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美国铁路列车自动控制系统从ATCS到PTC的发展

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一、美国铁路列车自动控制系统的发展从ATCS到PTC(论文文献综述)

刘岭[1](2020)在《基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术研究及展望》文中研究指明铁路列车运行控制方式经历了固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的发展过程,随着车联网和群体智能等新一代信息技术的快速发展,更高效率的先进列车运行控制技术成为研究热点。面向下一代铁路列车运行控制系统,研究一种基于虚拟耦合的列车群体协同运行控制技术,提出采用多智能体系统(MAS)对虚拟耦合列车群的运行进行控制的方法,刻画其控制规则并构建以列车群稳定协同运行为目标的控制模型。在此基础上,设计基于虚拟耦合的列车控制及调度系统框架,采用仿真技术验证该方法可大幅缩短列车运行间隔,提升运行控制效率。最后分析总结基于群体智能的列车运行控制技术研究及发展方向。

孙永丽[2](2018)在《基于图像的铁路障碍物自动检测算法研究》文中提出作为在整个交通运输领域中一直占据主导地位的交通方式之一,铁路运输在使各国经济效益得到增长的同时,也使得铁路交通安全问题演变成一个全球性问题。经统计研究,对铁路安全威胁较为严重的主要是列车前方出现的不同类型障碍物。目前对铁路障碍物的处理主要采用提前检测然后报警的方法,但是常用检测方法均存在环境适应性低、抗干扰能力弱等缺点,不能很好地满足实际工作环境的需求。因此,为了辅助司机安全驾驶并尽可能减少由路轨障碍物引起的铁路交通事故。本文根据列车的实际运行情况,通过对常用铁路路轨障碍物检测方法进行分析对比,设计了由图像采集、图像预处理、铁轨框架提取、红外与可见光路障检测等功能模块构成的铁路路轨障碍物自动检测方案,并对路轨障碍物检测算法进行了实现。由于列车的实际运行环境涉及到不同时间段、不同天气、不同季节等情况,考虑到红外成像仅依赖于物体的红外辐射特性,而可见光成像系统可以获取图像丰富的纹理、颜色等信息,有助于障碍物的检测与定位。所以,为保证障碍物检测系统的稳定性以及其对不同环境的适应性。在兼顾红外和可见光成像系统各自优缺点的同时,提出了将红外和可见光成像系统结合的图像采集、处理和障碍物检测方案。根据具体的环境特性,可以人工设置红外与可见光成像系统以并行或者分时的方式进行工作。针对因常见的雾霾天气以及不同干扰因素导致的图像含噪等问题,通过图像预处理方法解决,以此来提高图像质量并方便后续障碍物检测操作的进行。对于雾霾图像,因为其表现出明显的低对比度、色彩偏差等特点,所以采用改进的暗通道算法进行去雾处理;对采集的含噪图像,通过对比分析常用滤波算法的仿真结果与时间开销,选择高斯滤波法进行图像去噪。实验仿真结果证明上述预处理算法对采集的相应问题图像均具有较好的处理效果。针对铁轨框架提取问题,考虑到实际环境中铁轨形状表现的多样性与随机性,引入了分段曲线模型与三次样条结合的方法进行铁轨提取。该方法将整个图像场景划分为远近距离两类区域,对近距离区域内的铁轨采用改进的霍夫变换(Hough Transform)算法进行检测;对远距离区域,首先采用滑动窗获取铁轨上的特征点,最后根据采集的特征点数目选择利用双曲线模型或三次样条方法获取整体铁轨框架。实验结果证明该方法能够有效地实现铁轨提取。对于不同环境下的障碍物检测问题,设置了红外与可见光两类障碍物检测算法。其中,对于采集的红外图像而言,由于障碍物的整体形状、大小、位置等信息表现显着,所以利用局部多向梯度实现障碍物检测;对可见光图像而言,其包含障碍物详细的颜色、纹理等信息,所以首先利用图像边缘信息进行障碍物粗定位,然后使用稳定图与显着图结合的方法(Region of Stability and Saliency,RSS)进行细定位。基于建立的铁轨图像数据库,采用上述设计的障碍物检测算法对不同类型的采集图像进行了仿真,仿真结果验证了所设计算法的有效性及整体技术方案设计的合理性。

王嘉晓[3](2016)在《列车追踪定位管理平台的设计与实现》文中进行了进一步梳理随着国家铁路事业的蓬勃发展,列车运行控制系统已从固定闭塞模式发展到移动闭塞模式,列车定位技术是移动闭塞模式列控系统的关键技术之一,准确、可靠的定位信息是保证列车运行、安全的必要条件。本论文在接收基于时间的列车定位数据基础上完成可视化列车追踪定位管理平台,工作人员通过这个系统可以随时掌握列车的运行状态,为安全行车提供依据。论文应用GPS技术、GIS技术、地图匹配技术、数据库技术以及网络技术,在GPS定位数据采集基础上构建可应用于列车追踪定位的WAMP (WindowsServer2003环境下的软件组合Apache+MySQL+PHP)平台。列车追踪定位管理平台的设计可分为GPS定位数据接收处理模块、数据服务器数据存取模块和基于GIS的列车追踪定位终端管理平台三部分。GPS定位数据接收处理模块利用自定义的帧格式接收GPS定位采集模块(即下位机)实时传来的列车运行位置信息,解析后数据存到MySQL数据库相应的基于时间的定位信息数据表中;数据服务器数据存取模块包含了与MapInfo地图工具相对应的线路数据库、基于时间的各个列车位置信息等可用于完成列车追踪与管理的数据表。基于GIS的列车追踪定位终端管理平台采用B/S架构设计,Web页面显示可以是PC终端或移动终端,该平台把线路数据库与MapInfo工具相结合,以基于模糊综合评判的地图匹配算法为核心,实现线路数据库、GPS列车定位信息与轨道电子地图的精确匹配,最终完成定位点与线路的对应、路径信息追踪显示、列车历史运行状态查询、平台管理等功能,基于Android的手机APK应用的设计主要考虑到它的便捷性,在Eclipse软件环境下开发,利用Java语言与服务器数据库进行交互,同样实现列车路径追踪、历史记录查看等功能。最后通过在铁路模拟环境下的系统测试,得到定位的精度在2米范围、地图匹配刷新时间为20秒的测试结果,达到了预期效果,验证了平台在列车追踪定位领域的适用性。基于Web、GIS、GPS、数据库以及地图匹配算法的列车追踪定位系统与传统列车定位系统相比,减少了用于列车定位的轨旁设备,降低了系统复杂度,也方便了用户实时掌握列车的运行状态,同时也为列车运行控制系统移动闭塞模式的进一步发展提供了一定的参考。

谭平[4](2014)在《城际铁路车载列控系统安全及智能控制关键技术研究》文中研究表明城际铁路是我国未来铁路建设的重要方向,作为区域性城市之间的快速客运专用轨道交通系统,将缩短城市间旅行时间、提高人们的旅行质量。目前,我国比较典型城际铁路网——珠三角城际铁路已开工建设,建设方案中明确要求列控系统需具备自动驾驶ATO(Automatic Train Operation)功能;列车自动防护ATP(Automatic Train Protection)系统需要通过SIL4(Safety Integrity Level)级安全认证,自动驾驶ATO系统需通过SIL2安全认证。我国已建成的城际线路均采用不具备ATO功能的CTCS-2/CTCS-3(Chinese Train Control System)级列控系统;欧洲、日本、美国等国的城际列控系统采用国铁信号制式,无自动驾驶功能。自主研制满足城际铁路运输需求的城际列控系统不仅有迫切的市场需求,而且对我国城际铁路安全关键装备的可持续发展有着非常重要的意义。本论文在对国内外轨道交通相关的产品、技术、标准深入分析的基础上,重点研究了城际车载列控系统安全及智能控制系列关键技术,主要包括安全计算机平台的系统架构、系统诊断、安全接口以及ATO智能控制;构建了城际列控车载系统并通过实验室测试环境的仿真测试与验证,效果较好,具备了试验线上道测试的条件。本文重点核心研究内容主要包括以下几个方面:(1)通过可靠性理论分析,对双重化、三重化以及四重化的安全系统结构进行了深入研究,提出了全新的高可用性四重冗余安全计算平台架构HAQVC (High Availability Quadruple Vital Computer)。通过系统仿真与安全分析,基于该平台架构的安全系统可靠性、可用性、可维护性和安全性评估指标均优于其他的安全计算平台。(2)安全平台的核心是故障导向安全,系统故障诊断是非常重要的安全关键技术。电源、主控单元是安全计算机平台的两个核心子系统,本论文分析其失效机理并进行失效建模,深入研究了诊断电路关键技术和内存诊断关键算法,该诊断技术已成功应用于SIL4级安全车载系统中。(3)城际车载安全计算机平台的安全接口单元是城际列控制系统的关键功能单元。在既有信号系统安全接口技术分析基础上,针对其存在的缺陷和隐患,进行了全新的安全开关量输入和输出关键技术研究;提出了一种全新的在线故障检测方法,可实现驱动线包侧、触点侧的状态反馈的交叉回检,并具有器件状态动态检测,确保危险失效能够及时被检出;通过系统故障树的分析,其指标满足SIL4级安全要求。(4)基于城际铁路运营需求与CTCS-2列控系统技术特点,研究城际铁路自动驾驶ATO系统功能特征及总体构架;在城际列车牵引与制动模型研究的基础上,对城际ATO的曲线规划算法、规划曲线优化、控制算法等关键技术进行攻关研究,实现了ATO系统与ATP系统良好适配,从而提高列车运营控制的效果,提升城际铁路的运营品质和智能化水平,满足安全、舒适、准时与节能的需要。论文最后的结论部分,对城际铁路安全系统及自动驾驶系统的研究方向和内容进行了探索性阐述。

蒋荟[5](2013)在《基于信息融合的铁路行车安全监控体系及关键技术研究》文中提出铁路是国民经济的大动脉,铁路运输安全是铁路工作的生命线,是建设和发展和谐铁路的重要保障。“十一五”以来,铁路部门不断加强安全监测设备和行车安全信息化系统建设,实施管理创新,加强安全风险管理,大大增强了保障铁路行车安全的能力,安全形势总体呈现稳定、有序可控的态势。近年来,由于高速铁路快速发展和大量新技术装备投入使用,人们对铁路行车安全提出了更高要求。本文在总结提炼铁路行车安全监控系统主要特征的基础上,结合当代信息技术发展,以进一步提高检测数据的准确性、稳定性和可用性,提高信息综合应用价值和行车安全决策水平,全面提升铁路行车安全保障能力为目标,提出一种对行车安全监控实施全方位、多层次、跨系统的信息融合,构建铁路行车安全监控体系的新思路,并给出若干相关关键技术的解决方案。本文主要研究内容和创新如下:1、深入分析国内、外铁路行车安全监控系统的现状和发展趋势,研究信息融合及相关安全技术基础理论,研究系统内和系统间信息融合的概念、方法和建模技术,研究提出铁路行车安全监控系统信息融合应用模式。2、分析我国铁路行车安全监控系统应用需求、主要特征和存在的不足,结合信息融合、物联网、人工智能等先进技术,提出基于信息融合的铁路行车安全监控体系框架;研究与行车安全监控相关系统的技术架构和数据组织形式,研究提出行车安全监控体系数据集成与信息共享解决方案。从总体框架层面为建设保障能力更高的行车安全监控系统提供一种总体解决方案。3、研究提出了基于目标决策的铁路行车安全监控系统信息融合模型,详细论述了铁路行车安全综合监控、综合报警评判、检测设备质量评价、车辆造修质量评价和货运安全风险评估等典型应用的信息融合建模思路、模型框架和建模方法,为信息融合技术在铁路行车安全领域的应用提供建模技术支撑。4、研究在铁路车辆故障诊断中应用信息融合的几个典型技术方案。提出车辆热轴综合报警方案,以提高红外线热轴报警的准确性;设计5T检测信息融合处理方案,以实现车辆造修质量综合评价;结合TPDS在客车踏面损伤监测的应用需求,提出在客车车次定位融合处理中应用BP模型和算法的方案,以提高在客车未全部安装电子标签的过渡阶段TPDS检测信息定位的准确性。5、研究在铁路货运计量安全检测监控系统中应用信息融合技术的方案。提出一种货运计量检测信息与确报信息匹配的流程、模型和算法,以提高检测信息与确报信息匹配率,提高检测信息利用价值:提出了货物装载状态智能报警评判的模型、算法,提高了报警的准确性;设计了车号匹配错位纠正的模型、算法,实现了车号匹配错位自动纠正;结合检测设备检测精度动态评估的应用需求,论述了利用基于D-S证据理论,建立设备检测精度动态评价模型,为评价检测设备质量提供基本依据。

王华伟,田永洙,常振臣[6](2011)在《列车自动控制系统的研究进展》文中研究表明本文简述了城市轨道交通列车自动控制系统(ATC)及其功能,同时分析了国内外城市轨道交通ATC系统发展状况和趋势,并对我国列车控制系统的发展做了展望。

孙汉武[7](2010)在《铁路安全检查监测保障体系及其应用研究》文中认为我国正处在经济社会快速发展的重要时期,交通运输市场需求旺盛、铁路建设迅猛增长、铁路技术装备更新换代、铁路管理体制改革创新等与铁路交通安全有关的矛盾日益突出,直接影响和谐铁路的建设和保证国民经济正常稳定发展,其安全保障问题迫在眉睫。因此,认清铁路交通安全形势,保障铁路交通安全的措施和方法,深入推进安全基础建设,建立起铁路交通安全评价体系及铁路安全保障体系,是确保持续铁路安全稳定的重大举措和根本保证。本文结合国家科技部科研计划项目、铁道部科研计划项目,对国际上铁路行车安全保障相关的研究和应用情况进行了系统的调查,分析了我国铁路实施安全保障管理的现状;基于安全生产保障及铁路行车安全保障的相关理论的研究,结合我国铁路行车安全面临的新形势及安全检查、监测、监控装备的发展方向,提出了铁路安全检查监测保障体系的总体框架及其主要建设内容,建立了铁路安全检查监测保障体系的主要工作平台——铁路安全检查监测保障信息服务平台。主要的研究内容包括以下几个方面:1.调查研究我国铁路行车安全保障管理的现状,分析我国铁路行车安全保障管理存在的主要问题,明确我国实施铁路行车安全保障管理的主要途径和方法。2.对国际上铁路行车安全保障管理、相关行车安全保障系统建设和运用现状的调查研究,总结和分析我国可以借鉴的主要经验。3.结合我国铁路发展的需要,提出我国铁路安全检查、监测、监控系统装备技术发展方向和装备集成建议。4.提出我国铁路安全检查监测保障体系的总体框架、铁路安全检查监测保障信息服务平台体系的内涵和建设的主要内容。5.详细分析铁路安全检查监洲保障信息服务平台的设备及用户需求,研究各类安全检测信息接入方式及联网监控标准,提出建立铁路安全检查监测保障信息服务平台信息集成和资源共享的技术方案,完成该平台的总体设计,并开发该平台系统。6.以郑州铁路局为背景,应用铁路安全检查监测保障信息服务平台,检测了信息服务平台的功能,验证平台的功能和应用效果。

王华伟[8](2008)在《机车速度智能调节系统的研究》文中研究表明电力机车牵引传动控制装置作为电力机车的关键技术设备之一,有着机车“神经中枢”和“大脑”之称。目前我国SS4型电力机车传动控制系统采用基于特性控制和闭环控制结构,其电流、转速调节器分别是由以模拟运算放大器为主要元件构成的模拟调节器。这种模拟式调节器参数固定,控制结构简单、稳定性较好、易于工程实现。但系统的调节过程过分依赖于控制对象的模型参数,且控制系统动态性能和鲁棒性较差。针对列车运行过程中的多目标、大滞后、非线性等特点,本文首先分析了直流电力机车的工作原理与传动系统的控制原理和方法,研究了模糊控制理论与算法在电力机车传动控制中的应用方法。针对直流调速系统现有控制器的设计过分依赖于控制对象的数学模型,参数的鲁棒性差,且抗负载扰动能力不强的缺点,尝试将模糊控制理论引入机车控制系统。设计完成模糊控制器与传统的PI控制相结合的调速系统,充分利用两种控制思想的优点发挥模糊控制的快速性、鲁棒性强和PI控制稳态精度高的优点,提高电力机车调速系统的性能指标。结合MATLAB/Simulink的仿真工具,对本文提出的机车速度智能调节系统在负载扰动、电网电压变化和电路参数改变等各种状态下的系统控制性能进行仿真和分析。最后给出了系统各部分主要功能模块的实现方法。

