列控系統(tǒng)數(shù)字軌道地圖生成算法研究.pdf

1、將GNSS(GlobalNavigationSatellitesSystem)與GIS(GeographicInformationSystem)相結(jié)合引入列車運(yùn)行控制系統(tǒng),可以提高列車定位精度、減少地面設(shè)備、降低鐵路建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本,已成為列控系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。數(shù)字軌道地圖是地理信息系統(tǒng)在軌道交通方面的一個(gè)重要應(yīng)用,作為一個(gè)穩(wěn)定有效的信息載體,建設(shè)成本低,在提高列車定位精度和輔助列車運(yùn)行控制方面有著基礎(chǔ)性的作用。為了實(shí)現(xiàn)高精度的列車

2、定位和列車精確控制,必須研究出合理有效的數(shù)字軌道地圖生成方案。
　　 本文在分析鐵路路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和線路線形特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,以實(shí)際站場(chǎng)和線路數(shù)據(jù)為例,系統(tǒng)地研究了列控系統(tǒng)數(shù)字軌道地圖數(shù)據(jù)模型的建立、軌道數(shù)據(jù)的生成、軌道地圖的可視化以及軌道地圖的驗(yàn)證。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 建立了應(yīng)用于列控系統(tǒng)的數(shù)字軌道地圖數(shù)據(jù)模型。根據(jù)基于GNSS的列控系統(tǒng)對(duì)數(shù)字軌道地圖的功能需求,按鐵路路網(wǎng)的特點(diǎn)構(gòu)建了軌道地圖數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu),提出了軌道

3、地圖總體生成流程,按流程分別設(shè)計(jì)了線路數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),并設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)匹配算法實(shí)現(xiàn)了二者之間的關(guān)聯(lián)。
　　 分別從軌道地圖數(shù)據(jù)的篩選、軌道線形參數(shù)的獲取、兩種軌道模型之間的轉(zhuǎn)換三個(gè)方面研究了軌道地圖數(shù)據(jù)的生成。提出了基于線路形態(tài)判別的數(shù)據(jù)點(diǎn)篩選算法,實(shí)現(xiàn)了線路的自動(dòng)分段,在此基礎(chǔ)上利用最小二乘法圓曲線、直線以及三次多項(xiàng)式進(jìn)行線路分段擬合,擬合誤差校驗(yàn)結(jié)果證明了算法的有效性,同時(shí)將二維地理模型轉(zhuǎn)換到一維拓?fù)淠Ｐ?實(shí)現(xiàn)了二者之間的對(duì)應(yīng)。<

4、br>　　 提出了軌道地圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方案并完成了數(shù)字軌道地圖的可視化顯示與驗(yàn)證。在數(shù)據(jù)模型建立和數(shù)據(jù)生成的基礎(chǔ)上,提出使用XML(eXtensibleMarkupLanguage)作為軌道地圖數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式,并結(jié)合軌道地圖數(shù)據(jù),在VisualStudio環(huán)境下利用C＃和MapX控件完成GIS地圖的顯示與操作功能。同時(shí)利用相關(guān)軌道地圖數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了拓?fù)涫疽鈭D的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示,驗(yàn)證了數(shù)據(jù)的有效性,并借鑒圖的遍歷算法設(shè)計(jì)軌道地圖連通性驗(yàn)證算