列车定位技术
试论列车定位技术在城市轨道交通中的应用
试论列车定位技术在城市轨道交通中的应用【摘要】本文探讨了列车定位技术在城市轨道交通中的应用。
在首先介绍了城市轨道交通的现状，指出了列车定位技术的重要性，并明确了本文的研究目的。
在我们对列车定位技术进行了概述，包括基于卫星定位和地面信号的技术。
具体探讨了列车定位技术在城市轨道交通中的应用，以及其优势和局限性。
在我们分析了列车定位技术的发展趋势，探讨了其在城市轨道交通中的潜力，并总结了全文研究的收获。
本文旨在揭示列车定位技术在城市轨道交通中的重要性，并展望其未来的发展前景，为城市交通运输系统的升级和完善提供参考。
【关键词】城市轨道交通、列车定位技术、卫星定位、地面信号、应用、优势、局限性、发展趋势、潜力1. 引言1.1 城市轨道交通现状城市轨道交通是城市中重要的交通方式之一，随着城市化进程的加快和人口规模的不断增长，城市轨道交通在解决城市交通拥堵、减少交通事故、改善环境污染等方面扮演着重要的角色。
目前，许多大中城市都建设了地铁、轻轨等城市轨道交通系统，为市民提供了便捷、快捷、安全的出行方式。
城市轨道交通系统也面临着诸多挑战。
由于城市规划、人口密集度、交通流量等因素的影响，城市轨道交通系统容易出现晚点、拥挤、安全隐患等问题，给乘客出行带来不便。
为了解决城市轨道交通系统存在的问题，提高列车的运行效率和安全性，列车定位技术应运而生。
通过准确、实时地获取列车的位置信息，可以帮助城市轨道交通系统提高运行效率，减少事故发生的概率，提升乘客出行体验。
在本文中，我们将探讨列车定位技术在城市轨道交通中的应用及其优势和局限性。
1.2 列车定位技术的重要性列车定位技术在城市轨道交通中具有重要性，主要表现在以下几个方面：列车定位技术可以提高城市轨道交通系统的运行效率和安全性。
通过实时监测列车位置和运行状态，可以及时发现和处理列车运行中出现的问题，避免交通事故的发生，保障乘客的安全。
列车定位技术可以提升城市轨道交通系统的服务质量。
基于多传感器信息融合的列车组合定位
基于多传感器信息融合的列车组合定位
随着铁路交通的不断发展，列车组合定位技术在铁路运输中起着重要作用。
列车组合定位是指通过多种传感器信息融合来确定列车在铁路轨道上的位置和方向，以实现列车运行安全和准确导航的技术。
本文将介绍基于多传感器信息融合的列车组合定位技术的原理和方法。
列车组合定位技术需要使用多种传感器来获取列车位置和方向的信息。
常用的传感器有全球定位系统（GPS）、惯性导航系统（INS）、一致速度模型（CV）等。
这些传感器可以在列车上装配，并通过相互协作获取列车的位置和方向信息。
列车组合定位技术需要将多种传感器信息进行融合处理。
这是因为单一传感器可能存在精度和可靠性的限制，通过将多个传感器的信息互相协作，可以提高定位的准确性和可靠性。
融合处理的方法可以采用信息融合算法，如卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法等。
通过将不同传感器的测量结果进行集成和优化，可以提高列车组合定位的性能。
对于列车组合定位技术来说，传感器数据的预处理和校准也是非常重要的。
预处理主要指对传感器数据进行滤波和去噪处理，以提取有效的信息。
校准则是指对传感器数据进行准确校正，消除传感器之间的误差。
只有在数据预处理和校准的基础上，才能有效地进行传感器信息的融合。
在实际应用中，列车组合定位技术还需要考虑其他因素，如轨道地图的更新、环境变化的影响等。
轨道地图的更新是指及时更新轨道信息，以保证列车组合定位的准确性。
环境变化的影响可以通过传感器信息融合的方法进行动态校正，以适应不同环境下的列车运行。
基于卫星导航系统的列车定位技术现状与发展
基于卫星导航系统的列车定位技术现状与发展随着科技的不断进步和应用，卫星导航系统已经成为列车定位技术的重要组成部分。
卫星导航系统是通过一组卫星来确定地面或空中接收设备的位置，并且提供精确的时间标准。
