高速列車位置計算模型與算法.pdf

1、近幾年來，隨著高速鐵路列車運(yùn)營速度的不斷提高，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)對列車定位精度提出了更高的要求。高速鐵路列車采用應(yīng)答器與里程計相結(jié)合的方式進(jìn)行定位。每經(jīng)過一個應(yīng)答器，應(yīng)答器對列車位置進(jìn)行一次校正，定位誤差為0m，但列車在相鄰應(yīng)答器之間的定位誤差將隨著列車的不斷向前運(yùn)行而逐漸增大，直到經(jīng)過下一個應(yīng)答器，定位誤差校正為0m。工程中常常采用增加額外定位設(shè)備的方式來減小定位誤差，這無疑將增加投入成本和維護(hù)成本以及定位系統(tǒng)的復(fù)雜度。因此，本文將在現(xiàn)

2、有定位設(shè)備的基礎(chǔ)上，應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)算法來減小列車在相鄰應(yīng)答器之間的定位誤差，從而提高列車定位精度。本文從以下幾個方面對高速鐵路列車定位問題展開了研究:
　　首先，文章對車載設(shè)備與地面設(shè)備雙向通信的無線消息包進(jìn)行了分析，并提出列車位置信息只與列車在相鄰位置報告點(diǎn)處的速度及走行時間有關(guān)，同時建立了高速鐵路列車位置計算數(shù)學(xué)模型。該模型不受外界環(huán)境因素影響，與列車的牽引、制動特性無關(guān)。
　　其次，由于列車在運(yùn)行過程中的精確位置信息

3、是很難獲取的，本文對列車在相鄰應(yīng)答器之間精確位置進(jìn)行了合理的假設(shè)，即采用按距離分配誤差的方式獲得列車的精確位置信息。并以列車位置計算數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)建立了3種列車位置計算模型，分別是基于最小二乘法(LSM)、基于支持向量機(jī)(SVM)和基于最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)的列車位置計算模型。受環(huán)境和天氣以及運(yùn)營年限的影響，列車定位設(shè)備的精度和可靠性等各項性能參數(shù)將發(fā)生不同程度的變化，因此，有必要對列車位置計算模型的參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。本文針對

4、3種列車位置計算模型的特點(diǎn)提出了相對應(yīng)的在線學(xué)習(xí)策略，以提高模型適應(yīng)性。
　　最后，本文利用武廣（武漢-廣州）高速鐵路列車的實際運(yùn)行數(shù)據(jù)并借助MATLAB仿真平臺對所建立的列車位置計算模型進(jìn)行了訓(xùn)練和驗證。結(jié)果表明:1）與工程中常用的速度平均法相比，所建立的3種列車位置計算模型均能有效的減小定位誤差;2）與速度平均法相比，LSM模型的誤差百分比在訓(xùn)練和驗證中分別減少了45.9％和53.9％;3）與LSM模型相比，SVM模型的誤差百