北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统

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1、万方数据北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统余颜丽虞凯(中国中铁二院工程集团有限责任公司，成都610051)摘要：引入北斗导航卫星技术，提出北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统，对列车进行准确定位，并根据铁路运行列车的运行位置进行相邻列车间距预警计算。当相邻列车间的距离达到预警条件时，提示司机和调度人员注意行车安全，防止列车追尾事故的发生。关键词：北斗卫星；铁路；定位；预警；通信Abstract：B铺edonthein仃oductionoftheBeiDounaVigationsatelliteteclln010踢thepaperpmsfb刑ardaBeiDo

2、unavigationsatellite仃ainpositionillg觚dw锄ingsystemforrealizing仃ainprecisepositioninga11dcalculatingthew锄ingdistaIlcebe铆eenadjacent们ins．Whenthedistancebe俩eenadjacent佩nsmeetsthew锄ingcondition，mesystemwillpronlptttle埘Veranddispatchingperso皿eltopayattentiontotlleoperationalsaf．e劬inorde

3、rtoavoidany舰incollisionaccidem．Keywords：BeiDounaVigationsatellite；railway；positioning；w锄iIlg；commuIlicationDoI：10．3969／j．issn．1673．4440．2014．02．0071概述北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，与美国GPS、俄罗斯格洛纳斯、欧盟伽利略系统并称全球4大卫星导航系统，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务u】。与GPS、格洛纳斯和伽利略系统相比，北

4、斗系统的优势在于短信服务和导航结合，增加了通信功能；自主系统，高强度加密设计，安全、可靠和稳定，适合关键部门应用口1。目前北斗卫星系统已经广泛应用于交通运输、通信、电力、金融、气象、海洋和水文监测等各个方面。在我国铁路领域，凡与卫星导航相关的技术产品，一般都采用GPS。随着北斗卫星导航系统的建设和应用，以及我国既有线列车提速和客运专线建设步伐加快，北斗导航卫星将在铁路行业开展大面积应用，例如列车、地质灾害的监控和工程测量等口】。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

5、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。针对此，本文引入北斗卫星导航技术，提出北斗铁路列车卫星定位与辅助预警系统，防止列车追尾事故的发生。该系统是一种相对独立于信号系统的列车追踪接近预警系统，系统能够对行驶中列车进行准确定位，并根据铁路运行列车的运行位置进行相邻列车间距预警计算。当相邻列车间的距离达到预警条件时，提示司机和调度人员注意行车安全，同时，当运用成熟时，可提供与列车调度体系中其他运行系统的通信数据接口。2系统需求本系统的实现，首先需要确定合适的列车追踪预警距离，既要保证在列车间距超过认可的安全范围时及时提醒司机，又要避免频

6、繁提醒对司机正常行车的干扰；其次需要按不同线路、不同线别(上行、下行)对运行列车进行位置识别，根据线路间距等技术指标综合考虑系统中对列车定位精度的要求。2．1列车追踪预警距离列车预警距离应包含3部分：列车紧急制动距离、司机做出判断时列车运行距离和预警信息传输时列车运行距离。按照我国铁路相关规定的要求h5一，列车的铁路通信信号工程技术(RSCE)2014年4月，第1l卷第2期万方数据紧急制动距离如表1所示。表1列车紧急制动距离限值表序号制动初速度／(km／h)列车紧急制动距离限值／m从表l可以知道，列车在不同制动初速度时的紧急制动距离限值是不同的，系统中可以

7、考虑按列车运行速度的不同设置预警距离。同时，为了降低接近预警提示对司机的干扰，系统中设置的预警距离应该大于列车紧急制动距离限值，但也不能设置过大而影响预警效果。考虑系统对司机预警后给司机30s的思考和处理时间，然后司机才可能采取相应的处理措施，因此，这段时间内列车的运行距离如表2所示。表230s内不同运行速度的列车运行距离表预警信息传输时延与所选用的通信网络有关。按最大传输时延10s考虑，则在这段时间内列车的运行距离如表3所示。表31os内不同运行速度的列车运行距离表序号列车运行速度／(km／h)列车紧急制动距离限值／m由此，可计算得到针对不同运营速度的线

8、路，列车追踪预警距离如表4所示。表4不同运营速度线路的列车追踪预警