这一技术在铁路行业中的应用，可以提高列车的准确性和安全性，减少事故发生的可能性，同时也提升了列车的运行效率和准点率。
本文将探讨基于卫星导航系统的列车定位技术的现状与发展趋势。
目前，列车定位技术主要采用全球卫星定位系统（GNSS），例如美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo和中国的北斗系统。
这些系统能够提供高精度的位置信息，可以帮助列车进行精确定位和导航。
而在铁路行业中，列车定位技术的应用不仅限于监控列车的位置，还可以用于实时监控列车的速度、方向、高度等参数，以及提供列车运行状态的实时信息。
在列车定位技术领域，目前已经存在一些成熟的产品和解决方案。
国际知名的列车定位系统供应商Trimble Transportation提供了针对铁路行业的GNSS列车定位解决方案，其产品具有高精度、高可靠性和高安全性的特点。
国内的一些企业也研发了列车定位技术产品，比如北斗定位终端和北斗列车监控系统，可以实现对列车的持续定位、追踪和监控。
除了卫星导航系统外，还有一些其他辅助定位技术被应用于列车运行中。
惯性导航系统（INS）可以通过测量列车的加速度和角速度来预测列车的位置，从而提高列车定位的精确度。
雷达和激光测距系统也可以用来补充卫星导航系统的定位信息，以实现更高精度的列车定位。
基于卫星导航系统的列车定位技术已经在铁路行业中得到了广泛的应用，相关产品和解决方案也已经比较成熟，可以满足列车定位的要求。
不过，这一领域仍然存在一些问题和挑战，需要不断的技术创新和进步。
随着铁路行业的发展和现代化要求的不断提升，基于卫星导航系统的列车定位技术也将面临一些新的发展趋势和挑战。
具体来说，未来基于卫星导航系统的列车定位技术可能会朝着以下方向发展：1. 高精度定位技术。
列车定位及精确停车技术探讨
列车定位及精确停车技术探讨摘要：如何动态、精确地检测城市轨道交通列车的位置和速度，是列车控制系统的核心和关键，本文首先对城市轨道交通常见的列车定位技术和其原理进行介绍，并对各项定位技术的优劣进行分析比较。
同时，结合实际，以宁波轨道交通采用的信号系统的列车定位技术为例，深入研究和探讨列车定位对信号系统以及城市轨道交通运营的影响，推动列车定位和精确停车技术的研究。
关键词：信号定位精确停车Abstract：How to dynamically and accurately detect the location of the train and speed，is the core and key of ATC.This paper first introduces the urban rail transitlocation technology and principle，then analyze and compare the advantages and disadvantages of each location technology.At the same time，combining with the actual to the SIGlocation technology adopted by NBRT as an example，in-depth research and discussion SIG location technology and the influence tourban rail transit，to promote the location technology and precise parking technology research.KeyWords：SIG、location technology、precise parking引言信号系统作为城市轨道交通的重要组成系统之一，主要用于指挥和控制列车运行，其所包含的各项技术，对行车安全和高效率运营起着极为重要的作用。
第八讲测速和定位技术(一、二)
