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)合引入列車運行控制系統(tǒng),可以提高列車定位精度、減少地面設備、降低鐵路建設和運營成本,已成為列控系統(tǒng)的一個重要發(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重要應用,作為一個穩(wěn)定有效的信息載體,建設成本低,在提高列車定位精度和輔助列車運行控制方面有著基礎性的作用。為了實現(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)拓撲結(jié)構和線路線形特點的基礎上,以實際站場和線路數(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證。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 建立了應用于列控系統(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)對數(shù)字軌道地圖的功能需求,按鐵路路網(wǎng)的特點構建了軌道地圖數(shù)據(jù)組織結(jié)構,提出了軌道

3、地圖總體生成流程,按流程分別設計了線路數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),并設計關聯(lián)匹配算法實現(xiàn)了二者之間的關聯(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)點篩選算法,實現(xiàn)了線路的自動分段,在此基礎上利用最小二乘法圓曲線、直線以及三次多項式進行線路分段擬合,擬合誤差校驗結(jié)果證明了算法的有效性,同時將二維地理模型轉(zhuǎn)換到一維拓撲模型,實現(xiàn)了二者之間的對應。<

4、br>　　 提出了軌道地圖數(shù)據(jù)存儲管理方案并完成了數(shù)字軌道地圖的可視化顯示與驗證。在數(shù)據(jù)模型建立和數(shù)據(jù)生成的基礎上,提出使用XML(eXtensibleMarkupLanguage)作為軌道地圖數(shù)據(jù)的存儲格式,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。同時利用相關軌道地圖數(shù)據(jù),實現(xiàn)了拓撲示意圖的靜態(tài)與動態(tài)顯示,驗證了數(shù)據(jù)的有效性,并借鑒圖的遍歷算法設計軌道地圖連通性驗證算