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營速度的不斷提高，列車運行控制系統(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(SVM)和基于最小二乘支持向量機(LSSVM)的列車位置計算模型。受環(huán)境和天氣以及運營年限的影響，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