基于GNSS和4G的CTCS-3级车地通信系统研究

发布时间：2023-04-21 02:33

　　北斗/GPS双模组合定位是利用已有的GPS和我国北斗卫星进行多系统组合定位,北斗/GPS双模组合定位不仅增加了抗风险能力和稳定性,而且减小了单独依靠外国定位系统的风险。CTCS-3级列控系统是时速300km/h及以上客运专线的运行控制设备。已有高速轨道车辆内部控制网络大多采用现场总线网络技术,并且通过GSM-R网络实现地面与列车间的信息传输。因为前两者的带宽与技术均受限,而以太网技术和4G无线通信网络的发展异常迅速,故未来发展的大方向必定是把以太网用于列车控制,4G网络用于车地信息传输。1、本课题,即基于GNSS和4G的CTCS3级车地通信系统,根据我国铁路列控系统车载设备的功能,对各车载设备的功能进行分析研究,在目前动车组的总线技术的基础上,利用以太网速度更快、实时性更好以及UDP协议传输效率高的优点进行设计。相比传统用于列车车地通信的GSM-R网络,4G网络在铁路列车上的应用,能够提高数据无线接入、发送、接收的速度、满足铁路运行管理以保证数据实时传输。2、硬件部分通过北斗/GPS双模高精度定位和4G无线通信实现高速列车经纬度、实时速度数据的采集和传输,最终实现高速列车的车载设备与地...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 课题研究的目的和意义
        1.2.1 课题研究的目标
        1.2.2 课题研究的意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 国外研究现状
        1.3.2 国内研究现状
    1.4 研究内容和章节安排
    本章小结
第二章 CTCS-3级车地通信系统相关理论
    2.1 导航系统简介
        2.1.1 北斗卫星导航系统概述
        2.1.2 北斗卫星导航系统构成
        2.1.3 北斗卫星导航系统优点
        2.1.4 GPS导航系统概述
    2.2 北斗/GPS双模系统的列车定位
    2.3 4G通信理论
        2.3.1 4G通信概述
        2.3.2 4G通信技术的特点
    2.4 通信网络的选择
        2.4.1 MVB总线
        2.4.2 CAN总线
        2.4.3 以太网
    本章小结
第三章 系统总体设计
    3.1 引言
    3.2 系统总体结构
    3.3 车地通信系统架构
    3.4 车地通信过程分析
    3.5 系统各部分功能介绍
        3.5.1 车载无线传输子系统
        3.5.2 地面子系统
        3.5.3 数据传输子系统
    3.6 车地通信系统的工作原理及构成
        3.6.1 系统工作原理
        3.6.2 系统构成
    本章小结
第四章 车地通信系统下位机设计
    4.1 列车终端硬件电路设计
        4.1.1 硬件平台总体设计方案
        4.1.2 北斗卫星接收机模块
        4.1.3 核心模板设计
        4.1.4 控制模块的资源设计
        4.1.5 核心模板特点
        4.1.6 4G模块
        4.1.7 4G DTU的参数配置
    4.2 列车终端程序设计
        4.2.1 下位机开发环境
        4.2.2 定位数据的接收与处理
        4.2.3 通信程序设计
    本章小结
第五章 车地通信系统上位机设计
    5.1 列车跑行数据查询
        5.1.1 通讯网络选择
        5.1.2 通信协议的选择
        5.1.3 UI界面的设计
        5.1.4 软件设计与实现
    5.2 列车固有数据查询
    本章小结
第六章 系统测试分析
    6.1 列车跑行数据测试
        6.1.1 车载计算机跑行数据包查询的测试界面
        6.1.2 MVB总线接收跑行数据
    6.2 北斗位置速度数据接收性能测试
    6.3 列车固有数据查询性能测试
    本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A



本文编号：3795657