【正文】 基于多傳感器信息融合的列車(chē)定位方法研究 .txt 鐵飯碗的真實(shí)含義不是在一個(gè)地方吃一輩子飯，而是一輩子到哪兒都有飯吃。就算是一坨屎，也有遇見(jiàn)屎殼郎的那天。所以你大可不必為今天的自己有太多擔(dān)憂(yōu)。今、萬(wàn)鄉(xiāng)令介產(chǎn)二鄉(xiāng) 人 /扭 曰 廠(chǎng) /廠(chǎng)人︸廠(chǎng)︸ /一八廠(chǎng)六 匆鄉(xiāng)介介今今 心尹 J戶(hù)七、廠(chǎng)廠(chǎng) 汀尸廠(chǎng)︸人 二鄉(xiāng) ， {‘ 二歲色 E工 J工 Nc 人了 ，產(chǎn) J工入石全 6N。 uNIvER臺(tái)勸約鄉(xiāng) 戶(hù)廠(chǎng) /_了，〔廠(chǎng) / 鄉(xiāng) 廠(chǎng)尸博今人習(xí) jjJ︼了， :之位論文 / 廠(chǎng) 二鄉(xiāng)〕 廠(chǎng)只 9件 p盡件 S耳盡介汀玲雙人 S丁且 /心產(chǎn)了 \卜尸護(hù)廠(chǎng)尸 剎夕 _鄉(xiāng)介萬(wàn)鄉(xiāng)二少 人了 刁了 /廠(chǎng) //人了 /六 廠(chǎng) 萬(wàn)一鄉(xiāng) 戶(hù)，二于二 幾鄉(xiāng)二鄉(xiāng) ~理 .必 廠(chǎng)止廠(chǎng)廠(chǎng)廠(chǎng)廠(chǎng) 論文題目基于多傳感器信息融合的 ， / 刁一廠(chǎng)﹄ 廠(chǎng)廠(chǎng) ‘，﹃尸 了少 /r尸 今介今列車(chē)是拉方法研究一鄉(xiāng)介 ’廠(chǎng)二廠(chǎng) :了之廠(chǎng)“ /仁 J廠(chǎng) 廠(chǎng)︸ 產(chǎn)一產(chǎn)︸ 產(chǎn)︸廠(chǎng)滬廠(chǎng)仁 :_一 / ， :( 學(xué)科專(zhuān)業(yè)交潭信息工程及校制 斡于產(chǎn)廠(chǎng)一丫 唐一濤一教授’‘一 二夢(mèng) 廠(chǎng)產(chǎn) 一﹃ \扮 \︸ /人 人 白丫分直、一匕鄉(xiāng)了，分 自廠(chǎng) /人二廠(chǎng)了 :‘ 廣廠(chǎng) J產(chǎn) 廠(chǎng)廠(chǎng) /_ 二零零七年五月 男匆二鄉(xiāng)‘，下鄉(xiāng) 、了產(chǎn)廠(chǎng)廣 鄉(xiāng) 廠(chǎng)廠(chǎng) 廠(chǎng)廠(chǎng)勺廠(chǎng) ︸ 滬 .尸廠(chǎng)︸六‘了滬，尹 博士學(xué)位論文 基于多傳感器信息融合的列車(chē)定位方法研究 ResearchonMulti一 SensorInformationFusionBased TrainLOCationMethod 作者 :周達(dá)天 導(dǎo)師 :唐濤教授 北京交通大學(xué) 2021年 6月中圖分類(lèi)號(hào) : UDC: 學(xué)校代碼 :100044 北京交通大學(xué) 博士學(xué)位論文 基于多傳感器信息融合的列車(chē)定位方法研究 ResearehonMulti一 sensorInforlnationFusionBased TrainLoeationMethod 作者姓名 :周達(dá)天學(xué)號(hào) :02110014 導(dǎo)師姓名 :唐濤 學(xué)位類(lèi)別 :工學(xué)學(xué)位級(jí)別 : 教授 博士 學(xué)科專(zhuān)業(yè) :交通信息工程及控制研究方向 :高速列控 北京交通大學(xué) 2021年 6月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解北京交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特 授權(quán)北京交通大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索， 并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國(guó) 家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)。 (保密的學(xué)位 論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明 ) 學(xué)位論文作者簽名 :風(fēng)‘號(hào)、 簽字日熟詞年‘“刃日 導(dǎo)。名 :知壽 簽字日期 :種了年‘月 /知 j”致謝 五年攻讀博士學(xué)位的期間，無(wú)論是研究工作還是個(gè)人生活，我都得到了唐濤 教授的悉心指導(dǎo)與無(wú)微不至的關(guān)懷。從論文選題、創(chuàng)新點(diǎn)啟發(fā)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)到 論文撰寫(xiě)、修改和定稿的整個(gè)過(guò)程中，無(wú)不凝聚著唐老師的大量心血。唐老師淵 博的學(xué)識(shí)、一絲不茍的治學(xué)態(tài)度、雍容大度的學(xué)者風(fēng)范、敏銳的科學(xué)思維和豐富 的學(xué)術(shù)研究經(jīng)驗(yàn)將使我終生受益。我能夠有今天的成果，完全得益于唐老師的諄 諄教誨和大力幫助。在此，向 我的導(dǎo)師唐濤教授致以最誠(chéng)摯、最衷心的感謝 ! 感謝寧濱教授、程蔭杭教授、侯忠生教授和蔡伯根教授給我提出了非常寶貴 的意見(jiàn)和建議。