【正文】 e 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(guó)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(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的大動(dòng)脈，通過(guò)信息技術(shù)增強(qiáng)鐵路行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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。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(lái)越密不可分。 GSMR是從 GSM網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展起來(lái)的，作為中國(guó)鐵路新型的通信產(chǎn)品已經(jīng)被 廣泛的應(yīng)用于中國(guó)鐵路通信系統(tǒng)中，比較典型的就是中國(guó)自主開(kāi)發(fā)的青藏線鐵路通信的應(yīng)用，為中國(guó)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 。 我國(guó) 青藏線無(wú)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)。除了青藏鐵路以外，我國(guó)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)。這就是 GPS最基本的原理。 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(cè)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。 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(cè)儀器。 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(wú)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(yǔ)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)?；?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(wú)線列調(diào)車站臺(tái)發(fā)送出去，通過(guò) 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。 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。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。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：?jiǎn)闻?12插針 。通常使用 NMEA0183格式輸出，數(shù)據(jù)代碼為 ASCII碼字符。串口中斷程序的處理流程如下圖 天線單元：由接收天線和前置放大器組成。 系統(tǒng)采用的是 GPS動(dòng)態(tài)定位，用 GPS接收機(jī)測(cè)定列車的運(yùn)行軌跡。如果測(cè)量到三顆衛(wèi)星的距離，則分別以三顆衛(wèi)星發(fā)射時(shí)刻的衛(wèi)星 位置 (按發(fā)射的星歷參數(shù)確定 )為中心，根據(jù)測(cè)得的距離畫出三個(gè)球，其交點(diǎn)便是用戶的三維位置。嚴(yán)格而言，載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻移影響的衛(wèi)星信號(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。軌道電路一般由送電端、鋼軌線路和受電端三部分組成。也有不裝鋼軌絕緣的，這時(shí)根據(jù)軌道電流衰減到一定程度時(shí)即作為軌道電路的分界處。不僅如此，由于二者都可以工作在 900M頻段， 因此在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方面也是基本相同的，GSM— R系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)也可借助于己成熟的 GSM系統(tǒng)工具，可以方便快捷地為用戶提供網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)安裝。 車載計(jì)算機(jī)中應(yīng)存儲(chǔ)如下幾類數(shù)據(jù)庫(kù)文件： 1．線路描述數(shù)據(jù)線路描述數(shù)據(jù)包含全線起始和結(jié)束位置、股道數(shù)、區(qū)間位置等概要性 數(shù)據(jù)。隨著狀況的改變觸發(fā)一些功能或報(bào)警。將列車內(nèi) GPS接收機(jī)及相關(guān)定位方式生成的車載動(dòng)態(tài)位置信息利用 GSMR系統(tǒng)的無(wú)線傳輸方式傳到設(shè)于車站的 GSM— R基站，基站利用 GSM— R網(wǎng)絡(luò)把信息傳到調(diào)度中心通信服務(wù)器，調(diào)度中心通信服務(wù)器則通過(guò)局域網(wǎng)與 MSC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸， MSC通過(guò)局域網(wǎng)把數(shù)據(jù)傳到調(diào)度 中心主控計(jì)算機(jī)，反之亦然。 多路徑效應(yīng)引起的誤差，隨著反射物距離的增加衰減很快 ，這就使得多路徑效應(yīng)的測(cè)站相關(guān)性很弱，即使很短的基線，兩站間多路徑影響差異也很大，站間求差方法對(duì)多路徑誤差的消除作用不大，且沒(méi)有較好的模型來(lái)改正。 要削弱多路徑效應(yīng)對(duì)接收信號(hào)的干擾，通常的辦法是采用特制的天線，以達(dá)到消除或減弱多路徑影響。 由于時(shí)間、精力和能力的限制，在課題中的研究工作還存在很多需要改進(jìn)和深入的地方：對(duì)于一些地形復(fù)雜的區(qū)域， GPS 信號(hào)不好時(shí)，需要一些更可靠的定位方法；對(duì)于數(shù)據(jù)的處理需要進(jìn)一步優(yōu)化，系統(tǒng)的功能還有待于完善和細(xì)化。 GPS/DR/GIS 技術(shù)在基于 GSMR 列車監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]?？茖W(xué)出版社， 2021： p2 [7] 朱惠忠，張亞平，蔣笑冰，李旭，吳 昊。中國(guó)鐵路， 2021，（ 08） . [11] 朱惠忠，張亞平，蔣笑冰 .GSM— R 通信技術(shù)及與應(yīng)用 [M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2021. [12] Julie Beugin ,Ale? Filip ,Juliette Marais,et al. Galileo for railway operations: questionabout the positioning performances analogy with the RAMSrequirements allocated to safety applications [J]. Eur. Transp. Res. Rev. (2021) 2:93–102 內(nèi)部資料 請(qǐng)勿外傳 9JWKf wvGt YM*Jgamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQc UE%amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz84! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 ksv*3t nGK8! z89Am v^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8! z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWv*3t nGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj q