基于专用频率的CBTC车地无线通信系统及车载电台设计

发布时间：2017-09-02 15:18

  本文关键词：基于专用频率的CBTC车地无线通信系统及车载电台设计

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【摘要】：为了缓解城市道路日渐拥挤的情况,我国的城市轨道交通建设不断加速。截至2013年底,全国共有19个城市建成轨道交通线路87条,运营里程达到2539公里。如此庞大的轨道交通系统,必须有可靠的列车控制系统来保证列车的高效调度和行驶安全。CBTC (Communications Based Train Control,基于通信的列车控制)系统凭借不依赖于轨道电路和连续、高容量的双向车地无线通信等特点成为目前城市轨道交通列车控制系统中应用最广泛的技术。现有的CBTC系统中普遍采用基于IEEE802.11系列标准的WLAN作为车地无线通信的技术。但是由于WLAN工作在面向公众开放的ISM频段,随着该频段上便携式无线通信设备的增加,CBTC系统不可避免地会受到潜在干扰。在上海市科学技术委员会的支持下,上海申通地铁集团有限公司联合上海厚泽等单位开展了针对新一代基于专用频率的CBTC车地无线通信系统的探索和研究工作,该系统采用具有我国自主知识产权的McWiLL作为无线通信的技术。本文作者协助上海厚泽和上海申通完成了车地无线通信系统的设计,并独立完成了系统中专用车载电台的设计与实现,包括硬件电路和软件的设计、调试。之后,在实验室搭建模拟测试环境对车载电台的性能进行了测试,并协助完成了车地无线通信系统在张江地铁实训线的测试工作。测试结果表明,系统设计方案可行,车载电台的性能达到设计要求。本文的研究成果可以为新一代CBTC车地无线通信系统的研究提供一些参考和启示。
【关键词】：CBTC 专用频率 McWiLL 车载电台 电路设计
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题来源10
• 1.2 研究背景10-12
• 1.3 研究目的和意义12-13
• 1.4 本文的主要工作与创新点13-14
• 1.5 本文的结构安排14-15
• 第二章 基于专用频率的CBTC车地无线通信系统设计方案15-25
• 2.1 CBTC对车地无线通信系统的需求分析15-16
• 2.1.1 基本通信指标需求15
• 2.1.2 在实际工作经验中得出的关键需求15-16
• 2.2 基于漏泄电缆的车地无线通信系统架构16-18
• 2.3 专用频率资源的申请18-19
• 2.4 McWiLL技术概述19-22
• 2.4.1 McWiLL的关键技术20-21
• 2.4.2 McWiLL的安全机制21-22
• 2.5 车地无线通信系统设计22-24
• 2.5.1 系统组成22-23
• 2.5.2 系统容量23-24
• 2.5.3 系统组网方案24
• 2.6 本章小结24-25
• 第三章 车载电台的设计与实现25-61
• 3.1 总体设计方案25-26
• 3.2 故障导向安全机制设计26-27
• 3.3 硬件框图27
• 3.4 硬件模块设计27-41
• 3.4.1 以太网数据交换模块28-29
• 3.4.2 McWiLL无线通信模块29-31
• 3.4.3 控制及监测模块31-32
• 3.4.4 CBTC数据处理及存储模块32-36
• 3.4.5 电源模块36-41
• 3.5 硬件仿真和PCB设计41-44
• 3.5.1 DDR2后仿真41-42
• 3.5.2 叠层结构和阻抗控制42-44
• 3.5.3 PCB版图44
• 3.6 硬件调试与分析44-47
• 3.7 软件架构47-49
• 3.8 软件模块设计49-60
• 3.8.1 初始化配置49-50
• 3.8.2 开机自检功能50-51
• 3.8.3 CBTC数据处理和存储模块51-56
• 3.8.4 车载电台工作状态监测和LCD显示56-58
• 3.8.5 车载电台工作状态数据上传58
• 3.8.6 故障导向安全机制实现58-60
• 3.9 本章小结60-61
• 第四章 基于专用频率的CBTC车地无线通信系统性能测试61-69
• 4.1 实验室测试系统介绍61-64
• 4.2 实验室测试内容及结果64-66
• 4.3 张江地铁实训线介绍66-67
• 4.4 张江地铁实训线测试内容及结果67-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 总结与展望69-71
• 5.1 主要工作与总结69-70
• 5.2 未来工作的展望70-71
• 参考文献71-73
• 攻读硕士学位期间的学术成果73-74
• 致谢74

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8 牛儒;唐涛;;基于CPN的CBTC地面数据通信系统仿真和分析[J];系统仿真学报;2008年17期

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3 燕飞;赵显琼;唐涛;;功能安全分析及建模方法研究[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年

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5 王松涛;;CBTC车载VOBC技术及WSP丢失故障分析[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年

6 汪伟;;CBTC技术在郑西高速铁路智能交通系统中的运用[A];第三届铁路安全风险管理及技术装备研讨会论文集（中册）[C];2012年

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1 商报记者 方彬楠;国产轨道交通信号控制系统迈入产业化[N];北京商报;2010年

2 记者 唐景莉　通讯员 蓝晓霞 袁芳;地铁“国产脑” 高校牵头造[N];中国教育报;2011年

3 本报记者 冷德熙;春深如海觅芳华[N];科技日报;2012年

4 本报记者 李波;CBTC信号技术助力四万亿城轨建设潮[N];中国证券报;2013年

5 本报记者 宋莉;郜春海：把“交控科技”分解成“自主创新的麦当劳”[N];科技日报;2011年

6 本报记者　曾强;阿尔卡特武汉“吆喝”轨道通讯技术标准难产[N];21世纪经济报道;2004年

7 本报记者 宋莉;丰台科技园：轨道交通产业发展态势喜人[N];科技日报;2011年

8 本报记者 吕择;新地铁国产脑[N];北京科技报;2010年

9 本报记者 沈慧;为中国轨道交通装上自己的“大脑”[N];经济日报;2013年

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1 陈荣武;CBTC系统列车运行仿真与优化策略[D];西南交通大学;2011年

2 黄友能;城轨CBTC系统数据的安全处理与验证方法研究[D];北京交通大学;2014年

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9 徐杰;城市轨道交通CBTC系统列车自动驾驶关键技术的研究与实现[D];中国铁道科学研究院;2012年

10 李土超;CBTC技术的发展及无线干扰研究[D];中国铁道科学研究院;2015年

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本文编号：779324