同時(shí)感謝我的碩士導(dǎo)師穆建成教授和實(shí)驗(yàn)室的部春海老師、劉波 老師、馬連川老師、張建明老師、袁磊老師，五年的朝夕相處使我們亦師亦友， 你們給了我莫大的關(guān)懷與幫助，并且為我的研究工作提供了寶貴的建議和指導(dǎo)。 感謝王從老師對(duì)我兄長(zhǎng)般的關(guān)心和幫助。感謝徐田華博士后的幫助，你對(duì)我的研 究工作的寶貴建議，使我開(kāi)闊了眼界。此外，感謝我的博士同學(xué)、同寢室的舍友 燕飛博士，我們相互激勵(lì)、共同進(jìn)步。感謝我 的師弟郭保青博士和王少偉碩士的 支持，幫助我將腦海中的點(diǎn)滴構(gòu)想變成了現(xiàn)實(shí)中的研究工作。感謝北京交通大學(xué) 余祖俊教授和濟(jì)南鐵路局工務(wù)檢測(cè)處朱利民、張新奎等多位同志在試驗(yàn)中給于的 大力支持和無(wú)私幫助。感謝劉雨、陸啟進(jìn)、劉宏杰碩士幫我校正論文。感謝黃祖 真和徐惠碩士在論文的最后階段給我的幫助。 借此機(jī)會(huì)向生我養(yǎng)我、激勵(lì)我不斷進(jìn)取的父母和從小就愛(ài)護(hù)我的姐姐表示感 謝，大樹(shù)參天離不開(kāi)根，你們的支持使我有了克服困難的勇氣。 特別是我的愛(ài)人黃彩虹女士，你時(shí)刻關(guān)心著我生活的每一個(gè)細(xì)節(jié)，并共同分 享我的喜怒哀樂(lè)，我的每一點(diǎn)微 小的進(jìn)步都令你欣慰、每一次挫折都得到你的呵 護(hù)與鼓勵(lì)。從九六年大一開(kāi)始的十年漫漫求學(xué)過(guò)程中，有你的陪伴使我從不感到 寂寞，是你給了我最大的支持 !感謝我愛(ài)人全家對(duì)我的關(guān)心愛(ài)護(hù)和支持。 最后，感謝所有曾經(jīng)幫助過(guò)我的老師、同學(xué)和朋友，雖然無(wú)法一一俱名，但 是衷心的祝他們每一個(gè)人幸福健康。中文摘要 摘要 :列車(chē)定位子系統(tǒng)在列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)中起著非常重要的作用 :列車(chē)定 位方法的精度和可靠性是確定列車(chē)安全防護(hù)距離的重要因素，會(huì)關(guān)系到列車(chē)的運(yùn) 行間隔，會(huì)影響軌道交通系統(tǒng)的效率 。列車(chē)定位方法的機(jī)理和采用的傳感器是確 定列車(chē)運(yùn) 行控制系統(tǒng)制式的重要因素之一，會(huì)關(guān)系到閉塞控制的方式，會(huì)影響到 列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)的兼容性和生命周期費(fèi)用。因此深入研究列車(chē)定位方法，對(duì)于 推動(dòng)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)的研究和軌道交通系統(tǒng)的發(fā)展具有重大和深遠(yuǎn)的意義。 本文介紹了列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)和列車(chē)定位方法的發(fā)展。通過(guò)對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外列 車(chē)定位方法的研究和試驗(yàn)項(xiàng)目的分析，可以看到基于多傳感器信息融合的列車(chē)定 位方法是未來(lái)的研究方向。 本文研究了基于多傳感器信息融合的列車(chē)定位方法的結(jié)構(gòu)，組建了基于多傳 感器信息融合的列車(chē)定位方法的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。針對(duì)基于速度傳感器的列車(chē)定位方法 中存在的空轉(zhuǎn)和滑行問(wèn)題，合理選擇傳感器組合，提出了一種以速度傳感器為核 心傳感器的多傳感器信息融合列車(chē)定位方法。 本文研究了空轉(zhuǎn)和滑行檢測(cè)與空轉(zhuǎn)和滑行補(bǔ)償之間的制約關(guān)系，提出了存在 空轉(zhuǎn)和滑行情況下，速度傳感器的定位誤差模型。發(fā)現(xiàn)在空轉(zhuǎn)和滑行補(bǔ)償誤差一 定的情況下，基于速度傳感器的列車(chē)定位方法的定位誤差與空轉(zhuǎn)和滑行檢測(cè)的門(mén) 限有關(guān)，空轉(zhuǎn)和滑行檢測(cè)門(mén)限過(guò)高和過(guò)低都將造成定位誤差的增加。研究了基于 加速度計(jì)增強(qiáng)速度傳感器的空轉(zhuǎn)滑行檢測(cè)方法。研究了加速度計(jì)的誤差對(duì)空轉(zhuǎn)滑 行檢測(cè)方法的影響。通過(guò)車(chē)載試驗(yàn)驗(yàn)證了基于加 速度計(jì)增強(qiáng)速度傳感器的空轉(zhuǎn)和 滑行檢測(cè)方法的有效性。 本文提出了基于線(xiàn)路曲率信息匹配的定位方法。該方法通過(guò)對(duì)速度傳感器和 陀螺的輸出進(jìn)行變頻采樣來(lái)提取線(xiàn)路的曲率信息。該方法不要求采用高精度的陀 螺，對(duì)陀螺的溫漂誤差和列車(chē)是否勻速運(yùn)行不敏感。通過(guò)車(chē)載試驗(yàn)驗(yàn)證了基于線(xiàn) 路曲率信息匹配的定位方法的有效性。 本文通過(guò)分析地形輔助導(dǎo)航方法的原理，從匹配定位的原理上將地形輔助導(dǎo) 航方法與查詢(xún)應(yīng)答器修正定位的方法統(tǒng)一了起來(lái)。