数据库方面有关论文范文资料,与轨道车防撞系统相关论文答辩

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摘 要：轨道车是轨道交通基础设施建设和维护的重要工具.实际维护中,两辆轨道车朝着同一方向分别进行独立作业,在两车不知彼此定位信息时,极有可能发生相撞事故.针对此,文章设计并研制了一套轨道车定位防撞系统,该系统采用GPS定位和车轮定位相结合的方式,实时获取列车位置信息,同时,通过GSM通信技术,将轨道车实时位置信息发送给监管中心,必要时监管中心分别向两车发出减速、停车信号,防止轨道车相撞.

关 键 词：轨道车防撞GPS定位GSM数据传输

0引言

轨道车主要用于轨道交通施工、设备维护、紧急救援、定期检查等工作,其安全运行关系到整个轨道交通运输系统.随着我国新建轨道交通线路增多,列车的运行密度加大,从而增加了相关设备的维护工作.由于线路设备维护作业增多,需要上线维护轨道车增加,导致多个地方相继发生轨道车在作业过程中出发生相撞,因此,必须有一定的技术手段来确保行车安全.本文从实际工程应用的角度研究出一种基于“GPS定位+GSM数据传输+线路里程定位”的轨道车防撞系统,该系统通过GPS定位和车轮定位相结合的方式,实时获取轨道车位置信息,在获取轨道车位置信息后,通过GSM通信技术发送给监管中心,监管中心对两辆轨道车的位置对照数据库进行分析,得出两车相距,同时做出决策,如果两车相距较近时,则迅速分别向两车发出减速、停车信号,达到预防轨道车防撞目的.实际线路上的试验表明,该系统可有效防止轨道车相撞,从一定程度上保证了轨道交通运营和维护的安全.

1防撞系统测量原理及构成

1.1测量原理轨道车防撞系统通过GPS设备在车辆运行过程连续获取轨道车当前位置,通过光电编码速度传感器及数据库定位技术,精确定位车辆位置,经数据处理设备实时处理、保存并通过GSM模块实时发送相关数据到轨道车及轨道车监管中心.

安装有防撞系统的轨道车在运行过程中,每辆车的位置由GPS模块和车轮定位模块得到,并以公里标的形式来表示,实现对车辆的定位,定位信息有：车辆运行速度、工区号、行驶方向、公里标、所在位置前后接触网支撑杆号.通过GSM通信技术将轨道车1的定位信息实时传输至轨道车2,并将两辆轨道车的定位信息基于数据库加以对比分析,得出两辆轨道车的相对距离,在一定运行速度下,相对距离小于阈值时发出减速的信号,准备停车.同时,考虑一定的安全裕度,阈值设置为2km.

因为两种定位方式都存在一定的定位误差,为保证轨道车定位的精确性,轨道车定位模块采用GPS定位模块与车轮定位模块相结合的方法.GPS定位模块误差在10m以内,该误差与轨道车行驶距离没有相关性.车轮定位模块误差属于累计误差,随着轨道车行驶距离的加大误差变大.为防止在行驶距离过大时车轮定位模块的积累误差很大超过10m,影响行轨道车间距离的判断,防撞系统采用GPS定位模块对其进行误差补偿,防止积累误差超过10m.GPS定位模块依赖于卫星信号,在轨道车进入隧道时,偶尔会出现信号较差的情况,使GPS定位不能正常运行,此时必须采用车轮定位模块来实时对列车位置信息进行捕获.可见,综合应用两种定位技术能保证轨道车定位的实时性、可靠性和精确性.

1.2系统构成本系统由GPS模块（含GPS天线）、速度里程采集模块（车轮定位模块,包含速度传感器和里程数据处理模块）、GSM模块（包含接收和发送模块）、综合数据处理设备（含控制模块和语音报警）和显示设备等5大部分组成.系统结构见图1,系统柜见图2.其中GPS模块、GSM模块、综合数据处理设备（含控制模块）、显示设备、里程数据处理模块安装于车内,GPS天线安装于车外,速度传感器安装车轴上.①综合数据处理设备,主要完成对GPS信息、GSM接收数据和轨道车运行速度和里程进行处理.并对GPS信息进行计算；②GPS模块采用高精度双频、50Hz采样频率的GPS模块主要是获取车辆的当前位置,为轨道车定位提供基础数据；③GSM数据接收模块主要用于接收其它轨道车发送过来的各种信息,这些信息包括其它速度信息、公里标、经纬度；④GSM数据发送模块主要用于发送当前轨道车的各种信息到其它轨道车及轨道车管理中心,这些信息包括其它速度信息、公里标、经纬度；⑤里程数据采集模块主要用于采集当前轨道车的速度,并计算轨道车运行的里程,并将数据传送给综合数据处理模块,便于计算车辆的当前位置.

2轨道车防撞系统实现

2.1软件模块在轨道车行驶前要对系统进行初始设置,设置该车辆的工区号、前行方向、初始公里标、初始杆号,设置的初始值必须已经在数据库中有对应存档,否则系统将误报.轨道车在运行过程中系统将实时显示与其他轨道车的相对距离,并将本车的位置和速度发送至其他轨道车,当同一工区的两辆轨道车相对距离小于2km时,系统将发送警报信号,提醒轨道车开始减速行驶,等待连挂,等待连挂成功之后系统运行结束,图3、4分别为防撞系统的软件结构图和软件系统流程图.

2.2GPS定位模块GPS定位模块采用简单GPS接收模块,将GPS接收天线安装到轨道车车顶,通过GPS天线和GPS接收机获取到轨道车经度、纬度和速度信息,并通过防撞系统处理软件对轨道车行驶接收到的经度、纬度信息进行计算得到任意两辆轨道车之间的距离.任意两点间（A、B两轨道车）的距离d按式（1）计算.

d等于111.12cos[]（1）

式（1）中,a1、b1分别为A轨道车的经度和纬度；a2、b2分别为B轨道车的经度和纬度.

通过GPS方式测量出来的任意两个轨道车之间距离是直线距离,此时必须通过数据库,将轨道车位置与线路公里标和杆号进行关联,这样才能得到轨道车定位需要的距离,从而实现任意两轨道车之间距离判别.

2.3车轮定位模块基于轮轴脉冲速度传感器的车轮定位模块,其脉冲速度传感器安装到轨道车车轴上（图5）,其基本工作原理是,脉冲转速传感器安装在车轮轴上,轮轴每转动1周,传感器输出一定数目的脉冲,脉冲频率与轮轴转速成正比.输出的脉冲经隔离和整形后直接输入计算机CPU进行频率测量,再经换算得出车辆速度和走行距离.轨道车走行距离s按式（2）计算.s等于Vdt+s0（2）

式（2）中,V为轨道车车速；s0为轨道车初始位置；t0、t为时间.

轨道车速度V通过轮轴脉冲速度传感器测得,将轨道车速度V和位置s通过GMS数据传输模块发送相应接收端,实现数据共享以便轨道车互相定