赵剑华[9](2008)在《基于GSM-R的机车信号车载设备研究》文中认为列车运行控制系统是铁路运输最重要的环节。随着对铁路运输要求的提高,如何改进列车控制系统,实现列车安全、快速、高效的运行是目前的主要问题。计算机技术、通信技术、微电子技术和控制结束的飞速发展使得无线通信传递车地大容量信息成为可能,基于通信的列车控制系统(CBTC)正在迅速的发展。对基于无线通信的机车信号系统(即无线机车信号)的研究与试验,必将推动CBTC在中国的发展和应用。论文叙述了国内外CBTC的发展现状,分析了无线机车信号的结构和原理,以及无线机车信号在青藏铁路的应用,提出了本文对车载设备和GSM-R系统研究的意义。论文的主要工作如下:本论文设计了新型无线机车信号车载设备的基本结构,重点分析与设计了主机与外围设备的通信接口和通信协议。完成了采用PC104为内核的车载显示终端设计,实现了机车信号和站场信息的显示和语音提示。本论文研究了基于数传电台的无线传输系统,设计了广播和自律轮询相结合的信息传输方式。在使用无线电台作为无线信道基础上,采用GSM-R方式实现无线机车信号车地双向信息传输。研究了端对端和中心对端两种基本结构,设计了GSM-R方式车地间通信协议。本论文通过试验平台,验证了车载设备的功能,对系统的可靠性进行了分析。最后对所做工作进行了总结,指出了进一步的研究方向。

茹强[10](2008)在《IEEE 802.11协议在CBTC系统中的应用研究》文中研究指明高速铁路和地铁是推动国民经济发展的重要保障,在国家和城市建设中占有重要地位,世界各国都在大力发展高速铁路及地铁。现有的基于轨道电路的列车控制系统(Track-circuit Based Train Control,TBTC)已不能满足现代铁路发展的需要。随着通信技术的发展,基于通信的列车控制(Communication-Based Train Control,CBTC)系统逐渐发展和成熟起来,它能够大幅度提高铁路运营效率。而IEEE 802.11无线局域网以其易建立、易扩展、频段免费等特点,近几年得到了迅速发展。将802.11协议应用于城市轨道交通是当前CBTC研究领域的热点。本文首先针对IEEE 802.11协议和CBTC系统各自特点,对该系统在城市轨道交通应用特点和可行性进行了分析。随后对轨道交通环境中的网络特点和信道特性进行分析,建立仿真模型。接着对802.11的漫游机制进行分析,提出在轨道交通环境中单信道、快速扫描和预先认证相结合的快速漫游机制,并对频繁发生越区切换的轨道交通场景进行仿真。仿真结果表明:快速漫游机制可以缩短列车越区切换时间,满足列车控制信令以及音视频信号的最小时延要求,减小切换时数据包错误率,为802.11协议在CBTC中的应用提供了可能。仅仅使用快速漫游机制,虽然可以满足最小时延要求,但是列车在频繁越区切换时,通信质量还是会发生频繁的抖动。在列车这种高可靠性要求场景中,增加冗余度是一种有效的方法。本文根据地铁环境及802.11协议特点,增加列车上及轨道沿线的收发装置,合理的布置AP,将多天线分集接收技术应用于列车控制系统,增加系统稳定性。仿真结果表明,使用多天线技术可以在不影响数据时延和网络带宽的前提下有效的稳定通信质量,改善系统性能。最后,论文对所做工作进行了总结,并阐明了与本文相关的进一步研究内容。

二、美国铁路列车自动控制系统的发展从ATCS到PTC(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、美国铁路列车自动控制系统的发展从ATCS到PTC(论文提纲范文)

(1)基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术研究及展望(论文提纲范文)

1 概述
2 列车运行控制方式的发展
    2.1 基于闭塞的列车运行控制方法
    2.2 基于虚拟耦合的列车群运行控制技术
        2.2.1 虚拟耦合列车群内涵
        2.2.2 虚拟耦合列车群运行协同控制方法
3 基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术
    3.1 基于MAS的虚拟耦合列车群控制规则
        1)列车状态获取
        2)列车群状态判断
        3)列车加速度追踪策略制定及动态调控
    3.2 基于MAS的虚拟耦合列车群协同控制模型
4 基于虚拟耦合的列车群体控制的系统框架及场景验证
    4.1 基于虚拟耦合的列车群体控制及调度系统框架
    4.2 场景验证
5基于群体智能的列车控制技术的优势及展望
    5.1基于群体智能的列车控制技术的优势
        1)基于群体智能的列车控制技术能够大幅提升线路运输能力
        2)基于群体智能的列车控制技术能够更加适应客流时空分布不均衡的特征
        3)基于群体智能的列车控制技术能够有效简化系统层次,提升系统可靠性
    5.2 基于群体智能的列车运行控制技术研究及发展
        1)深化复杂环境下的基础理论研究
        2)强化安全设计及应用技术研究
        3)加快系统设计及产业化技术研究
6 结论

