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列车定位技术的一项突破
来源:中华铁道网 作者: 发布时间:2008-05-07  

    拓展铁路网现存容量,改善乘客的服务设施、提高安全性的关键是火车的精确定位及独立的信号系统。准确的了解每辆列车在任一时刻的位置就等于在任何时候都能够动态的调整列车的启程和到站时间,并且提高列车对不能预见情况的反应,这使得运营商可以提高沿线服务质量而不用降低安全水平。 

    丹麦的交通监控系统公司(Traffic Supervision System,TSS)长期致力于低频射频识别(RFID)无源标签技术的开发研制。一般而言,这种经济的技术仅在低速和短距离时比较可靠,这使其不能充分满足智能交通的应用需求,如铁路运输。 然而最近TSS取得的一项重大突破提高了低频RFID的技术性能,使之远远超过了目前水平,使这一应用成为可能,并于1998年获得欧洲专利。

    该系统工作频率为125KHz, 使用可读写标签时其阅读速度可达到300公里/小时,并可将有关信息下载至标签的空闲内存中。 对于干线列车定位系统(TPLs),可将无源标签以100的间距固定于枕木上,标签读写器及通讯设备安装于车上,并联至车载微机。当列车通过一枚定位标签时,车载读写装置( 射频主动天线 RF-Active Antennas,安装在火车底部)读取标签内的数据, 这些数据包括精确定位信息(高速时定位误差小于20厘米,低速时小于1厘米)及指导司机驾驶的前方路况及行车信息(可存储16种列车的驾驶指导信息)。

    在通过一枚标签时,车载读写装置同时向定位标签的空闲内存写入本车运行信息如车速及有关变量,使后续列车可读取这些信息以做出相应反应。即使列车的外部通讯出现中断,定位系统仍可正常工作。高度的定位精度使其适合用于无人驾驶列车系统。将此技术突破用于列车干线或支线列车定位,TSS 不仅能满足而且超越了任何铁路网在技术和运营上的要求,并且可为列车管理控制信息系统提供必要的基础数据。它们也非常适合于地铁及城市铁路环境中块状移动系统,以及采用ERTMS报文的线路。

    为了在几乎所有现存的信号和管理系统中形成一套必要的子系统,TSSTPLs提供:0—300km/h的速度范围 最大速度时+/-20cm的定位精度在最小速度时+/-1cm的定位精度ID码提供绝对定位数值。为了独立地确定列车位置,随车携带的里程表系统可以把读取的速度积分,计算出每个位置标签的运行距离。相反的,TSS 的定位标签可以用于标定列车里程表或其它形式的速度传感器的输出数据。

    当采用ERTMS通讯时,TSS TPLs用特殊传送模式(Specific Transmission Module, STM)把定位标签的数据转换为ERTMS报文。

   ·用于地铁和城市铁路系统的列车定位位置测定 

    TSS 的干线TPLs对于地下和城市铁路是高度有效的解决方案,可提供充分的定位精度与可靠性,以优化铁路运营能力和安全性。为了保证乘客安全,经常会用要求异常精确的双重门系统。TSS TPLs测定火车的位置,能把精度控制在一厘米之内, 这使得它极其适用于双重门系统。为了满足自动或半自动驾驶的要求,运营者要求采用二级备份系统,TSSTPLs是理想的选择。

    ·用于支线铁路的低成本的列车定位

    用于支线或车流量不大的线路的系统,要求启动费用和日常维护都非常经济。对于这样的要求,TSS能提供简单的TPL系统,不用速度控制, 或是沿线的通讯线路,并满足列车的安全要求。使用 TSS vital or non vital TPLs, 可以实现必要的定位精度来保证傍轨安全操作,即使在火车同傍轨一样长、傍轨定位精度等同于主干道和高速线路所需要的精度的情况下。在两个站点间的线路段,能保证可接受的安全水平的定位精度取决于规定的列车间距。TSS TPLs可根据有关规定提供相应的精度在确保安全的前题下通过允许在同一线段内同时运行多辆列车来扩展铁路运力。

    ·防滑校正

    在高速时(300km/h),滑行是时常存在的。当列车的防滑系统不足以校正这个数值时,TSS TPL能提供必要的校正。

    ·速度测定

    无论是使用回转仪测定加速度变化,还是用多普勒雷达, 激光设备, GPS, 差分GPS, GNSS, 高速列车上, 所有的新型速度测定系统都需要由绝对位置传感器获得输入数据。而这些新型系统获得的数据需要通过恰当的算法进行处理以便计算,在每一种速度下运行所需要的分辨率及定位精度、速度及加速度。TSSTPL可以高性价比地提供这一数据。

    ·乘客信息和交通管理

    用干线与支线的TPLs自动收集和处理的列车定位实时数据可以用于乘客信息和交通管理两种目的。目前,运营商所要求的及现有技术可以提供的在+/-50m的范围内。TSS TPL能有+/-1m的精度, 使各种新的应用领方案成为可能, 例如自动检测某列列车停放的位置。


 
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