基于GNSS的股道占用識(shí)別方法研究.pdf

1、基于衛(wèi)星導(dǎo)航的列車定位系統(tǒng)可以減少軌旁設(shè)備的鋪設(shè)、降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，隨著我國(guó)北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的發(fā)展，北斗定位系統(tǒng)用于鐵路領(lǐng)域必將成為未來(lái)的研究方向。由于股道占用是列車定位的一個(gè)方面，確認(rèn)股道的占用情況關(guān)系著列車越行、交互或者調(diào)車作業(yè)的安全。本文基于以上的背景，針對(duì)衛(wèi)星定位在鐵路應(yīng)用中存在的股道識(shí)別問(wèn)題，研究基于GNSS的股道占用識(shí)別方法。
　　論文主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新性工作包括:
　　(1)多假設(shè)-檢驗(yàn)的股道占用識(shí)別方法。文

2、中提出了一種基于多假設(shè)，檢驗(yàn)的股道占用識(shí)別方法，將股道識(shí)別問(wèn)題轉(zhuǎn)換成假設(shè)與檢驗(yàn)的過(guò)程，并指出平行股道和道岔兩種場(chǎng)景下分別采用貝葉斯估計(jì)和D-S證據(jù)理論作為股道占用評(píng)估方法。
　　(2)基于貝葉斯估計(jì)的平行股道占用確定方法。傳統(tǒng)的方法容易受到粗大誤差的影響，且不能給出明確的占用時(shí)刻。基于貝葉斯估計(jì)的股道占用識(shí)別方法是平行股道場(chǎng)景下的決策方法，該方法將歷史信息作為先驗(yàn)概率與當(dāng)前定位點(diǎn)的量測(cè)信息結(jié)合得到占用的后驗(yàn)概率。當(dāng)某一股道后驗(yàn)概率

3、大于設(shè)定閡值的時(shí)候，該股道即為列車占用股道。
　　(3)基于時(shí)間特征序列的道岔曲線信息提取方法。IMU在經(jīng)過(guò)道岔的時(shí)候輸出的航向角速度的變化率具有明顯特征。本文先將實(shí)際數(shù)據(jù)通過(guò)訓(xùn)練擬合得到表示道岔特征的數(shù)據(jù)庫(kù)，并指出列車經(jīng)過(guò)道岔時(shí)，IMU輸出的信息滿足時(shí)間序列特性。它與特征數(shù)據(jù)庫(kù)存在相似性的問(wèn)題。接著用歐式距離將這種相似性數(shù)學(xué)化，為后面的D-S證據(jù)理論提供證據(jù)支持。
　　(4)基于D-S證據(jù)理論的咽喉區(qū)道岔識(shí)別方法。D-S證

4、據(jù)理論作為道岔場(chǎng)景下的股道占用評(píng)估方法將列車的位置信息和列車的航向角速度變化信息作為兩個(gè)重要證據(jù)。列車的位置信息由定位點(diǎn)和數(shù)字軌道地圖確定，列車的航向角速度變化信息由IMU的輸出與已知時(shí)間特征序列相似程度決定。使用D-S證據(jù)理論將兩個(gè)證據(jù)融合，通過(guò)融合后的結(jié)果確定道岔占用。
　　本文最后使用青藏線實(shí)際數(shù)據(jù)并基于MATLAB平臺(tái)對(duì)文中研究的問(wèn)題和方法進(jìn)行離線的仿真驗(yàn)證。驗(yàn)證結(jié)果表明兩種場(chǎng)景下的決策方法都能夠確定股道占用，D-S證據(jù)理