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低成本列控系统轨道地图数据库生成方法与实现

李莹莹  
【摘要】: 随着高速铁路的蓬勃发展,铁路运营者对列车运行效率的要求不断提高。但目前高效率的列车运行控制系统的运营和维护成本也随之升高,所以寻求一种低成本高效率的列车运行控制系统成为相关研究的焦点。目前全球定位系统(GPS)技术和地理信息系统(GIS)技术被应用到列控系统当中。在GPS采集线路情况和设备位置的基础上利用GIS技术对线路的真实情况进行描述,可以达到减少轨旁设备使用的目的。采用GPS技术是实现低成本列车运行控制系统的一个有效途径,而对于列车的实时GPS定位而言,轨道地图数据库是将定位数据与线路状况结合完成定位的关键。所以轨道地图数据库的开发对于降低系统成本有重要的研究意义。 论文对轨道地图数据库的研究以低成本列车运行控制系统的结构为基础,对系统中轨道地图数据库的功能需求进行分析。通过对数据库与系统各模块之间关系的分析,划分出轨道地图数据库内部的功能模块。对于线路的拓扑关系论文以图论为分析工具,设计出以关联矩阵的形式对线路拓扑关系的数字化描述方式。根据系统需求,论文针对不同的线路设备以面向对象的方式设计出轨道地图数据库的数据结构。在确定数据库结构的基础上,论文实现了对铁路线路GIS图和示意图的描述及生成。为了在保障精度的基础上减少数据库的存储负荷,论文优化了海量数据约简算法,提高了数据约简效率和曲线拟合度。论文通过VC++6.0和MapX软件对数据库的生成、验证和测试进行了实现。 对于轨道地图数据库的验证,论文设计出仿真验证和现场验证两种方式。仿真验证是通过验证平台与列车运行轨迹仿真系统的结合,以仿真联锁数据为依据对数据库的正确性进行验证。现场验证即是在实际环境下建立验证平台与真实的联锁系统的通信,对列车的实时定位信息进行匹配后得出的区段信息与联锁信息进行对比得出结果。 论文最后在北京三家店火车站对轨道地图数据库的正确性进行了现场验证和测试,测试结果验证了基于轨道地图数据库的列车定位技术的正确性。课题设计并实现了一整套的轨道地图数据库的生成和验证技术,为低成本列车运行控制系统的研究打下了基础。


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