【正文】 用資源 ( 包括頻點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)資源 ) , 便于推廣應(yīng)用和維護(hù)、降低成本等優(yōu)勢。根據(jù)機(jī)車行車路線的具體路況，將相應(yīng)的調(diào)度命令，對(duì)司機(jī)進(jìn)行路況語音提示。伴隨著列車的一次次提速，我國鐵路整體裝備水平正在逐步提高。隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得行車控制可以考慮新方法，利用衛(wèi)星進(jìn)行定位，通過無線通信方式進(jìn)行相鄰列車之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。 通過本論文的研究，為在鐵路系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)列車的精確定位做出了具有積極意識(shí)的探索。 列車開行時(shí)，為了避免撞車，需要實(shí)現(xiàn)行車順序的控制 .現(xiàn)在的信號(hào)系統(tǒng)是采用區(qū)間信號(hào)實(shí)現(xiàn)這一目的 ?；?GPS定位技術(shù)的行車定位系統(tǒng) 摘 要 鐵路是一個(gè)國家國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的大動(dòng)脈。隨著通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，使得行車控制可以考慮新方法，利用衛(wèi)星進(jìn)行定位，通過無線通 信方式進(jìn)行列車與基站之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制。 關(guān)鍵字 : 鐵路 GPS GSMR 列車調(diào)度通信 列車自動(dòng)控制 ABSTRACT The railway is the most important factor of the national economy. Through information technology to enhance the petitiveness of the rail industry is to turn around and meet new world challenges the basis and premise. Railway is a huge enterprise, including transportation, machine, industry, electricity, vehicles and other professional departments, between departments railway transport corporately run around to ensure ministries information flow, mand the train operation and codec the train, so railway need a plete set of special munication. When trains line, in order to avoid a collision, the order need to implement traffic control. The signal system is now used for this purpose the signal interval. As the munications and puter technology, makes the new method of traffic control can be considered, the use of satellite positioning, wireless munications for data transfer between adjacent train and control. Based on the characteristics of GPS positioning technology I designed vehicle positioning system, with GSMR and ground transfers between the train and the location of the train dynamic data, to design a new traffic control order, with a low cost to security, improve the driving efficiency, improve management, and realize the interlocking column accused of integration. Do not set the traditional range interval track circuit, acplish system is simple, field device less, maintenance small, it has small concentration monitoring and intelligent characteristics. Through this study, as in the railway system to achieve precise positioning of the train made a positive sense of exploration. Key words: Railway GPS GSMR Train dispatching munication Automatic train control 目 錄 第一章 緒論 ?????????????????????????????? 1 研究背景 ??????????????????????????????? 1 國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀 ??????????????????????????? 