②查询应答器或轨道环线 采用轨道电路载频变化对测距进行各种修正 和校准存在一些问题。首先在整条线路上不可能 完全做到载频交叉，这样就可能在分区变化时得 不到定位校正；其次车载设备接收绝缘节信息的 延迟较长，造成校正信息的提供不及时，甚至造 成多绝缘节或少绝缘节的差错情况，使测距系统 混乱。因此在列车运行自动控制系统测距定位中 采用查询应答器或轨道环线的方法解决测距的校 正和准确定位 。
②滑行校正 若现在的列车速度和 1s 前的列车速度的差值 （减速度）过大，如图 5-21 所示，图中速度曲线的 尖峰部分，超过了滑行判定加速度，列控车载设备认 为出现了滑行，并对列车速度进行校正。 校正方法：把滑行校正减速度默认为当前减速度， 得出校正速度 v ，当来自速度传感器的检测速度值高 于校正速度 v ，校正结束。
（1）测速电机方式 测速电机包括一个齿轮和两组带有永久磁铁 的线圈。齿轮固定在机车轮轴上，随车轮转动。
线圈固定在轴箱上。轮轴转动，带动齿轮切割磁
力线，在线圈上产生感应电动势，其频率与列车 速度（齿轮的转速）成正比。这样列车的速度信 息就包含在感应电动势的频率特征里。经过频率 -电压变化后，把列车实际运行的速度变换为电
为了使地面控制中心和列车本身获知列车当前位置和
向顾客提供信息，必须精确地确定列车的位置。因此，对 任何性能良好的列车定位与导航系统来说，精确、可靠的
测距定位是必要的先决条件。
定位是指确定地球表面上车辆的坐标。 位置是指车辆相对于路标或其他地面特征 （如道路）的方位。 通常采用三种定位技术：独立定位技术、
单独的相对传感器不能提供相对于参考坐标
系的绝对方向和位置。相反，绝对传感器可提供
相对于大地的车辆位置信息。
提供绝对位置信息的最常用技术是 GPS 定
城市轨道交通列车运行控制系统中的列车区间定位技术研究
城市轨道交通列车运行控制系统中的列车区间定位技术研究随着城市人口的不断增长和交通需求的增加，城市轨道交通作为一种快速、便捷、环保的交通方式，受到了越来越多人的青睐。
在城市轨道交通系统中，列车区间定位技术起着至关重要的作用。
本文将就城市轨道交通列车区间定位技术的研究进行探讨，并介绍其在运行控制系统中的应用。
首先，我们需要明确列车区间定位技术的定义。
列车区间定位技术是指利用各种传感器和装置，通过收集和分析列车位置信息，以确定列车在轨道上的精确位置和运行状态的技术。
具体而言，它包括列车位置测量、列车速度测量和列车加速度测量等方面。
在城市轨道交通列车区间定位技术的研究中，GPS（全球定位系统）和惯性导航系统是常见的定位方法。
GPS是一种利用卫星信号测量接收器与卫星之间的距离，并基于三角测量原理进行计算的定位技术。
惯性导航系统则是利用加速计和陀螺仪等传感器测量列车的加速度和角速度，通过积分计算出列车的位置和速度。
这两种定位方法可以互为补充，提高定位的准确性和可靠性。
在城市轨道交通系统中，列车的位置和运行状态的准确性对系统的安全和运行效率至关重要。
准确的列车位置信息可以帮助运行控制系统实时监测列车的运行状况，及时调度和控制列车的运行。
此外，准确的列车位置信息还可以提供给乘客，帮助他们了解列车的到站时间和出行信息，提高乘客的出行体验。
为了提高列车区间定位技术的准确性和可靠性，研究人员不断探索和创新。
一种常见的方法是利用多传感器融合技术，将GPS和惯性导航系统的定位结果进行融合，以提高定位的准确性和鲁棒性。
另外，随着技术的不断发展，一些新的定位技术也逐渐被引入到城市轨道交通系统中，例如无线局域网（WLAN）定位技术和超宽带（UWB）定位技术等。
这些新的定位技术具有定位精度高、可靠性强、能耗低等优势，可以有效地提高列车区间定位的水平。
除了新的定位技术，还有一些其他的因素也会对列车区间定位技术的准确性产生影响。
例如，轨道的几何形态和轨道的电气特性都会对定位结果产生影响。
列车定位技术
列车定位技术通信工程07-1班王帆学号：0702040116列车定位技术列车定位的意义实时、精确地确定列车在线路中的位置是保证安全、发挥效率、提供最佳服务的前提。