(2)基于图像的铁路障碍物自动检测算法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容和章节安排
第二章 铁路障碍物自动检测方案设计
    2.1 路障检测方案设计
        2.1.1 基本功能
        2.1.2 系统运行平台的选择
        2.1.3 成像系统的选择
        2.1.4 系统设计方案
    2.2 系统工作流程
    2.3 本章小结
第三章 图像预处理以及铁轨框架提取
    3.1 图像预处理
        3.1.1 去雾处理
        3.1.2 去噪处理
    3.2 铁轨框架提取的相关技术
        3.2.1 边缘提取
        3.2.2 曲线拟合
    3.3 分段曲线模型提取铁轨框架
        3.3.2 近距离区域铁轨提取
        3.3.3 远距离区域铁轨提取
        3.3.4 仿真结果分析
    3.4 本章小结
第四章 铁轨障碍物自动检测算法和软件实现
    4.1 图像ROI区域划分
    4.2 红外图像障碍物检测
        4.2.1 局部多向梯度统计算法
        4.2.2 仿真结果分析
    4.3 可见光图像障碍物检测
        4.3.2 初始粗定位
        4.3.3 二次细定位
        4.3.4 仿真结果分析
    4.4 系统软件实现
        4.4.1 软件实现环境
        4.4.2 实验结果与讨论
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介

(3)列车追踪定位管理平台的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 列车定位的国内外现状
        1.2.2 列车追踪的国内外现状
        1.2.3 地图数据库的国内外现状
        1.2.4 地图匹配的国内外现状
    1.3 论文研究目标与研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
    1.4 论文的组织及章节安排
第2章 设计思想及需求分析
    2.1 系统设计思想
    2.2 系统可行性研究
        2.2.1 技术可行性
        2.2.2 管理可行性
        2.2.3 经济可行性
        2.2.4 可行性结论
    2.3 系统需求分析
        2.3.1 功能需求分析
        2.3.2 性能需求分析
    2.4 本章小结
第3章 系统总体设计
    3.1 系统结构设计
    3.2 数据库设计
        3.2.1 概念模型
        3.2.2 逻辑模型
    3.3 系统设计流程
    3.4 系统关键技术
        3.4.1 地图匹配算法
        3.4.2 基于MapInfo的电子地图开发
        3.4.3 平台网站服务器的实现
        3.4.4 基于Eclipse的Android应用开发
        3.4.5 基于MFC的应用程序开发
    3.5 本章小结
第4章 系统详细设计与实现
    4.1 GPS定位数据接收处理
    4.2 数据服务器数据的存取
        4.2.1 线路数据库的设计
        4.2.2 轨道电子地图的构建
    4.3 基于GIS的列车追踪定位Web终端管理平台的设计
        4.3.1 定位点的线路对应
        4.3.2 列车路径信息追踪显示
        4.3.3 列车历史运行状态的查询
        4.3.4 平台管理
        4.3.5 用户登陆
    4.4 基于GIS的列车追踪定位手机终端管理平台的设计
        4.4.1 登陆模块设计
        4.4.2 列车运行轨迹显示
        4.4.3 列车历史状态查询
    4.5 本章小结
第5章 系统测试与调试
    5.1 GPS定位数据接收模块测试
    5.2 基于模糊综合评判的地图匹配算法仿真验证
    5.3 基于GIS的列车追踪定位终端管理平台测试
        5.3.1 列车实时运行轨迹模块测试
        5.3.2 列车历史运行状态查询模块测试
    5.4 系统联调
    5.5 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及研究成果

