列车防撞辅助预警系统的研究与实现

发布时间：2017-04-08 14:26

  本文关键词：列车防撞辅助预警系统的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：当前随着我国现代化和城市化进程的不断加快,城市轨道交通行业凭借其对城市交通特点的良好适应性,进入了一个快速发展的时期。而随着城市轨道交通行业的发展,城轨列车的安全性也越来越引起人们的重视。由于列车在实际运营的过程中,有时会需要切除ATP自动保护系统,此时列车的运行安全性大为降低,仅靠传统的电话闭塞等方式很难完全确保列车的运行安全。所以,本文研究并设计了一种基于无线测距技术,应用于切除ATP时的列车防撞辅助预警系统。 本文中首先介绍了列车防撞辅助预警系统的技术需求,并研究了现有的主流无线测距技术,选择了较为适合城市轨道交通运行条件的无线测距技术。该技术基于线性调频扩频信号(CSS)技术并使用对称双边双程测距方法(SDS-TWR)。接着对此无线测距技术应用于城市轨道交通的可行性进行了分析研究,确定了这一技术方案的可行性。在此基础上对本系统的结构组成与工作原理等进行了设计说明。 本文从硬件软件两个主要方面,对列车防撞辅助预警系统的设计过程进行说明。硬件设计章节分别对系统的三个主要组成部分——测距终端、系统主机和信息终端的各个电路模块：电源隔离转换电路、输入信号电路、CAN通信电路、RS232协议转换电路、CPU电路、继电器驱动电路、记录电路以及射频模块电路等进行了详细地设计阐述：软件设计章节对列车防撞辅助预警系统的三个组成部分的软件逻辑的实现进行了设计说明。 最后,本文设计了列车防撞辅助预警系统功能试验。通过测距终端的动态与静态试验测试其功能,并通过相应的试验测试系统主机与信息终端的功能。试验的结果证明,该系统基本满足了设计需求,为今后的城市轨道交通中的安全设计提供了有益的参考与借鉴。
【关键词】：城市轨道交通 防撞预警 ARM SDS-TWR 测距
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U298.1
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 课题研究的背景和意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.2.1 国外研究现状13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 论文的主要工作14
• 1.4 论文章节安排14-17
• 2 列车防撞辅助预警系统的整体方案设计17-43
• 2.1 列车防撞辅助预警系统的设计需求17-18
• 2.1.1 基本需求17
• 2.1.2 主要功能需求17-18
• 2.2 列车防撞辅助预警系统关键技术18-23
• 2.2.1 2.4G无线技术18
• 2.2.2 基于CSS信号的无线测距技术18-20
• 2.2.3 SDS-TWR测距方法20-22
• 2.2.4 无线测距技术的应用22-23
• 2.3 无线测距方式可行性研究23-36
• 2.3.1 无线测距检测方式的有限性23
• 2.3.2 列车移动过程中的测距误差23-26
• 2.3.3 应用于直线坡道情况下的可行性分析26-32
• 2.3.4 应用于空旷弯道情况下的可行性分析32-34
• 2.3.5 应用于隧道弯道情况下的可行性分析34-36
• 2.3.6 无线测距方式可行性总结36
• 2.4 列车防撞辅助预警系统设计36-40
• 2.4.1 系统基本原理36-37
• 2.4.2 整体结构37-38
• 2.4.3 列车防撞辅助预警系统的组成38-40
• 2.5 系统接口设计40-41
• 2.6 本章小结41-43
• 3 列车防撞辅助预警系统的硬件设计43-69
• 3.1 系统主机43-54
• 3.1.1 系统主机的硬件电路总体构成43-44
• 3.1.2 系统主机电源隔离转换单元设计44-47
• 3.1.3 系统主机输入信号电路设计47-48
• 3.1.4 系统主机核心控制单元设计48-50
• 3.1.5 系统主机通信单元设计50-52
• 3.1.6 系统主机记录单元设计52
• 3.1.7 系统主机继电器驱动电路单元设计52-53
• 3.1.8 系统主机实物图53-54
• 3.2 测距终端54-61
• 3.2.1 测距终端的硬件电路总体构成54-56
• 3.2.2 测距终端电源单元设计56-57
• 3.2.3 测距终端主控单元设计57-60
• 3.2.4 测距终端通信单元设计60-61
• 3.2.5 测距终端硬件图61
• 3.3 信息终端61-68
• 3.3.1 信息终端的硬件电路总体构成62
• 3.3.2 信息终端电源单元设计62-63
• 3.3.3 信息终端通信单元设计63
• 3.3.4 信息终端主控单元设计63-64
• 3.3.5 信息终端显示单元设计64-65
• 3.3.6 信息终端声光报警单元设计65-66
• 3.3.7 信息终端的实物图66-68
• 3.4 本章小结68-69
• 4 列车防撞辅助预警系统的软件设计69-87
• 4.1 系统主机的软件设计69-81
• 4.1.1 系统主机逻辑实现69-73
• 4.1.2 系统主机的工作模式73-76
• 4.1.3 CAN通信协议约定76-78
• 4.1.4 记录功能设计78-80
• 4.1.5 串口通信功能设计80-81
• 4.2 测距终端的软件设计81-84
• 4.3 信息终端的软件设计84-85
• 4.4 本章小结85-87
• 5 列车防撞辅助预警系统模拟试验87-103
• 5.1 测距终端的功能试验87-95
• 5.1.1 静态试验87-91
• 5.1.2 动态试验91-95
• 5.1.3 结果总结与分析95
• 5.2 系统主机的功能试验95-101
• 5.2.1 系统主机自检功能试验97-98
• 5.2.2 系统主机功能试验98-101
• 5.3 本章小结101-103
• 6 总结与展望103-105
• 6.1 总结103
• 6.2 展望103-105
• 参考文献105-109
• 作者简历109-113
• 学位论文数据集113

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘岚,程莉;嵌入式系统硬件平台的选型研究[J];电信工程技术与标准化;2005年02期

2 彭宇;王丹;;无线传感器网络定位技术综述[J];电子测量与仪器学报;2011年05期

3 孙怀义;刘斌;曹晓莉;;表决冗余系统可靠性与安全性研究[J];电子测量与仪器学报;2011年07期

4 胡桂阳;尹利国;王友增;;基于C8051F320数据采集器的设计与实现[J];电子世界;2011年12期

5 王明顺;基于LM2576的高可靠MCU电源设计[J];国外电子元器件;2004年11期

6 宋红霞;王玉松;王利锋;况长虹;;列车自动防护系统安全计算机可靠性与安全性分析[J];工业控制计算机;2008年01期

7 段翠翠;王瑞荣;王建中;韩雪原;;基于无线传感器网络的高危生产区人员定位系统[J];传感技术学报;2012年11期

8 周静雷;王帆;;Chirp信号的时频分析特征比较[J];电子设计工程;2013年02期

9 翟红兵;;关于铁路信号控制系统故障导向安全的探讨[J];信息安全与技术;2013年02期

10 周巧莲;;城市轨道交通列车辅助防撞系统方案研究[J];城市轨道交通研究;2014年01期

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