在轨道交通行车安全和指挥系统中，列车定位是一项关键性的技术。
准确、及时地获取列车位置信息，是列车安全、有效运行的保障。
1 城市轨道交通定位技术的基本功能和作用1）列车定位系统的基本功能：能够在任何时刻、任何地方按要求确定列车的位置，包括列车行车安全的相关间隔、速度；对轨旁设备和车载设备等资源进行分配和故障诊断；在局部出现故障时，能够在满足一定精度要求的前提下，降级运行。
列车定位方式按照空间可用性分为离散方式、连续方式和接近连续方式。
按照产生定位信息的不同部分分为完全基于轨旁设备的方式、完全基于车载设备的方式和基于轨旁设备和车载设备的方式。
2）列车定位技术在现代轨道交通行车安全和指挥系统中的作用主要体现在以下几个方面：1为列车自动防护(ATP)子系统提供准确位置信息。
作为列车在车站停车后打开车门以及站内屏蔽门的依据。
2为列车自动运行(ATO)子系统提供列车精确位置信息，作为列车计算速度曲线，实施速度自动控制的主要参数。
3为列车自动监控(ATS)子系统提供列车位置信息，作为显示列车运行状态的基础信息。
国内外轨道交通主要的列车定位技术一：轨道电路定位轨道电路是以铁路线路的两根钢轨作为导体, 并用引接线连接信号发送、接收设备所构成的电气回路。
轨道电路有机械绝缘和电气绝缘两种类型。
采用机械绝缘的轨道电路, 需切断钢轨, 安装轨道绝缘节, 这对使用长钢轨线路妨碍很大, 不仅需经常维修, 还降低了安全性。
而采用电气绝缘, 则无需切断钢轨, 目前城市轨道交通系统中, 普遍采用“S 棒”进行电气隔离的数字音频轨道电路。
音频无绝缘轨道电路：音频无绝缘轨道电路采用自然衰耗、短路线法等电气方法实现轨道区段的分割。
目前广为采用的是S型连接音频轨道电路。
S型音频轨道电路确保相邻轨道区段的信号互不干扰，同时平衡两条钢轨的牵引回流。
城市轨道交通的列车定位技术
２ 车 载定 位技 术 的应用
对于城市轨道交通 系统进行列车定位需要 重点借助于相 应 定位技 术手段 进行有效 处理 ， 其 中车载列 车定位技术 可 以 说 是 比较 重要 的一 类技术 手段 ， 其能够 针对列 车进行有 效定 位装置 的安装 和处 理 ， 促使其 能够实 现较为理 想 的实施 定位 处 理 。在 当前实 际应用过 程 中， 这种 车载定位设 备 的运 用得 到了较为理 想 的普 及运用 ， 也 在很多方 面发挥 出了较为 理想 的作 用效 果 ， 并且 不仅仅适用于城市轨 道列 车 ， 在其 它很多车 辆行驶 中也能够得到较好运 用。相对于其它车辆 中车载定位 技术 的应用来 看 ， 在城 市轨道列 车的具体应 用 中存 在着一些 不 同的方式 和运用机制 ， 其主要运 用安全 型编码里 程计进行 操作 ， 促使其能够较好借 助于光电传感器进行合理处 理 ， 最终 也就能够保 障相应 城市轨道交通运行 中列 车的具体位置 能够 得到较好明确 。 这种车载列车定位 技术的运用主要就是借 助于相应光 电 传感器来 产生相 应脉 冲序列 ， 而这 一脉冲序列 的呈 现又和列 车的运行 速度存 在着较 为密切 的联 系 ， 正是 因为其能够 直接 反映 出列车 的速度 ， 进 而也 就能够确定其距离位置 ， 达到定位 效果 。车载定位技术 的运用主要就是结合列 车的车轮运动进 行 编码处理 ， 进而也就能够在列 车车轮运行一周后 ， 得到相应 的速度 以及距离数 值 。从 实际应用 中来看 ， 这 种车载定 位技 术 的运用 能够实 现较为理 想的实 时定位处 理 ， 有助 于及 时 了 解 相应列 车的运行 状况 ， 对 于列车运行 过程 中可能存在 的一 些运行故 障问题也 能够具 备理想 的及时发 现效果 ， 值得 引起 高度重视 。 当然 ， 在 具体 的应用处理 过程 中 ， 为 了较好 控制其 精度 ， 还需要针对 相应列车运行过程 中可能存在 的打滑或者是 空转 问题 进行有效 关注 ， 避免 这些 问题 的存 在对于最终 定位效 果 产生干扰 ， 需要在具体 测量监测 中进行重点把关 ， 避免较 多误 差 问题 的 出 现 。