(4)城际铁路车载列控系统安全及智能控制关键技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩略语表
第一章 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 国外列控系统技术现状
        1.2.1 欧洲列控系统研究现状
        1.2.2 本列控系统研究现状
        1.2.3 美国列控系统研究现状
        1.2.4 城轨列控系统技术及标准
    1.3 国内列控系统技术现状
        1.3.1 国铁列控系统现状
        1.3.2 国内城市轨道交通列控系统
        1.3.3 城际铁路列控系统
    1.4 列控系统安全与自动驾驶技术现状
    1.5 本论文研究内容及结构安排
第二章 城际车载安全计算机平台架构模型研究
    2.1 引言
    2.2 安全平台的可靠性理论分析
    2.3 高可用性的四重安全计算机架构模型
    2.4 系统架构模型仿真验证
        2.4.1 可靠性
        2.4.2 可用性
        2.4.3 可维护性
        2.4.4 安全性
    2.5 小结
第三章 城际车载安全计算机平台系统诊断关键技术研究
    3.1 引言
    3.2 安全平台电源监测诊断关键技术研究
        3.2.1 电源监测诊断模型相关关键参数研究
        3.2.2 诊断功能模型框架模型研究
        3.2.3 诊断及防护电路原理研究
        3.2.4 诊断监测结果验证分析
    3.3 安全平台操作底层诊断关键技术研究
        3.3.1 内存区失效模型研究
        3.3.2 RAM相关安全功能分配研究
        3.3.3 RAM诊断关键算法研究
        3.3.4 RAM诊断监测结果分析
    3.4 小结
第四章 城际车载安全计算机平台安全接口关键技术研究
    4.1 引言
    4.2 安全开关量输入接口关键技术研究
        4.2.1 开关量输入模块安全原理分析
        4.2.2 安全检测电路模型研究
        4.2.3 电路效果分析
    4.3 安全开关量输出接口关键技术研究
        4.3.1 周期性检测模型研究
        4.3.2 条件检测模型研究
        4.3.3 单模块实时检测模型研究
    4.4 小结
第五章 城际车载列控系统ATO关键技术研究
    5.1 引言
    5.2 城际ATO系统功能分析研究
    5.3 城际ATO系统架构研究
        5.3.1 城际ATO及相关系统分析研究
        5.3.2 城际ATO系统平台研究
    5.4 城际ATO系统模型及关键算法研究
        5.4.1 牵引模型研究
        5.4.2 制动模型研究
        5.4.3 自动驾驶曲线规划核心算法研究
        5.4.4 自动驾驶规划曲线的优化设计
        5.4.5 自动驾驶控车算法研究
    5.5 ATO仿真测试
    5.6 小结
第六章 系统仿真测试与验证
    6.1 引言
    6.2 仿真测试与验证实验室平台
        6.2.1 城际铁路车载列控系统平台
        6.2.2 仿真验证环境
    6.3 车载列控系统实验室仿真测试方法
    6.4 车载列控系统实验室仿真测试案例设计
    6.5 车载列控系统实验室仿真测试线路参数配置
    6.6 车载列控系统实验室仿真测试记录
        6.6.1 主要功能测试项点
        6.6.2 典型状态及曲线记录
        6.6.3 平台实物图片
    6.7 小结
第七章 总结与展望
    7.1 研究总结
    7.2 研究展望
参考文献
作者简介
攻读博士学位期间主要的研究成果

(5)基于信息融合的铁路行车安全监控体系及关键技术研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究意义和目的
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外行车安全监控领域研究及应用现状
        1.3.2 国内行车安全监控领域研究及应用现状
        1.3.3 国内外信息融合技术发展和应用情况分析
        1.3.4 国内外情况分析
    1.4 主要研究内容及技术路线
        1.4.1 主要研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 论文组织结构
2 相关基础理论研究
    2.1 安全系统工程学
        2.1.1 安全系统工程的定义
        2.1.2 安全系统工程的研究对象
        2.1.3 安全系统工程的内容
    2.2 信息融合理论与技术
        2.2.1 信息融合定义
        2.2.2 信息融合的层次结构
        2.2.3 信息融合处理过程
        2.2.4 信息融合的结构模型
        2.2.5 信息融合的常用算法
        2.2.6 信息集成与数据挖掘
    2.3 模糊及综合评价相关理论
        2.3.1 模糊基本理论
        2.3.2 模糊综合评价方法
    2.4 预警预测理论
    2.5 本章小结
3 基于信息融合的铁路行车安全监控体系研究
    3.1 铁路行车安全监控系统特征分析
    3.2 基于信息融合的铁路行车安全监控体系架构
        3.2.1 总体架构
        3.2.2 逻辑架构
    3.3 信息共享解决方案
    3.4 本章小结
4 铁路行车安全监控系统信息融合模型研究
    4.1 基于目标决策的行车安全监控信息融合建模方法
        4.1.1 行车安全监控系统建模思路和方法
        4.1.2 基于目标决策的细腻融合建模方法
    4.2 货车轮对踏面损伤报警评判的信息融合模型
    4.3 检测/监测设备质量评价的信息融合模型
    4.4 车辆造修质量评价的信息融合模型
    4.5 行车安全综合监控的信息融合模型
    4.6 货运安全风险评估的信息融合模型
    4.7 本章小结
5 基于信息融合的车辆故障诊断应用研究
    5.1 车辆运行安全监控系统概述
    5.2 红外线热轴综合预报应用
        5.2.1 红外线热轴故障的关联分析研究
        5.2.2 红外线热轴综合预报架构
        5.2.3 红外线热轴综合预报模型和算法研究
        5.2.4 红外线热轴预报应用
    5.3 5T指导造修/检修应用
        5.3.1 5T指导造修/检修流程
        5.3.2 5T指导造修质量/检修质量评价
        5.3.3 5T指导造修应用分析
    5.4 客车踏面损伤监测预报应用
        5.4.1 TPDS对客车的踏面损伤预报模型
        5.4.2 TPDS客车车次定位应用研究
        5.4.3 TPDS探测客车的车次车组定位应用
    5.5 本章小结
6 基于信息融合的货运计量安全监控系统深化应用研究
    6.1 货运计量安全检测监控系统概述
    6.2 检测信息与确报信息匹配应用研究
        6.2.1 检测信息与确保信息匹配的内涵
        6.2.2 检测信息与确保信息匹配流程
        6.2.3 检测信息与确保信息的模糊匹配模型与算法
        6.2.4 检测信息与确保信息匹配应用效果分析
    6.3 车号匹配错位纠正应用
        6.3.1 车号匹配错位的含义
        6.3.2 检测数据与车号匹配的数据流程
        6.3.3 车号匹配错位改进方案
        6.3.4 车号匹配错位纠正模型
        6.3.5 车号匹配错位纠正应用分析
    6.4 货物装载状态智能报警评判应用
        6.4.1 智能报警评判的含义
        6.4.2 智能报警评判的模型研究
        6.4.3 智能报警评判的应用分析
    6.5 货运计量安全检测设备检测精度动态评估应用
        6.5.1 设备检测精度动态评估的含义
        6.5.2 检测设备检测精度动态评估模型
        6.5.3 检测设备检测精度评估应用
    6.6 本章小结
7 结论与展望
    7.1 研究结论
    7.2 主要创新点
    7.3 研究展望
参考文献
附录A 作者简历及科研成果清单
附录B 学位论文数据集页
详细摘要