匹配定位的一個(gè)重要問(wèn)題就是 判斷匹配結(jié)果正確與否，是否可用，通常稱(chēng)之為可信度分析。為了研究基于線(xiàn)路 曲率信息的匹配定位方法的可信度，通過(guò)與地形高程墑的類(lèi)比，提出了線(xiàn)路曲率 信息嫡的概念。研究了相似度度量、信噪比、線(xiàn)路曲率信息嫡和列車(chē)運(yùn)行速度等 因素對(duì)匹配可信度的影響。 試驗(yàn)結(jié)果表明 :本文所提出的以速度傳感器為核心傳感器的多傳感器信息融 合列車(chē)定位方法是有效的 :具有檢測(cè)微弱的空轉(zhuǎn)滑行的能力，能夠降低空轉(zhuǎn)滑行帶來(lái)的定位誤差 。具有實(shí)時(shí)獲取線(xiàn)路曲率信息的能力，能夠通過(guò)線(xiàn)路曲率信息匹 配定位的方法獲得列車(chē)的位置信息。 關(guān)鍵詞 :列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng) 。列車(chē)定位 。多傳感器信息融合 ?？辙D(zhuǎn)和滑行檢測(cè) 。 線(xiàn)路曲率信息嫡 分類(lèi)號(hào) :U283。U284ABSTRACT ABSTRACT:升 ainloeationsubsystemPlaysaveryimPortantroleinAutomatieTrain mechanism ， whichareusedintrainloeationsubsystem ， arerelatedwitheomPatibility trainloeationmethoddeePly. ThisPaPerintrodueestheevolutionofTrainControlSystemandtrainloeationmethod. Aeeordingtoresearchontrainloeationmethodallovertheworid ， it15shownthat multi 一 sensorinfonllationfusionbasedtrainloeationmethod15aresearchdireetionin ， thestruetUreofmulti 一 sensorinformationfusionbasedtrain 一 sensorinformationfusion existhingmethods ， Presentsanodometereoremulti 一 sensorinformationfusionbased trainloeationmethod. InthisPaPer ， aeerodingtoresearehonbalaneebetweenslideandsliPdeteetionand eomPensation， erroroflocation15relatedwiththresholdofslideamp。sliPdeteetion ， ingivenerror basedloeationandslideamp。sliPdeteetionbasedoninformationfusionwithodometer amp。sliPdeteetion amp。sliPdeteetionbasedoninformationfusion withodometerandaceelerometerhasbeenvalidatedbyexPeriment. ， traekeurvature15obtainedbyinformationfusionwithg 尹 ometeramp。 methoddoesn ， tusehighgradeg 班 ometer ， and15notsensitivetothegyrodrifterrorand . Basedontheanalysisofthetheoryofterrain一 aidednavigation， unitybetween terrain 一 studythetrUstinessofloeationmethodbasedonthetraekcurvaturematch ， thetraek curvatureentroPy15defiend ， 加 stoessofloeationmethodbasedonthetrackcurvatUrematch15studiedbyanaiysisof /八」北京交通大學(xué)博士學(xué)位論文 AB5TRACT similarity， andsignal 一 to 一 noiseratio， andtraekcurvatureentroPy， andtrainsPeed. ExPerimtsresultsshowthattheodometereoremulti 一 sensorinformationfusionbased amp。sliPeinorder toreduee 日汀 ， andobtaintrainloeation throughmatehingwithdatabaseoftraekcurvature. KEYWORDS:TrainControlSystem， TrainLoeationMethod， Multi一 sensor InformationFusion， SliPandSlideDeteetion， TraekCurvatureEntroPy CLASSNO:U283。U284目錄 中 文 摘要 ...........................................................................................................?