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基于GNSS的列车定位完善性研究

唐一哲  
【摘要】: 列车实时定位在基于通信的列车控制系统中是一个重要环节。采用GNSS技术可以实现列车的精确定位,减少轨旁设备,降低运营成本,是当前列车定位技术的发展趋势之一。但是现有GNSS技术无法确保使用中的可用性和安全性,因此如何增强GNSS完善性、实现列车安全定位成为重要问题。 本文一方面通过理论和数据分析了GNSS技术在精度、完善性、可用性、连续性上的现状,另一方面总结了现有可行的GNSS增强技术。根据铁路系统对GNSS定位的安全需求,分析了利用增强技术来保障GNSS在铁路应用RAMS的必要性。 针对铁路安全需求,对GNSS列车定位的完善性进行了深入分析,提出了基于列车定位的完善性参数、完善性风险估计与控制方法。利用故障树模型和马尔可夫链模型分析了基于GNSS的多传感器列车定位系统的完善性风险。在GNSS接收机、惯性测量单元、里程计组成的列车组合定位平台上,针对列车自主定位,提出了列车自主完善性监视算法;根据铁路线路和车站分布特点,提出铁路专用局域增强方案和广域增强方案,推进GNSS在铁路安全应用。 列车自主完善性监视算法在完善性风险分析的基础上,对列车运行时的安全进行监测。通过实时的误差估计建立安全缓冲,实现了一种被动的完善性监视算法。安全缓冲用于列车的安全防护和运行控制,当安全缓冲增大超过报警限时,列车进入降级运行状态。论文总结了自上而下的实现步骤,结合项目数据对基于GNSS的多传感器列车定位系统及其完善性监视进行了评价和分析,验证了其可行性和合理性,并对不足提出了改进建议。


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