基于可见光通信和接收信号强度检测的列车定位方法研究

摘要

精确的列车位置信息是CBTC(基于通信的列车控制)系统保障列车安全高效运行的关键因素.针对地铁独特的隧道环境和列车运营特点,提出一种VLC(可见光通信)和RSSI(接收信号强度检测)相结合的列车定位方法.首先,以朗伯光源模型为基础,构建LED可见光通信的CBTC系统的列车定位模型;其次,利用RSSI值计算隧道壁上LED灯与列车之间的直线距离,并使用三边定位原理和最小二乘法拟合列车定位结果;然后,引入VLC与RSSI相结合的列车定位观测模型和误差模型,对运行中的列车实时定位与误差分析;最后,以成都地铁1号线的真实线路数据和设备参数为依据,验证所提方法的可行性和有效性.研究结果表明:该列车定位方法的最大定位误差为39.23 cm,平均定位误差为13.36 cm,满足CBTC系统对高精度列车定位的要求,可以作为传统列车定位方法的一种全新选择.