低成本列车控制系统专用数据库的设计与开发

摘要

随着铁路列控系统的发展，铁路运营者正在积极寻求一种既能提高运输效率，又能减少运营和维护费用的“低成本列车控制系统”。采用全球卫星定位系统可以减少轨旁设备，在解决低成本的问题上是一个有效的办法。实现列车实时、可靠安全定位的重要基础之一就是专用轨道电子地图数据库。因此进行应用于低成本列车控制系统的专用数据库的设计与开发具有重要的实际应用价值。 论文首先介绍了生成专用数据库所需采用的各种关键技术，设计了专用数据库的创建流程，针对铁路线路的一维特性以及复杂的拓扑结构，提出了一种专用数据库的拓扑模型和轨道模型，在此基础上基于实时性、简单性的思想将铁路空间数据与属性数据存储为一体，设计了专用数据库的结构。考虑到数据库存储结构的合理性，论文主要针对铁路曲线轨道数据如何存储的问题采用了一种具有自适应能力的多尺度分段线性化的算法，通过对曲线轨道的实际特征所对应的误差阈值进行调整，兼顾了线性化过程中轨道的保真性与海量数据的压缩比，为实现列车实时定位时数据的快速存取奠定了基础。 论文详细介绍了专用数据库系统的开发方法和过程，系统完成的主要功能包括轨道电子地图的生成、示意图的生成以及两者之间对应的空间数据查询。根据列控系统的功能要求，系统分为轨道电子地图与示意图两大功能模块，前者可直接查看所辖区段的地理信息，后者能以铁路运输调度指挥人员所熟悉的形式显示线路的平面示意图。 最后，以实际测量的北京局三家店编组站的地理信息为基础，实现和生成了专用数据库，并进行了现场验证，并对系统的不足提出了改进建议。

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声明

致谢

1 绪论

1.1选题背景

1.2国内外研究现状

1.3论文结构安排

2 关键技术综述

2.1全球定位系统(GPS)技术

2.2地理信息系统(GIS)技术

2.2.1概念、功能及组成

2.2.2空间数据

2.2.3拓扑关系

2.2.4电子地图

2.3 面向对象(OO)软件开发技术

2.4组件技术

2.4.1组件技术简介

2.4.2 COM、ActiveX及OLE

2.4.3三者之间的关系

2.5组件式GIS(ComGIS)

2.6 GIS数据结构

3 低成本列车控制系统专用数据库的设计

3.1 GIS数据模型的比较与采用

3.2专用数据库的创建流程

3.2.1线路测绘

3.2.2数据预处理

3.2.3轨道地图数据可视化

3.2.4创建电子地图专用数据库

3.2.5生成示意图

3.2.6编泽生成二进制文件

3.2.7专用数据库的验证

3.3专用数据库的生成方案

3.3.1拓扑模型

3.3.2专用数据库的内容与属性定义

3.3.3电子地图中轨道数据的表示方法

4 专用数据库的软件实现

4.1 专用数据库软件系统的功能需求

4.2专用数据库软件系统的整体功能构架

4.3系统各功能模块的实现

4.3.1轨道电子地图的生成模块

4.3.2轨道示意图的生成模块

4.3.3专用数据库文件生成模块

4.3.4示意图功能状态显示模块

4.3.5数据库映射查询模块

4.4 小结

5 总结与展望

参考文献

作者简历