多传感器融合算法

列车定位测速单元的设计学生：穆文娜指导老师：周达天目录1234背景和意义研究内容系统平台总结展望1.背景和意义列车运行控制系统的革新一直不断在进行。列车测速定位单元作为列控系统的核心部分，由于列车处于动态过程中，只有了解到所有列车的位置、速度等信息，才能控制列车的行进、停车、加速和缓行等，从而有效控制列车，保障列车的安全性和运行效率，对列控系统的发展和革新有着不可估量的影响。1.背景和意义高速铁路已在发达国家取得了很大发展，所采用的列车定位技术是多种多样的。如法国ASTREE系统采用多普勒雷达进行测速定位；北美ARES、PTC、PTS系统采用GPS（全球定位系统）进行定位；欧洲ETCS、日本CARAT系统采用查询/应答器和速度传感器进行定位；德国LZB系统采用轨间电缆进行列车定位；美国AATC系统采用无线测距进行定位。在这个各种传感器以及通讯手段日趋完善的时代,列车定位技术也得到了长足的发展。目录1234背景和意义研究内容系统平台总结展望2.1传感器类型电机测速脉冲传感器测速雷达测速卫星定位测速惯性导航系统应答器交叉感应电缆定位2.2多传感器融合算法目前，国内仍采用速度传感器来提供速度信息，对于列车的占用检查采用轨道电路或计轴器来完成。青藏线，因为其恶劣的环境，将会采用GPS、查询应答器、速度传感器、记轴器等，并通过GSM-R为列车运行控制系统提供速度、位置和区间占用的信息。所以，随着高速铁路的发展，单一传感器将不能满足定位和测速的要求，而能够提供精确定位信息和速度信息的多传感器定位技术将会应用于高速铁路的列车运行控制系统，为高速铁路的运行和防护提供了有力的技术保证。2.2多传感器融合算法在利用多传感器组合的基础上，应用适当的融合算法才能发挥出多传感器融合技术的优势，这是提高定位和测速精确性的关键。针对具体情况，有加权平均法、贝叶斯估计法、卡尔曼(Kalman)滤波法、统计决策理论法、Dempster—Shafer证据推理法、模糊逻辑推理法和人工神经网络方法等。目录1234背景和意义研究内容系统平台总结展望3.1系统的总体设计3.2单一传感器的处理过程3.3多传感器处理过程3.3多传感器处理过程3.3多传感器处理过程3.3多传感器处理过程3.3多传感器处理过程3.3多传感器处理过程3.3多传感器处理过程目录1234背景和意义研究内容系统平台总结展望4.1总结本文讨论了列车测速定位功能以及实现。速度和位置信息是描述列车运动状态的重要信息。为防止列车超速并且与前行列车保持安全距离，必须准确可靠地获取列车的速度和位置信息。列车定位测速的功能是列控系统发挥作用的基础，一个准确可靠的定位测速单元的实现对列控功能的实现有重要的意义。本文讨论了多种传感器以及多传感器融合的算法，传感器有电机、脉冲转速传感器、雷达、GPS、惯性导航单元、查询应答器等多种传感器以及其定位测速的工作原理。并且使用流程图等详细说明了工作原理和基本思路。4.2展望随着列车的提速，列车运行控制系统对安全和高效的要求越来越高。因此精确的定位测速也非常有必要。不同的传感器精度不同，将其取长补短，可以取得更加可靠和准确的信息。同时因为多传感器工作，因此冗余量大,可以不担心因为单一传感器失常而造成严重的事故等后果。但是现在的传感器，有的普及程度不够，还有的造价比较高。合理选择合适的传感器并且能够合理的产生冗余不造成电力物资人力的浪费是很有必要的。希望将来的研究更加侧重于如何合理综合地使用多传感器，以便有更加准确合理的结果的同时不造成不必要的浪费。在技术迅猛发展的今天，相信列车的速度、安全、效率都会有大幅度的提升，为未来的社会交通事业作出巨大的贡献。谢谢！