现代有轨电车占用检测子系统的研究

发布时间：2017-05-02 21:14

  本文关键词：现代有轨电车占用检测子系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：快捷方便的出行方式是现代社会的重要标志之一,为满足人们出行的需求,近年来,地铁、轻轨、BRT快速公交等现代化公共交通方式已广泛在国内城市投入使用。除此之外,现代有轨电车因其节能环保、方便快捷、安全高效等优点又重新进入了现代化城市公共交通系统,并迎来发展热潮。然而,由于城市道路情况的复杂性和特殊性,铁路和地铁等轨道交通系统中所采用的轨道占用检测及定位技术不能直接应用于有轨电车系统中,这已成为了现代有轨电车信号控制系统中的一个难点和关键点。因此,研究出一套自主产权、经济环保、高效智能且适用于现代有轨电车的信号控制系统意义重大。本文结合现代有轨电车的特点,将已有的轨道占用检测技术和车辆定位技术做出相应的改进,通过车辆检测器和卫星定位系统相结合的方式实现对有轨电车行驶时的轨道占用情况和位置进行精确的检测,为有轨电车的安全、高效运行提供可靠的保障。首先,在占用检测研究方面,当有轨电车进入道岔区段时,在电车进入道岔和离开道岔的相应位置,使用环形线圈检测器来实现可靠的占用检测。完成了检测器硬件电路的设计和软件代码的编写,硬件采用双路通道检测的设计,软件优化了频率采集和滤波子函数,提高了检测器的灵敏度、精度和稳定性。电路检测到的占用情况信息经过处理后,经过CAN总线通信,将信息传递给相关控制系统,实现轨道占用检测子系统的功能。其次,在连续定位研究方面,电车行驶的过程中,使用GPS定位系统对电车进行连续定位。车载终端将采集到的信息通过GPRS无线通信技术实时传送给服务器端,从而实现与监控平台之间的通信。完成了监控平台软件系统及通信部分的设计,并与GIS技术相结合使用,使电车实时位置和行车轨迹能够在电子地图上显示,从而获取相应路段的占用情况信息。最后,为了提高车辆行驶轨迹与实际道路匹配的准确度,GIS监控系统的设计中引入地图匹配算法,将几何匹配算法和模式识别算法优化相结合使用,建立综合GPS地图匹配算法,使电车的行车位置能够更加准确的显示在电子地图上,与相应路段进行精确的匹配。此外,在道岔处使用车辆检测器进行占用检测一方面是能够给道岔控制系统提供准确的轨道占用信息,另一方面是可以作为GPS定位系统在信号情况不佳而无法获取定位信息时的补充定位方式。
【关键词】：车辆检测器 GPS GIS 地图匹配算法 GPRS通信技术 监控系统
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U492.433
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 现代有轨电车系统构成及其研究现状10-13
• 1.2.2 占用检测相关技术及其研究现状13-15
• 1.3 本文研究内容15
• 1.4 论文的组织结构15-17
• 2 车辆检测技术与环形线圈车辆检测器的设计17-33
• 2.1 分类及优缺点分析17-19
• 2.2 环形线圈车辆检测器检测原理19-20
• 2.3 环形线圈车辆检测器的设计20-28
• 2.3.1 检测卡硬件结构及原理21-22
• 2.3.2 振荡电路和信号整形电路的设计22-23
• 2.3.3 灵敏度与拨码开关的设计23-24
• 2.3.4 LED指示灯的设计24
• 2.3.5 CAN通信电路的设计24-25
• 2.3.6 软件设计25-28
• 2.4 实验结果及分析28-32
• 2.5 本章小结32-33
• 3 GIS系统与地图匹配算法33-46
• 3.1 GPS卫星定位系统33-36
• 3.1.1 系统构成33-34
• 3.1.2 GPS定位原理及测量方法34-35
• 3.1.3 GPS系统特点及应用35-36
• 3.2 GIS系统及其应用36-38
• 3.2.1 GIS系统的组成36-37
• 3.2.2 GIS系统的功能37-38
• 3.2.3 GPS与GIS的综合应用38
• 3.3 地图匹配技术38-43
• 3.3.1 地图匹配的定义38-39
• 3.3.2 常用的地图匹配算法及分析39-43
• 3.4 综合GPS地图匹配算法的建立43-45
• 3.5 本章小结45-46
• 4 系统方案设计与功能实现46-62
• 4.1 系统总体结构组成46-47
• 4.2 车载终端设计方案47-52
• 4.2.1 车载终端硬件组成47
• 4.2.2 车载终端信息处理47-52
• 4.3 监控平台设计方案52-57
• 4.3.1 服务器通信流程52-53
• 4.3.2 监控平台与车载终端的通信53-54
• 4.3.3 监控平台软件设计54-57
• 4.4 系统功能实现57-61
• 4.4.1 地图功能57-59
• 4.4.2 电车位置实时显示功能59-60
• 4.4.3 行车轨迹回放功能60-61
• 4.4.4 GPS定位相关信息显示功能61
• 4.5 本章小结61-62
• 总结与展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 攻读学位期间的研究成果66

【参考文献】

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本文编号：341718