有軌電車信號系統(tǒng)車地通信的研究.pdf

1、現(xiàn)代有軌電車具有安全舒適、綠色環(huán)保，載客量大，速度快等多種優(yōu)點，因此在交通擁堵、環(huán)境惡化等現(xiàn)象越來越嚴重的情況下，使得有軌電車在城市軌道交通中越來越受到的青睞。
　　有軌電車車地通信主要分為列車與列車自動監(jiān)控中心(Automatic Train Supervision，簡寫ATS)的通信、列車和軌旁控制器(Wayside Control Unit，簡寫WCU)的通信兩種。列車與ATS通信主要實現(xiàn)列車向ATS提供列車運行狀態(tài)、列車位

2、置等信息并且能夠獲取到ATS發(fā)出的例如運行計劃、列車行駛控制等命令。列車與WCU通信的主要目的是從WCU獲取到前方進路道岔的占用及狀態(tài)。
　　在有軌電車信號系統(tǒng)中，實現(xiàn)車地之間高效可靠的通信工作可保證列車安全、快速、有序的運行，目前實現(xiàn)車載設備與地面設備之間信息傳輸?shù)闹饕夹g(shù)有環(huán)線技術(shù)、GSM-R技術(shù)、WLAN技術(shù)等等，雖然這些技術(shù)均可實現(xiàn)設備之間的信息傳輸，但是都存在很多的缺陷，如成本高，布線困難等等，因此本文將選用其他通信方式

3、來實現(xiàn)有軌電車車地之間的通信。
　　無線傳感網(wǎng)絡是近年來出現(xiàn)的一種新型的網(wǎng)絡技術(shù)，其應用越來越廣泛。該網(wǎng)絡由協(xié)調(diào)、終端和路由三種節(jié)點構(gòu)成，能夠自主的完成遠程數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸?shù)裙δ?，目前已?jīng)成功的應用在鐵路、家居、煤礦等多種領域。ZigBee是一種高可靠的無線通信協(xié)議，其滿足無線傳感網(wǎng)絡的低功耗、低速率、低成本等要求，已經(jīng)成功的應用在通信領域中。
　　在本文所設計的車地通信網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中，將列車經(jīng)過的道路兩旁的站牌等站點

4、設定為路由節(jié)點，列車自動監(jiān)控中心通信模塊作為協(xié)調(diào)節(jié)點，有軌電車和軌旁控制器作為終端節(jié)點。這些節(jié)點按照Zigbee協(xié)議進行通信，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)列車與ATS、列車與WCU狀態(tài)和命令交互，而且還能夠避免其他軌道交通通信系統(tǒng)線纜及大規(guī)?；üこ?，既節(jié)省了城市道路的占用，也符合城市軌道交通的特點和綠色環(huán)保的理念。
　　本文對車載通信模塊、列車自動監(jiān)控系統(tǒng)通信模塊以及軌旁控制器通信模塊進行了總體設計。文中介紹了當前有軌電車技術(shù)的發(fā)展概況，分析了

5、當前應用的有軌電車車地通信技術(shù)的不足，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡的優(yōu)點和車地通信系統(tǒng)的特點，提出了一種基于ZigBee協(xié)議的車地無線通信模塊。
　　車地通信模塊傳輸協(xié)議采用ZigBee協(xié)議來實現(xiàn)列車與ATS、列車與WCU的通信功能。為了實現(xiàn)遠距離通信，還設計了能放在道路旁或車站內(nèi)完成信息轉(zhuǎn)發(fā)功能的路由節(jié)點。文中除了對通信節(jié)點各個子模塊的硬件電路進行了詳細設計和介紹之外，還實現(xiàn)了軟件部分的設計。
　　為了降低傳輸過程中出現(xiàn)重復幀、錯誤幀