多傳感器融合算法

目錄1234背景和意義研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)平臺(tái)總結(jié)展望1.背景和意義列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的革新一直不斷在進(jìn)行。列車測(cè)速定位單元作為列控系統(tǒng)的核心部分，由于列車處于動(dòng)態(tài)過(guò)程中，只有了解到所有列車的位置、速度等信息，才能控制列車的行進(jìn)、停車、加速和緩行等，從而有效控制列車，保障列車的安全性和運(yùn)行效率，對(duì)列控系統(tǒng)的發(fā)展和革新有著不可估量的影響。1.背景和意義高速鐵路已在發(fā)達(dá)國(guó)家取得了很大發(fā)展，所采用的列車定位技術(shù)是多種多樣的。如法國(guó)ASTREE系統(tǒng)采用多普勒雷達(dá)進(jìn)行測(cè)速定位；北美ARES、PTC、PTS系統(tǒng)采用GPS（全球定位系統(tǒng)）進(jìn)行定位；歐洲ETCS、日本CARAT系統(tǒng)采用查詢/應(yīng)答器和速度傳感器進(jìn)行定位；德國(guó)LZB系統(tǒng)采用軌間電纜進(jìn)行列車定位；美國(guó)AATC系統(tǒng)采用無(wú)線測(cè)距進(jìn)行定位。在這個(gè)各種傳感器以及通訊手段日趨完善的時(shí)代,列車定位技術(shù)也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。目錄1234背景和意義研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)平臺(tái)總結(jié)展望2.1傳感器類型電機(jī)測(cè)速脈沖傳感器測(cè)速雷達(dá)測(cè)速衛(wèi)星定位測(cè)速慣性導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)答器交叉感應(yīng)電纜定位2.2多傳感器融合算法目前，國(guó)內(nèi)仍采用速度傳感器來(lái)提供速度信息，對(duì)于列車的占用檢查采用軌道電路或計(jì)軸器來(lái)完成。青藏線，因?yàn)槠鋹毫拥沫h(huán)境，將會(huì)采用GPS、查詢應(yīng)答器、速度傳感器、記軸器等，并通過(guò)GSM-R為列車運(yùn)行控制系統(tǒng)提供速度、位置和區(qū)間占用的信息。所以，隨著高速鐵路的發(fā)展，單一傳感器將不能滿足定位和測(cè)速的要求，而能夠提供精確定位信息和速度信息的多傳感器定位技術(shù)將會(huì)應(yīng)用于高速鐵路的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，為高速鐵路的運(yùn)行和防護(hù)提供了有力的技術(shù)保證。

2.2多傳感器融合算法在利用多傳感器組合的基礎(chǔ)上，應(yīng)用適當(dāng)?shù)娜诤纤惴ú拍馨l(fā)揮出多傳感器融合技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這是提高定位和測(cè)速精確性的關(guān)鍵。針對(duì)具體情況，有加權(quán)平均法、貝葉斯估計(jì)法、卡爾曼(Kalman)濾波法、統(tǒng)計(jì)決策理論法、Dempster—Shafer證據(jù)推理法、模糊邏輯推理法和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法等。

目錄1234背景和意義研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)平臺(tái)總結(jié)展望3.1系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3.2單一傳感器的處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程3.3多傳感器處理過(guò)程目錄1234背景和意義研究?jī)?nèi)容系統(tǒng)平臺(tái)總結(jié)展望4.1總結(jié)本文討論了列車測(cè)速定位功能以及實(shí)現(xiàn)。速度和位置信息是描述列車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的重要信息。為防止列車超速并且與前行列車保持安全距離，必須準(zhǔn)確可靠地獲取列車的速度和位置信息。列車定位測(cè)速的功能是列控系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，一個(gè)準(zhǔn)確可靠的定位測(cè)速單元的實(shí)現(xiàn)對(duì)列控功能的實(shí)現(xiàn)有重要的意義。本文討論了多種傳感器以及多傳感器融合的算法，傳感器有電機(jī)、脈沖轉(zhuǎn)速傳感器、雷達(dá)、GPS、慣性導(dǎo)航單元、查詢應(yīng)答器等多種傳感器以及其定位測(cè)速的工作原理。并且使用流程圖等詳細(xì)說(shuō)明了工作原理和基本思路。

4.2展望隨著列車的提速，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)對(duì)安全和高效的要求越來(lái)越高。因此精確的定位測(cè)速也非常有必要。不同的傳感器精度不同，將其取長(zhǎng)補(bǔ)短，可以取得更加可靠和準(zhǔn)確的信息。同時(shí)因?yàn)槎鄠鞲衅鞴ぷ?，因此冗余量?可以不擔(dān)心因?yàn)閱我粋鞲衅魇С６斐蓢?yán)重的事故等后果。但是現(xiàn)在的傳感器，有的普及程度不夠，還有的造價(jià)比較高。合理選擇合適的傳感器并且能夠合理的產(chǎn)生冗余不造成電力物資人力的浪費(fèi)是很有必要的。希望將來(lái)的研究更加側(cè)重于如何合理綜合地使用多傳感器，以便有更加準(zhǔn)確