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列车动态监控系统的研究

作　者: 高伟新
导　师: 梁慧敏
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 列车动态监控 GPRS无线通信 CAN总线 GPS 监控中心网站
分类号: U284.48
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

铁路提速后对列车的行车安全和运行的自动化程度提出了更高的要求,建立动态监控系统是确保铁路运输安全可靠的有效手段,是系统调度、科学指挥的依据,对提高铁路运输潜力,增加铁路运输量,缓解经济发展带来的铁路运输压力具有十分重要的意义。在分析我国铁路设施状况和运输实际需求的基础上,本文提出借助无线传输网络及全球卫星定位系统,建立信息传输平台,将机车运行信息、故障信息及参数信息通过远程移动通信技术直接传输到地面的监控中心,监控中心也可以根据机车信息向运行中的列车下达调度指令和预警命令,从而实现对在轨运行列车的动态监控。监控系统分为配车运行的车载子系统终端和地面监控中心的调度指挥软件系统两个部分。车载子系统采用ARM7系列嵌入式微处理设计技术,构建了基于双CAN总线冗余设计的机车数据共享通信平台。采用集散控制系统分散操作、集中控制的思想,进行了软硬件设计,实现了机车信息的提取和记录、自动过分相控制和自动数据转储、重要信息的显示和预警等功能。监控中心软件系统采用B/S的网站构架方式设计,后台服务器采用Oracle作为数据库平台;在ASP的环境下,编写了大量的VBScript、JavaScript脚本,实现网站的基本功能响应;后台采用VC++编写GPRS数据接收处理软件;采用ArcGIS软件作为电子地图开发处理工具,采用WebGIS体系下的ArcIMS作为网上地图发布平台。为了满足系统对列车定位精度和实时性的要求,本文综合分析和总结了国内外列车定位技术的发展状况,提出了基于GPS的轨道公里标列车定位方法,并且可以作机车走行公里累积。本文的研究成果将在朔黄铁路公司进行试验推广。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题研究的目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状及分析  9-12
    1.2.1 国外研究现状及分析  9-11
    1.2.2 国内研究现状及分析  11-12
  1.3 本文研究内容  12-13
第2章列车动态监控系统总体方案设计  13-27
  2.1 列车动态监控系统功能分析  13-14
  2.2 系统软硬件方案设计  14-18
    2.2.1 硬件方案设计  14-17
    2.2.2 软件方案设计  17-18
  2.3 列车定位技术方案的确定  18-25
    2.3.1 传统的列车定位方法  19-21
    2.3.2 基于GPS 的列车定位法  21-22
    2.3.3 基于GPS 的轨道公里标列车定位方法  22-25
  2.4 系统抗干扰设计  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章车载子系统各模块的设计  27-50
  3.1 LKJ2000 监控模块  27-33
    3.1.1 LKJ2000 型列车运行监控记录装置介绍  27-29
    3.1.2 LKJ2000 监控模块的硬件设计  29-31
    3.1.3 LKJ2000 监控模块的软件设计  31-33
  3.2 TAX2 箱/GPS 定位监控模块  33-36
    3.2.1 机车安全信息综合监测装置（TAX2 箱）介绍  33-34
    3.2.2 GP515L 型GPS 接收模块介绍  34-35
    3.2.3 TAX2 箱/GPS 定位监控模块的硬件设计  35-36
    3.2.4 TAX2 箱/GPS 定位监控模块的软件设计  36
  3.3 CAN 网络通信模块  36-40
  3.4 自动过分相模块  40-44
    3.4.1 传统手动过分相操作  40
    3.4.2 自动过分相工作原理  40-43
    3.4.3 自动过分相模块的软件设计  43-44
  3.5 显示器监控模块  44-47
  3.6 车载子系统CAN 总线网络的构建  47-49
    3.6.1 CAN 总线的功能与特点  47-48
    3.6.2 车载子系统CAN 总线通信协议的制定  48-49
  3.7 本章小结  49-50
第4章地面监控中心的设计  50-70
  4.1 网站的设计和构建  50-58
    4.1.1 网站结构选择  50
    4.1.2 采用的相关技术介绍  50-53
    4.1.3 网站页面设计  53-58
  4.2 数据库的设计  58-61
    4.2.1 Oracle 数据库技术  58-59
    4.2.2 数据库结构设计  59-60
    4.2.3 ASP 中数据库的连接  60-61
  4.3 电子地图的设计  61-66
    4.3.1 WebGIS 技术介绍  61-63
    4.3.2 电子地图的图层  63
    4.3.3 ArcIMS 技术  63-64
    4.3.4 地图服务器搭建  64-65
    4.3.5 电子地图的发布  65-66
  4.4 GPRS 无线通信模块的设计  66-69
    4.4.1 GPRS 无线通信模块的工作原理  66-68
    4.4.2 GPRS 无线通信模块的软件实现  68-69
  4.5 本章小结  69-70
结论  70-71
参考文献  71-75
攻读学位期间发表的学术论文  75-77
致谢  77

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