移动闭塞条件下的列车间隔lqg控制研究

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1、摘要计算机技术、通信技术、微电子技术和自动控制技术的飞速发展使得利用无线通信传递车地之间的信息成为可能，基于无线通信和精确定位技术的移动自动闭塞列车控制系统是中国铁路列车控制的发展方向。该系统通过对列车间隔实时控制，确保后续列车不与先行列车发生冲突，可显著提高线路通过能力的一种新型列车运行控制与防护系统。目前，该系统已经应用于北美、欧洲和日本等国的城市轨道交通，我国北京、上海和广州等城市的地铁交通也引进了该项技术。本文主要对移动自动闭塞条件下列车追踪运行的制动策略和间隔控制方法进行了研究。论文首先重点分析了固定自动闭塞系统和移动自动闭塞系统条

2、件下的列车追踪运行间隔控制原理的区别，以及实现移动自动闭塞系统的一些关键技术和无线数据通信方式。根据人们对列车加速和减速过程中对平稳性的要求，然后在借鉴公路交通领域关于汽车安全追踪车距的研究成果后，结合铁路交通列车追踪运行的特点，提出了基于双曲正切函数的列车追踪运行策略。并按照载运工具舒适性两种不同的标准，研究了不同舒适性等级临界状态下的列车减速策略和相应策略下的安全追踪车距的计算问题。从运动学角度出发，研究列车的追踪运行特征及其控制问题，建立了列车追踪运行间隔控制的状态空间模型。根据建立的模型和系统分离性原理，运用卡尔曼滤波理论来设计状态估

3、计器，然后用最优反馈控制规律来综合设计控制器，即线性二次型高斯法(LQG)。首次用该方法设计了移动自动闭塞系统条件下的列车追踪运行间隔最优控制系统，并对此系统进行了仿真验证。最后，文章的结尾部分对下一步的工作方向做了简要的讨论。关键词：移动自动闭塞系统，制动策略，列车间隔控制，卡尔曼滤波，LQGAbstractABSTRACTThefastdevelopmentofcomputertechnology,communicationtechnology,micro．electronictechnologyandcontroltechnologym

4、akesitpossibletotransmitbi．directionandhighcapacityinformationbetweentrainsandstationsthroughradio，movingautomaticmovingblocktraincontrolsystembasedonwirelesscommunicationandprecisepositioningsystemisthedevelopmentdirectionofChinatrainoperationcontr01．ThissystemCanrealizeth

5、ereal—timecontroloftraininterval，toavoidtheconflictbetweenbeforeandaftertrains，itCanalsoimproveline’Spasscapabilitysignificantly．Atpresent，thissystemwidelyapplyinurbanmasstransmitofNorthAmerican，Europe，Japan，etc．InOurcountry,subwaytransportationofBeijing，ShanghaiandGuangzho

6、uhaveintroducedthistechnology．Thispapermainlyresearchbrakestrategyandintervalcontrolmethodwhentrainsarerunningtrackundertheconditionofmovingautomaticmovingblocksystem．Paperfirstanalyzethedifferenceoftrainrunningtrackintervalcontroltheorybetweenthefixedautomaticmovingblocksy

7、stemandmovingautomaticmovingblocksystem，introducesomekeytechnologyandwirelesscommunicationstyle．Accordingtopeople’Sdemandingofstabilitywhentrainacceleratinganddecelerating,learningtheresearchresultsofCarsafetyrunningtrackdistanceonthehighwaytransportation,combiningthecharac

8、teristicofrailwaytransportationtrainrunningtrack,addressesthetrainrunningtrackstra