一種列車定位的地圖匹配算法研究.pdf

1、低成本列車運(yùn)行控制系統(tǒng)不僅可以減少軌旁設(shè)備，而且可以降低運(yùn)營(yíng)成本以及維護(hù)費(fèi)用?；贕PS的列車可靠定位是實(shí)現(xiàn)低成本列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。而GPS直接定位存在定位誤差大，定位數(shù)據(jù)漂移的情況，為此，為了提高列車定位的精度，常利用地圖匹配技術(shù)來(lái)改進(jìn)定位精度。已有的地圖匹配算法研究多集中于公路交通系統(tǒng)的應(yīng)用，研究充分利用鐵路特有的軌道電子地圖信息來(lái)改善列車的定位精度并使之滿足匹配的實(shí)時(shí)性具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 可靠、準(zhǔn)確的電子地圖是提高

2、列車定位精度的基礎(chǔ)，本文首先針對(duì)鐵路軌道的“規(guī)則化”二維模型，采用曲線分段建模的方式對(duì)不同軌道區(qū)段的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。其次，在數(shù)據(jù)預(yù)處理部分，當(dāng)列車處于靜止(或速度值低于某個(gè)閾值)狀態(tài)下時(shí)對(duì)GPS接收機(jī)輸出的冗余定位信息值進(jìn)行了處理；對(duì)列車行駛過(guò)程中較低輸出頻率的定位點(diǎn)信息利用插值法來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充。在地圖匹配算法部分，為了滿足線匹配的實(shí)時(shí)性，設(shè)計(jì)了移動(dòng)距離窗(依據(jù)實(shí)際需求設(shè)定每次需匹配的路徑長(zhǎng)度)的匹配方法，通過(guò)在鐵路系統(tǒng)中普遍采用的點(diǎn)匹配

3、法基礎(chǔ)上建立誤差補(bǔ)償來(lái)獲得更高的定位精度；對(duì)列車運(yùn)行于有岔區(qū)段的情況，提出了既滿足匹配實(shí)時(shí)性又能準(zhǔn)確判別列車行進(jìn)路徑的基于面積--距離的匹配方法，并通過(guò)對(duì)有岔區(qū)段的數(shù)據(jù)訓(xùn)練尋求最優(yōu)分類面，然后采用模式分類的方法進(jìn)行有岔區(qū)段列車行進(jìn)路徑的判別。 最后利用三家店站場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)對(duì)算法涉及的各個(gè)部分分別進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文提出的地圖匹配算法可提高匹配精度，解決線匹配的實(shí)時(shí)性，改進(jìn)了列車在有岔區(qū)段路徑匹配的準(zhǔn)確性，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求