(7)铁路安全检查监测保障体系及其应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 我国铁路交通安全面临的新形势
    1.2 国外铁路安全管理现状
    1.3 我国铁路安全监测保障系统发展现状
    1.4 相关基础理论研究
    1.5 论文的主要研究内容
    1.6 本章小结
第2章 安全检查监测保障体系现状分析
    2.1 我国铁路事故故障管理问题分析
    2.2 我国铁路安全检查监督问题分析
    2.3 我国铁路安全监测监控装备现状
    2.4 我国铁路安全检查监测装备存在问题分析
    2.5 安全检查监测装备完善建议
    2.6 安全检查监测装备发展方向
    2.7 本章小结
第3章 铁路安全检查监测保障体系框架设计
    3.1 铁路安全保障体系框架
    3.2 铁路安全检查监测保障体系需要建设的主要内容
    3.3 铁路安全检查监测保障体系的构建思路
    3.4 铁路安全检查监测保障体系的总体框架
    3.5 本章小结
第4章 安全检查监测保障信息服务平台需求分析
    4.1 用户分类
    4.2 用户需求
    4.3 数据需求
    4.4 业务流程分析
    4.5 数据流程分析
    4.5 平台功能需求
    4.6 本章小结
第5章 安全检查监测保障信息服务平台总体设计
    5.1 平台建设目标
    5.2 平台总体设计
    5.3 平台功能设计
    5.4 数据库设计
    5.5 接口设计
    5.6 运行环境设计
    5.7 安全设计
    5.8 关键技术研究
    5.9 技术创新点
    5.10 本章小结
第6章 安全检查监测保障信息服务平台的实现
    6.1 开发平台及应用环境
    6.2 平台应用功能构成
    6.3 事故调查分析处理子系统
    6.4 监测报警信息处理子系统
    6.5 安全检查信息处理子系统
    6.6 综合信息服务子系统
    6.7 系统维护管理子系统
    6.8 数据资源管理子系统
    6.9 本章小结
第7章 应用实例
    7.1 项目背景简介
    7.2 系统建设情况
    7.3 全局安全信息看板
    7.4 安全监督管理核心业务管理
    7.5 故障分析与跟踪
    7.6 系统运行效果
    7.7 本章小结
第8章 结论与建议
致谢
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及参加的科研项目
附录 我国行车安全监控设备/系统部署运用情况研究
    1 移动设备
    2 固定设备
    3 自然灾害
    4 视频监控
    5 应急救援

(8)机车速度智能调节系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 控制理论的发展
    1.2 我国铁路的发展方向
    1.3 列车自动控制系统
        1.3.1 概述
        1.3.2 西方国家的列控系统
        1.3.3 我国的列控系统
    1.4 列控系统当前存在的问题
    1.5 论文主要目的及内容安排
        1.5.1 论文主要目的
        1.5.2 论文主要内容
第二章 列车运行模型分析
    2.1 概述
    2.2 机车牵引力
        2.2.1 机车牵引力
        2.2.2 机车粘着牵引力
    2.3 列车运行阻力分析
        2.3.1 单位基本阻力分析
        2.3.2 附加阻力分析
    2.4 列车运行动态模型
        2.4.1 列车运动方程
        2.4.2 电力机车主电路模型
第三章 机车调速系统分析
    3.1 电力传动系统动力学
        3.1.1 电力传动系统的运动方程式
        3.1.2 负载转矩和飞轮矩的折算
    3.2 交直型电力机车传动闭环控制系统
        3.2.1 交直型电力机车自动控制系统
        3.2.2 SS4电力机车调速系统原理分析
        3.2.3 交直型电力机车相控调压原理
        3.2.4 现有调速系统的不足
第四章 机车速度智能调节系统的设计
    4.1 模糊控制的基本原理
    4.2 机车速度智能调节系统的总体结构
    4.3 控制器及其算法实现
        4.3.1 模糊控制器的选择和参数的确定
        4.3.2 控制器输入量的模糊化
        4.3.3 模糊控制规则的设计
        4.3.4 模糊控制表及算法流程图
    4.4 机车速度智能调节系统仿真
        4.4.1 机车速度智能调节系统原理图
        4.4.2 仿真分析
第五章 系统各部分功能实现
    5.1 控制器选择和功能
    5.2 信号采集模块电路
    5.3 总线接口电路设计
    5.4 外部存储单元
    5.5 显示装置
    5.6 A/D和D/A转换器的选择
    5.7 控制信号输出
结束语
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文

