现代有轨电车正线轨旁信号控制单元的研究与设计

发布时间：2017-09-21 20:30

  本文关键词：现代有轨电车正线轨旁信号控制单元的研究与设计

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【摘要】：随着我国城镇化进程的加快和汽车交通工具的越发普遍,带来了交通拥堵、环境污染、资源短缺等诸多问题。有轨电车作为融合轨道交通和公路交通两种特点的运输工具,以其经济环保、运量适中和乘坐舒适的新面貌积极运用在城市交通领域,成为解决环境、交通及城市问题的有效途径。现代有轨电车信号控制单元在整个有轨电车安全运行中起到核心作用,而平交路口作为城市交通中有轨电车与市政交通交汇的一个重要节点,对这一区域进行安全、可靠、高效的运行控制尤为关键。因此结合有轨电车运营特点和平交路口处的特殊需求,研究设计路口优先信号控制单元是急需探讨的问题。路口控制单元以有轨电车运行线路中平交路口信号控制为研究对象,对有轨电车分配以优先通行权利,来保证列车安全高效的优先通过路口区域。本文综合路口区段各种现实条件特点和影响因素,基于SAW RFID(声表面波射频识别)技术的检测模块采集车辆位置信息,以动态实时优先为控制策略,依靠逻辑控制器执行相应功能程序做出处理和判断,并输出优先配时指令,通过控制驱动电路使信号灯正常显示。在研究过程中,对平交路口处有轨电车实时检测,提出动态实时优先控制策略,设计了功能模块,进一步达到有轨电车安全优先通过的可靠控制。控制单元研究设计有以下几方面:(1)车辆信息检测模块;(2)平交路口的优先控制策略和具体配时方案;(3)点灯电路检测模块;(4)CAN总线通信模块;(5)相应各功能软件。车辆信息检测模块是基于SAW RFID技术设计的,充分利用该技术的优点,重点设计读写器的硬件,将模块布置在路口的接近和离去通知点,实现车辆接近和离去的通知及运行方向判定;文中以动态优先为控制逻辑思想,兼顾有轨电车特性和路口的功能需求,设计了接近通知点和防护灯位置,对不同当前路口情形采取插入相位、绿灯提前、红灯缩短等具体配时方法;信号灯状态检测主要通过对点灯电路电流、固态继电器和安全继电器的检测来实现;通信模块重点设计了硬件基础电路、通信协议及软件。基于本文的研究,将控制单元布置在路口的轨旁,节约了成本,提高了控制信息的实时性;信号灯状态检测电路充分利用信号灯本身的控制电路,使得检测组成简单、可靠;将SAW RFID技术应用在车辆检测中,在周期控制的基础上应用动态优先控制策略;这些为平交路口控制提供了一定理论和技术支持,为完善和改进当前路口控制单元存在的缺陷具有一定参考价值。
【关键词】：有轨电车 平交路口 优先控制 SAW RFID 点灯状态检测
【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
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 论文研究内容与结构10-12
• 1.3.1 主要研究内容10-11
• 1.3.2 本文结构11-12
• 2 路口信号控制单元设计12-20
• 2.1 目标及需求功能12-13
• 2.2 单元设计原则13-15
• 2.3 单元技术可行性15-16
• 2.4 控制单元结构设计16-19
• 2.4.1 硬件基础设计16-19
• 2.4.2 单元软件模块19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 路口信号控制单元的分级控制20-43
• 3.1 优先控制设计基础20-24
• 3.1.1 优先控制功能需求20
• 3.1.2 优先控制的基础20-23
• 3.1.3 路口优先策略23-24
• 3.2 路口优先控制方案研究24-34
• 3.2.1 路口设备配置24-28
• 3.2.2 配时方法28-34
• 3.3 基于SAW RFID技术的列车信息检测设计34-42
• 3.3.1 列车信息检测识别技术34-35
• 3.3.2 列车信息采集模块原理35-37
• 3.3.3 列车信息采集模块设计37-41
• 3.3.4 列车信息采集模块通信41-42
• 3.4 本章小结42-43
• 4 控制单元功能模块软硬件设计43-56
• 4.1 控制单元逻辑控制功能43-45
• 4.2 控制单元的通信链路层45-50
• 4.2.1 通信硬件基础45-48
• 4.2.2 CAN总线通信协议及软件48-50
• 4.3 点灯电路检测50-55
• 4.3.1 信号点灯检测电路设计50-53
• 4.3.2 点灯电路状态检测软件53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 5 单元测试与分析56-63
• 5.1 测试运行环境56-58
• 5.2 通信测试与分析58-59
• 5.3 校验测试与分析59-60
• 5.4 列车信息检测模块测试分析60
• 5.5 单元联调60-62
• 5.6 本章小结62-63
• 结论63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-67
• 攻读学位期间的研究成果67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：896704