1 本論文研究的內(nèi)容和意義 ???????????????????????? 2 第二章 主要關(guān)鍵技術(shù) ??????????????????????????? 3 定位技術(shù)?????????????????????????????? 3 ???????? ??????????????????????? 4 ?????????????????????????? 4 ????????????????????????? 4 第三章 系統(tǒng)的定位方案和數(shù)據(jù)通信設(shè)計(jì) ??????????????????? 6 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ???????????????????????????? 6 本系統(tǒng)的定位方案 ??????????????????????????? 6 在區(qū)間的定位????????? ???????????????? 7 在站內(nèi)的定位????????????????????????? 11 本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信方案????????????????????????? 12 車載計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存文件??????????????????????? 13 第四章 系統(tǒng)的優(yōu)化及安全措施 ?????????????????????? 14 定位的主要誤差及消除辦法 ????????????????????? 14 保證數(shù)據(jù)通信可靠的措施?????????????? ?????????? 15 總結(jié) ?????????????????????????????????? 16 謝辭 ?????????????????????????????????? 17 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????? 18 第一章 緒論 研究背景 鐵路是我國國民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的大動(dòng)脈，通過信息技術(shù)增強(qiáng)鐵路行業(yè)的競爭實(shí)力，是使其扭虧為盈、迎接新世界挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)和前提。 全球定位系統(tǒng)（ Global Positioning System, GPS）為列車監(jiān)控系統(tǒng)提供列車的位置信息。鐵路對(duì)系統(tǒng)的安全性要求更高，高速行駛中的列車各項(xiàng)信息要及時(shí)準(zhǔn)確的傳達(dá)，鐵路的安全生產(chǎn)、指揮調(diào)度與鐵路通信的服務(wù)越來越密不可分。這樣將大大提高機(jī)車的安全性，并緩解司乘人員作業(yè)緊張程度；將機(jī)車的位置 信息及時(shí)發(fā)送給鐵路養(yǎng)護(hù)維修人員，從而有力地保證人身安全；同時(shí)旅客也可以知道自己所乘坐列車的確切位置和前方車站的有關(guān)信息。 GSMR是從 GSM網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來的，作為中國鐵路新型的通信產(chǎn)品已經(jīng)被 廣泛的應(yīng)用于中國鐵路通信系統(tǒng)中，比較典型的就是中國自主開發(fā)的青藏線鐵路通信的應(yīng)用，為中國鐵路通信信號(hào)技術(shù)的發(fā)展提供了一個(gè)成功的范例 。取消地面信號(hào)機(jī)和區(qū)間軌道電路 ,實(shí)現(xiàn)了車站聯(lián)鎖和區(qū)間自動(dòng)閉塞 。 我國 青藏線無線通信采用 GSMR數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，可為鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)提供綜合數(shù)字移動(dòng)通信平臺(tái)。 青藏線 GSMR數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)在西寧和拉薩設(shè)無線交換中心 ,西寧、格爾木和拉薩設(shè)網(wǎng)管中心，西寧設(shè) 1套 GSMR基站（站型 S222）格爾木至拉薩沿線和車站新設(shè) GSMR基站 193處（站型 O2+O1），構(gòu)成雙交換中心同站址冗余雙網(wǎng)覆蓋方案。除了青藏鐵路以外，我國的大秦鐵路、膠濟(jì)鐵路以及合寧客運(yùn)專線等也都相繼采用了GSMR系統(tǒng)。相信隨著 GSMR技術(shù)的完善和深入應(yīng)用，基于 GPS技術(shù)以及 GSMR通信技術(shù)的列車行車順序控制系統(tǒng)在建立我國智能鐵路系統(tǒng)發(fā)面會(huì)有更加廣泛的應(yīng)用前景。這就是 GPS最基本的原理。衛(wèi)星運(yùn)行周期為 12小時(shí)， GPS每天 24小時(shí)供世界范圍的覆蓋。 GPS衛(wèi)星的地面監(jiān)控部分是由分布在全球的 5個(gè)地面站組成，其中包括衛(wèi)星監(jiān)測站、主控站和信息注入站三大部分，完成中心控制系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步以及跟蹤衛(wèi) 星進(jìn)行定軌等功能。 利用 GPS可以進(jìn)行海、陸、空、地的導(dǎo)航，導(dǎo)彈制導(dǎo)，大地測量和精密工程測量，時(shí)間傳遞和速度測量等。 20世紀(jì) 70年代后期，有關(guān)單位在理論研究的同時(shí)，引進(jìn)并試制成功了各種人造衛(wèi)星觀測儀器。 20多年來，測繪工作者在 GPS定位基礎(chǔ)理論研究和應(yīng)用開發(fā)方面做了大量的工作。 