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自然衰耗式，利用轨道电路的自然衰耗和不同的 信号特征（频率、相位等），实现轨道电路的互相隔 离，在接收端直接接收或通过电流传感器接收。钢轨 中的电流可沿正反两个方向自由传输，基本上靠轨道 的自然衰耗作用来衰减信号。道口信号所用的道口控 制器就采用这种方式的无绝缘轨道电路。
强制衰耗式是在自然衰耗式的基础上，吸收电气隔 离式的长处（谐振回路的强制性衰耗）而形成的。它 采用电压发送、电流接收的方式，接收端由电流传感 器接收信号。
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5、按使用处所分类
分为区间轨道电路和站内轨道电路 区间轨道电路主要用于自动闭塞区段，不仅要监督各 闭塞分区是否空闲，而且要传输有关行车信息。 站内轨道电路用于站内各区段，一般只有监督本区段 是否空闲的功能，不能发送其他信息。为了使机车信号 在站内能连续显示，要对站内轨道电路实现电码化，即 在列车占用本区段或占用前一区段时用切换方式或叠加 方式转为能发码的轨道电路。
含 三组道岔，则以两端的道岔编号连缀来命名，如11－
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三、轨道电路的分类 1.按动作电源分类
分为直流轨道电路 （已经淘汰）和交流轨道电路 （低频300HZ以下，音频300——3000HZ，高频 10—— 40KHZ）。
习惯上交流轨道电路就是指工频50Hz电源的交流 连续式轨道电路（480型轨道电路），电源频率为 25Hz和75Hz的轨道电路，也属于交流轨道电路的范 畴，要在名称上注明电源的频率。
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2、按工作方式分类 闭路式轨道电路和开路式轨道电路；
闭路式和开路式轨道电路
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3、按所传送的电流特性分类
可分为连续式、脉冲式、计数电码和频率电码式以及 数字编码式。 连续式轨道电路中传送连续的交流或直流电流。这种 轨道电路的惟一功能是监督轨道的占用与否，不能传送 更多信息。 脉冲式轨道电路（极性频率制、交流计数电码制，不 对称脉冲制和应答式脉冲制） 计数电码轨道电路传送的是断续的电流，即由不同长 度脉冲和间隔组合成电码。电码由发码器产生，同时只 能发一种电码。传到受电端，由译码电路译出，使轨道 继电器动作。
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7、按适用区段
分为非电气化区段轨道电路和电气化区段轨道电路。 非电气化区段轨道电路，没有抗电化干扰的特殊要 求，一般的轨道电路指非电气化区段轨道电路。 电气化区段轨道电路，既要抗电化干扰，又要保证牵 引回流的畅通无阻。因钢轨中已流有50Hz的牵引电流， 轨道电路就不能采用50Hz，而必须采用50Hz 以外的频率 。对于有绝缘的轨道电路，必须安装扼流变压器，使牵 引回流能顺利越过绝缘节，我国目前站内多采用25Hz 相 敏轨道电路，区间多采用无绝缘或有绝缘移频轨道电路
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4、按轨道电路的分割方式分
有绝缘轨道电路、无绝缘轨道电路（电气隔离式、自 然衰耗式、强制衰耗式）
有绝缘轨道电路用钢轨绝缘将轨道电路与相邻的轨道 电路互相隔离。
无绝缘轨道电路在其分界处不设钢轨绝缘，而采用不 同的方法予以隔离。按原理可分为三种：电气隔离式、 自然衰耗式、强制衰耗式。
