车载运行控制系统

3.3.3地面运行控制系统

3.3.4通信系统

3.4系统运作过程

3.5 小结

4基于高精度定位技术的车站信号控制系统软件设计

4.1系统软件设计

4.1.1系统软件功能分析

4.1.2系统软件总体结构

4.2中央控制系统软件设计

4.2.1操作表示系统软件设计

4.2.2故障诊断软件设计

4.2.3列车自动调度软件设计

4.3车载运行控制系统软件设计

4.3.1车载运行控制系统软件功能分析

4.3.2车载运行控制系统软件模块设计

4.4地面运行控制系统软件设计

4.4.1地面运行控制系统软件功能分析

4.4.2地面运行控制软件模块设计

4.4.3基于高精度定位技术的联锁运算模块的设计

4.5小结

5基于高精度定位技术的车站信号控制系统性能分析

5.1系统性能概述

5.2系统性能分析

5.2.1系统功能的完备性分析

5.2.2系统的功能安全性

5.2.3系统的故障—安全性

5.2.4系统的可靠性

5.2.5系统的可维护性

5.2.6系统的经济性

5.2.7系统使用方便程度

5.2.8系统技术的先进性

5.2.9系统的可扩展

5.2.10系统的电磁兼容性

5.2.11系统的生命周期

5.3效率分析

5.4系统存在的问题和解决方法

5.5小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

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