GSMR的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) GSMR系統(tǒng)一般由 7個(gè)子系統(tǒng)組成：交換子系統(tǒng) (SSS)、基站子系統(tǒng) (BSS)、通用分組無線業(yè)務(wù)子系統(tǒng) (GPRS)、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng) (IN)、固定用戶接入交換機(jī)子系統(tǒng) (FAS)、運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng) (OMC)及終端子系統(tǒng)，其示意圖如下： GSMR系統(tǒng)不僅可以提供語音業(yè)務(wù)，而且可以提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，智能業(yè)務(wù)。 ：重載列車需要多個(gè)機(jī)車牽引，在牽引過程中，本務(wù)機(jī)車和補(bǔ)機(jī)機(jī)車之間需要同步操作，也就是說要盡可能同時(shí)加速、減速和制動(dòng)。基于 GSMR通信系統(tǒng)的調(diào)度命令，采用 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)在機(jī)車號(hào)和IP間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，調(diào)度所里的調(diào)度員或車站值班員在工作臺(tái)編輯調(diào)度命令并發(fā)送，TDCS根據(jù)調(diào)度命令中的機(jī)車號(hào)查找到對(duì)應(yīng)的目的 IP地址，將調(diào)度命令從無線列調(diào)車站臺(tái)發(fā)送出去，通過 GSMR網(wǎng)絡(luò)傳到機(jī)車綜合通信設(shè)備，機(jī)車就能收到調(diào)度命令。列尾監(jiān)控系統(tǒng)可以提供列尾風(fēng)壓數(shù)值，電池電壓情況，主風(fēng)管風(fēng)壓情況等等。 8 .區(qū)間移動(dòng)公 (工 )務(wù)通信及緊急救援移動(dòng)服務(wù)：使用 GSMR作業(yè)手持臺(tái)代替區(qū)間通話柱，可滿足緊急救援、應(yīng)急搶險(xiǎn)通信指揮的需要，方便靈活；同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)區(qū)間作業(yè)人員的移動(dòng)通信?？梢灶A(yù)見在不久的將來，必將建成覆蓋全路各線的 GSMR網(wǎng)絡(luò)。因此在 設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案時(shí)，針對(duì)鐵路線路的具體情況，既要考慮定位的精度，又要考慮實(shí)現(xiàn)定位的經(jīng)濟(jì)成本，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效的定位目的。 GPS在區(qū)間的定位 在本系統(tǒng)方案中，鐵路線路區(qū)間列車采用 GPS進(jìn)行定位，可在列車上面安裝兩套 GPS接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定位，將 GPS接收機(jī)安裝在列車頭部和尾部，這樣有助于對(duì)多套 GPS定位結(jié)果及性能進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)定位數(shù)據(jù)互檢校，而且可同 時(shí)對(duì)列車首尾跟蹤定位，定位及檢校的同時(shí)實(shí)現(xiàn)列車完整性檢測。定位時(shí)間：重捕 ＜ 2sec，熱 啟 動(dòng)為 15sec，冷 啟 動(dòng) 45sec，自動(dòng)搜索 90sec； 定位精度： 15mRMS/差分時(shí) ＜ 5m； 可接收實(shí)時(shí)差分信號(hào)用于精確定位，信號(hào)格式為 RTCM SC104，波特率自適應(yīng) ； 1PPS秒脈沖信號(hào)輸出，精度指標(biāo)高達(dá) 106秒 ； 雙串口（ TTL）輸出，波特率可由軟件設(shè)置 (1200～ 9600)； 環(huán)境工作 溫度 :35C至 +85C； 尺寸： ； 重量： 31g； 輸入電壓： +/5%；靈敏度： 166Dbw； 后備電源：板置 3V鋰電池 (10年壽命 )； 功耗： 1W； 天線接口： 50— ohm MCX接頭有源天線 (5V)； 電源 /數(shù)據(jù)口：單排 12插針 。其結(jié)構(gòu)如圖 32所示 (下圖僅列出一個(gè) GPS接收機(jī)，另一個(gè)亦通過 RS232接口接入車載微機(jī) )： 單片機(jī)采用華邦 W78E516B，該芯片具有在系統(tǒng)下載編程功能，修改調(diào)試程序十分方便。通常使用 NMEA0183格式輸出，數(shù)據(jù)代碼為 ASCII碼字符。不同的語句中傳送不同的信息，如 GPGGA語句中傳送的格式為： $GPGGA,1,2,3,4,5,6,7,8,9,M,10,M,11,12*hhCRLF 傳送的信息說明如下： $GPGGA： 起始引導(dǎo)符及語句格式說明（本句為 GPS定位數(shù)據(jù)） 1 UTC時(shí)間，時(shí)時(shí)分分秒秒格式 2 緯度，度度分分 .分分分分格式（第一位是零也將傳送） 3 緯度半球， N或 S（北緯或南緯） 4 經(jīng)度，度度分分 .分分分分格式（第一位零也將傳送） 5 經(jīng)度半球， E或 W（東經(jīng)或西經(jīng)） 6 GPS質(zhì)量指示， 0=方 位無法使用， 1=非差分 GPS獲得方位， 2=差分方式獲得方位（ DGPS）， 6=估計(jì)獲得 7 使用衛(wèi)星數(shù)量，從 00到 12（第一個(gè)零也將傳送） 8 水平精確度， 9 天線離海平面的高度， M 指單位米