(9)基于GSM-R的机车信号车载设备研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 CBTC简介
        1.1.1 CBTC的发展
        1.1.2 CBTC的基本原理
    1.2 国内外CBTC的研究现状
        1.2.1 国外CBTC的研究现状
        1.2.2 国内CBTC的研究现状
    1.3 论文的选题依据和主要内容
        1.3.1 选题依据
        1.3.2 论文的主要内容
2 无线机车信号系统
    2.1 无线机车信号系统概述
    2.2 无线机车信号系统基本结构
        2.2.1 车站设备
        2.2.2 车载设备
        2.2.3 无线通信网络
    2.3 无线机车信号系统基本原理
3 无线机车信号车载设备设计
    3.1 车载设备硬件设计
        3.1.1 车载控制主机
        3.1.2 外围设备
        3.1.3 主机与外围设备的串行通信
    3.2 车载设备主机软件设计
        3.2.1 软件的结构框架
        3.2.2 软件的功能实现
    3.3 车载显示终端设计
        3.3.1 显示终端硬件设计
        3.3.2 显示终端软件实现
4 无线信息传输系统
    4.1 基于数传电台的信息传输系统
        4.1.1 列车控制对无线传输系统的要求
        4.1.2 车站对列车控制方法设计
        4.1.3 车地间传输协议设计
        4.1.4 数据传输时延分析
    4.2 基于GSM-R的信息传输系统
        4.2.1 GSM-R网络结构
        4.2.2 GSM-R数据传输方式
        4.2.3 列车呼叫时间分析
        4.2.4 列车控制方法设计
        4.2.5 GSM-R传输协议设计
5 系统测试结果及可靠性设计
    5.1 系统测试结果
    5.2 系统可靠性设计
        5.2.1 车载设备可靠性设计
        5.2.2 无线传输系统可靠性设计
6 结论与展望
    6.1 论文的主要工作和结论
    6.2 进一步的研究与展望
参考文献
附录 A
作者简历
学位论文数据集

(10)IEEE 802.11协议在CBTC系统中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 背景
        1.1.1 CBTC 的提出
        1.1.2 CBTC 的特点
    1.2 CBTC 的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 CBTC 中的专用通信系统
        1.3.1 CBTC 专用通信系统的发展
        1.3.2 802.11 协议在 CBTC 中的应用
    1.4 背景和研究意义
    1.5 论文研究内容和结构
第二章 802.11 体系结构
    2.1 无线局域网简介
        2.1.1 无线局域网的优势
        2.1.2 802.11 协议族
        2.1.3 无线局域网的网络拓扑结构
    2.2 802.11 协议中的媒介访问控制机制
        2.2.1 分布式协调功能(DCF)
        2.2.2 点协调功能(PCF)
    2.3 802.11 协议对漫游的支持
        2.3.1 扫描
        2.3.2 认证与安全
        2.3.3 关联
    2.4 本章小结
第三章 CBTC 中的802.11 仿真模型
    3.1 CBTC 对无线传输的要求
        3.1.1 可靠性要求
        3.1.2 可用性要求
    3.2 CBTC 中的网络结构
        3.2.1 GSM-R 的网络结构
        3.2.2 基于802.11 的 CBTC 系统结构
    3.3 大尺度衰落
        3.3.1 自由空间传播模型
        3.3.2 对数距离路径损耗模型
    3.4 小尺度衰落
        3.4.1 描述小尺度衰落的参数
        3.4.2 小尺度衰落的类型
    3.5 信道模型
        3.5.1 瑞利模型
        3.5.2 莱斯模型
    3.6 CBTC 中的802.11 仿真模型
        3.6.1 仿真模型概述
        3.6.2 仿真模型的实现
    3.7 本章小结
第四章 快速漫游机制研究
    4.1 802.11 漫游机制分析
        4.1.1 漫游的逻辑步骤
        4.1.2 切换时延分析
    4.2 CBTC 中的快速漫游算法设计
        4.2.1 AP 的布置
        4.2.2 动态速率切换机制与漫游的启动
        4.2.3 CBTC 中的快速漫游
    4.3 快速漫游机制的仿真和分析
    4.4 本章小结
第五章 CBTC 中的多天线分集技术研究
    5.1 多天线技术的发展与应用
        5.1.1 多天线技术的产生
        5.1.2 多天线技术的特点
        5.1.3 多天线技术在802.11 协议中的应用
    5.2 多天线系统中的分集技术
        5.2.1 分集的基本原理
        5.2.2 合并准则
    5.3 使用多天线技术改进 CBTC 的通信质量
        5.3.1 改变现有的网络架构
        5.3.2 对 CBTC 中多天线技术的仿真验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
缩略语
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

四、美国铁路列车自动控制系统的发展从ATCS到PTC(论文参考文献)

  • [1]基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术研究及展望[J]. 刘岭. 铁路通信信号工程技术, 2020(02)
  • [2]基于图像的铁路障碍物自动检测算法研究[D]. 孙永丽. 西安电子科技大学, 2018(02)
  • [3]列车追踪定位管理平台的设计与实现[D]. 王嘉晓. 西南交通大学, 2016(12)
  • [4]城际铁路车载列控系统安全及智能控制关键技术研究[D]. 谭平. 浙江大学, 2014(08)
  • [5]基于信息融合的铁路行车安全监控体系及关键技术研究[D]. 蒋荟. 中国铁道科学研究院, 2013(05)
  • [6]列车自动控制系统的研究进展[J]. 王华伟,田永洙,常振臣. 企业家天地(理论版), 2011(07)
  • [7]铁路安全检查监测保障体系及其应用研究[D]. 孙汉武. 西南交通大学, 2010(04)
  • [8]机车速度智能调节系统的研究[D]. 王华伟. 西南交通大学, 2008(12)
  • [9]基于GSM-R的机车信号车载设备研究[D]. 赵剑华. 北京交通大学, 2008(08)
  • [10]IEEE 802.11协议在CBTC系统中的应用研究[D]. 茹强. 上海交通大学, 2008(01)


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