基于LTE的車地傳輸與列車控制一體化方法的研究.pdf

1、目前，基于通信的列車運(yùn)行控制（Communication-based Train Control，CBTC）系統(tǒng)車地通信采用的無(wú)線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Networks，WLAN)技術(shù)存在易受干擾、運(yùn)行速度限制、無(wú)線覆蓋性能差等缺點(diǎn)。作為國(guó)際鐵路聯(lián)盟明確規(guī)定的下一代無(wú)線傳輸技術(shù)，長(zhǎng)期演進(jìn)(Long Term Evolution，LTE)能夠克服上述缺點(diǎn)并具有設(shè)備直通(Device to Device，D2D)等

2、關(guān)鍵技術(shù)，將LTE中的D2D技術(shù)與現(xiàn)有車地通信相融合是一個(gè)值得研究的內(nèi)容。此外，無(wú)線傳輸過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包傳輸延遲和丟失等傳輸差錯(cuò)會(huì)對(duì)CBTC列車控制性能造成影響，因此考慮無(wú)線通信與列車控制一體化設(shè)計(jì)的方法，對(duì)于提高CBTC整體性能，具有十分重要的意義。
　　基于上述考慮，本文主要研究了基于LTE的無(wú)線傳輸差錯(cuò)，考慮車車通信與車地通信相融合的傳輸方式設(shè)計(jì)，應(yīng)用認(rèn)知控制方法對(duì)基于LTE的CBTC進(jìn)行無(wú)線通信與列車控制一體化建模，最后

3、通過仿真驗(yàn)證了該一體化方法對(duì)CBTC控制效果的提升。
　　論文具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)研究了LTE在CBTC現(xiàn)有車地通信中的應(yīng)用。首先闡述了LTE的關(guān)鍵技術(shù)，基于LTE技術(shù)優(yōu)勢(shì)和LTE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)其應(yīng)用于軌道交通CBTC中進(jìn)行分析，期間引入車車通信，設(shè)計(jì)出車車通信與現(xiàn)有車地通信的信息融合傳輸方式。
　　2)研究了基于LTE的無(wú)線通信傳輸差錯(cuò)。首先分析了LTE下的CBTC車地傳輸時(shí)延和丟包，在此基礎(chǔ)上，計(jì)算出車車通信與

4、車地通信共存下的系統(tǒng)傳輸時(shí)延和丟包，分析了無(wú)線通信與列車控制間的關(guān)系。
　　3)研究了基于LTE的無(wú)線通信與列車控制一體化建模方法。首先引入認(rèn)知控制系統(tǒng)，然后應(yīng)用認(rèn)知控制方法對(duì)CBTC進(jìn)行無(wú)線通信與列車控制一體化建模，確定了CBTC信息溝和系統(tǒng)雙態(tài)模型，最后基于Q學(xué)習(xí)算法建立了引入車車通信的CBTC優(yōu)化控制決策模型，并給出優(yōu)化決策設(shè)計(jì)流程。
　　4)通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證了LTE用于CBTC車地通信的可行性，基于真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，仿真