铁路货运列车北斗定位模型、算法及关键技术研究

The railway transport is the transportation system with the strong capacity of national passengers and freight transport as well as the wide network coverage. There are a variety of such highly-added value freights in the railway system transportation as government archives, military commodity, big-ticket items, refrigerated items, dangerous materials, energy, rare metals, patent equipments and something like that. The highly-added value freights are related to the interests of national politics, military as well as corporate besides the populace. It is dramatically urgent in China's economic and social development to improve supplies transport capacities and service levels in the railway system and to strengthen the management of railway transport of goods with highly-added value. Satellite tracking technologies have been employed to guarantee important freight transportation in Europe and the United States. BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System will guarantee important freight transportation in China. At present, it is difficult to modify the existing railway goods equipments and vehicles; in addition, logistics information is at low level. Hence, it is beneficial to develop the railway intelligent tracking system in connection with high-value-added goods, to save up social resources and to improve management level concerning the logistics information in terms of promoting China's economic and social development.Study on BeiDou Positioning Model,Algorithm and Key Technology of Railway Freight Train

现今，GPS及信息技术发展迅猛，在我国的物流、定位、交通安全等领域尤为普遍。而利用国外卫星导航系统资源对我国许多领域具有很大的风险性，不能满足我国对信息、交通安全的要求。铁路运输具有运输能力强、速度快、网络覆盖广等特点，其运输的货物有多种，如党政公文、军事物资、大件物品、冷藏物品、危险品、能源、贵重金属、专利设备等。这些高附加值货物关系到国家政治、军事以及企业、百姓等广泛利益，提高铁路系统运输安全和能力，有效管理铁路高附加值货物运输成为我国经济和社会发展中日趋紧迫的任务。我国北斗卫星导航系统已正式对亚太地区提供连续无源定位、导航、授时等服务，这为我国军用和民用领域以及经济和社会发展提供安全、高质量通信服务成为现实。 随着我国高速铁路的快速发展，在铁路运输方面亟待需要解决安全有效的铁路货运列车定位问题。本项目将利用北斗卫星导航系统结合相关理论研究铁路货运列车北斗定位模型、算法及关键技术。

我国北斗卫星导航系统已正式对全球提供连续无源定位、导航、授时等服务，这为我国军用和民用领域以及经济和社会发展提供安全、高质量通信服务成为现实。同时，随着我国高速铁路的快速发展，在铁路运输方面亟待需要解决安全有效的铁路货运列车定位问题。本项目利用北斗卫星导航系统并结合相关理论系统地研究了铁路货运列车北斗定位模型、算法及关键技术。主要研究成果有以下四个方面：1）基于北斗2定位信息的列车精确定位模型及算法研究：综述分析了基于卫星导航系统的高速列车定位技术研究现状及存在的主要问题，提出了基于BDS/GSM-R组合列车定位方法，提出了基于北斗卫星和轨道信息的列车定位匹配算法，提出了基于BDS的数字轨道辅助列车定位方法，提出了高速列车的自适应动态面速度位移跟踪控制方法，提出了基于动态面方法的高速列车蠕滑速度跟踪控制方法，实现了铁路货运列车的精确定位；2）短时间内失去北斗定位信息时的盲区定位模型及算法研究：提出了BDS/INS组合的铁路列车定位方法，提出了基于PSO小波神经网络辅助卡尔曼滤波的BDS/INS定位，提出了基于ZigBee的RSSI列车盲区定位算法，实现了列车在盲区的精确定位；3）地图位置信息匹配模型及算法研究：提出了基于北斗卫星的缓和曲线信息列车运行综合地图匹配方法，提出了基于三次B 样条曲线拟合的列车定位方法，提出了基于GNSS的点到点列车地图匹配算法，实现了电子地图的位置信息准确匹配；4）设计并研制了满足我国铁路列车定位的北斗2智能终端，实现了在公众移动通信网络覆盖范围内的铁路货物运输车辆的信息管理。这些研究成果对铁路货运列车北斗定位模型、算法及关键技术的研究和实现奠定了基础，对提高铁路货运列车的定位能力，增加铁路系统运输安全性，具有十分重要的意义。