电气隔离式又称谐振式，利用谐振槽路，采用不同 的信号频率，谐振回路对不同频率呈现不同阻抗，来实 现相邻轨道电路间的电气隔离。
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移频轨道电路在钢轨中传送的是移频电流，在发送端 用低频（几赫至几十赫）作为行车信息去调制载频（数 百赫至数千赫），使移频频率随低频作周期性变化。在 接收端将低频解调出来，去动作轨道继电器。移频轨道 电路可传送多种信息的信号。
数字编码式轨道电路也采用调频方式，但它采用的不 是单一低频调制频率，而是一个若干比特的一群调制频 率，根据编码去调制载频，编码包含速度码、线路坡度 码、闭塞分区长度码、路网码、纠错码等，可以传输更 多的信息。
第五章 列车定位技 术
1
1.轨道电路
2
第一节 轨道电路概述 一、轨道电路的基本原理
组成： 钢轨、绝缘节、轨端接续线、发送端、轨道电路的作用
1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况， 为开放信号，建立进路或构成闭塞提供依据；
2、传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电 路传递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通 过信号机的显示或决定列车运行的目标速度，从 而控制列车运行。
站内轨道电路应用更为广泛。对于电气集中联锁来说， 列车进路和调车进路都必须安装轨道电路，…
对于机车信号来说，各种制式的区间轨道电路和站内电 码化以后的轨道电路，就是其地面发送的设备，也就是 信息来源。对于列车超速防护来说，带有编码信息的轨 道电路是其车---地之间传输信息的通道之一。
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五、站内轨道电路的划分和命名
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6、按轨道电路内有无道岔分类 站内轨道电路分为无岔区段轨道电路和道岔区段轨道
电路。 无岔区段轨道电路内钢轨线路无分支，构成较简单，
一般用于股道、尽头调车信号机前方接近区段、进站信 号机内方、两差置调车信号机之间。
在道岔区段，钢轨线路有分支，道岔区段的轨道电路 就称为分支轨道电路或分歧轨道电路。在道岔区段，道 岔处钢轨和杆件要增加绝缘，还要增加道岔连接线和跳 线。当分支超过一定长度时，还必须设多个受电端。
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8、按机车牵引电流的回归方式分
单轨条轨道电路：利用轨道电路中一根钢轨作为牵引电 流回线的轨道电路
双轨条轨道电路 ：利用轨道电路两根钢轨作为牵引电流 回线的轨道电路
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四、轨道电路的应用
主要用于区间和车站。
区间的轨道电路通常是与自动闭塞制式相一致的轨道 电路，按照自动闭塞通过信号机分区，每个闭塞分区就 有其轨道电路。
1、划分原则
（1）有信号机的地方必须设置绝缘节
（2）满足行车、调车作业效率的提高
（3）一个轨道电路区段的道岔不能超过3组
（4）为了提高咽喉使用效率，把轨道电路区段适当 划短，使道岔能及时解锁，立即排列别的进路。但 提速区段，为了保证机车信号的连续显示，轨道电 路区段不能过短。
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2、命名：道岔区段和无岔区段命名方式不同 （1）道岔区段：根据道岔编号来命名。 在所示站场中，只包含一组道岔的，用其所包含的道岔 编号来命名，如1DG、3DG。包含两组道岔的用两组 道岔编号连缀来命名，如7－9DG、13－19DG。若包