基于TETRA的地铁无线调度通信系统

文章首先介绍了基于TETRA数字集群系统的地铁无线调度通信系统的组成和功能,然后详细说明了CAD(计算机辅助调度)子系统的软件设计,并给出了CAD(计算机辅助调度)子系统的实现方法。

基于通信时延概率分布的虚拟编组技术研究

轨道交通车车通信作为列车虚拟编组系统中的关键环节,深刻影响着虚拟编组状态下列车间的协调运行。在分析通信时延概率分布特征的基础上,探讨了通信延误对列车虚拟编组的影响,为车车通信系统性能设计提供理论支撑。提出一种列车动力学模型,利用模型预测控制(MPC)的方法实现多列车间的虚拟编组协调运行控制。通过该模型仿真实验分析不同概率分布情况下的通信时延对虚拟编组列车控制系统的影响。实验结果表明,较大的通信时延扰动将加剧虚拟编组系统的振荡,这些问题将给列车的平稳运行与节能带来挑战。

基于GAN的铁路5G-R车地无线通信测试数据生成方法

鉴于当前铁路5G-R应用研究中通信测试数据少的问题,结合公网5G基站的有关标准和铁路无线通信业务应用特点,提出面向铁路通信场景的基于GAN的数据生成方法。通过介绍GAN算法原理,分析5G-R通信数据特征,采用GAN模型进行5G-R业务数据生成仿真,并设计LSTM预测模型验证生成样本真实度与3GPP标准及相关规范的符合性。实验结果表明:5G-R车地无线通信测试数据GAN模型训练结果可靠,可用于5G-R业务负荷相关应用研究。

基于改进卷积神经网络的铁路轨道线识别提取

[目的]铁路异物入侵防护成为热点研究话题,而入侵区域的划分需要对轨道位置进行检测。为了确定图像中的轨道位置,提出了基于改进Mask R-CNN(掩码-区域卷积神经网络)结合数学模型的方法,对铁路轨道线进行识别提取。[方法]该方法先对Mask R-CNN进行优化并添加注意力机制,引入迁移学习提高模型泛化能力,再使用优化模型对轨道线进行识别与分割,然后提取分割数据并使用对应的数学表达式进行拟合,从而实现轨道线的识别提取。将图像中的轨道线分为四类,使用Labelme标注软件制作标签,形成训练集与测试集。使用训练集对优化模型进行训练,使用测试集评估优化模型的检测效果。[结果及结论]研究结果表明,相同训练力度下,该方法相较于其他分割模型及改进前模型表现优异,对于轨道线种类的判断准确率达97.5%,分割准确率也基本在80%以上。试验表明,该方法利用神经网络良好的表现力提高检测的普适性,能准确判断轨道类型并分割轨道。

基于Transformer与局部特征融合的轨道紧固件缺陷检测方法

为解决传统人工巡检轨道交通线路存在的效率低和有安全隐患等问题,提出一种基于Transformer与局部特征融合的轨道紧固件缺陷检测方法。构建轨道紧固件缺陷检测模型,将Transformer与局部特征模块融合,整合局部信息,进而提取轨道紧固件缺陷特征;同时,采用数据增强的方法对轨道紧固件缺陷样本进行数据扩增,扩充数据集,验证所建模型的检测效果。实验结果表明,相较于传统方法,文章提出的方法在识别轨道紧固件缺失和损坏两类缺陷方面的精度和平均准确率均有所提升,在不同的轨道线路实验环境下也表现出良好的检测效果。

轨道交通线路GNSS信号盲区列车定位模拟系统

全球卫星导航系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)能够提供实时、高精度列车定位服务,采用基于GNSS的列车定位技术可减少列车运行控制系统的轨旁设备,简化车载设备,有利于降低轨道交通运营维护成本。对于地形地貌复杂、隧道较多的轨道交通线路,可能存在GNSS信号盲区,GNSS无法为运行列车连续提供可靠的列车定位信息,影响了基于GNSS的列车定位技术的应用。为此,文章采用软件无线电技术,开发了轨道交通线路GNSS信号盲区列车定位模拟系统,能够为线路上GNSS信号盲区生成列车定位模拟信号,使列车在经过GNSS信号盲区时能够获取到准确的列车定位数据,有利于扩大基于GNSS的列车定位技术的应用范围。在实验室内搭建测试环境,运行该系统生成单点静态定位模拟信号和区段动态定位模拟信号,与现场采集的卫星定位信号进行对比,验证该系统的可行性和有效性。

高速移动环境大规模MIMO信道建模与性能分析

基于几何随机分布模型GBSM的信道建模方法,建立高速铁路系统中深沟堑场景下大规模MIMO的三维3D信道模型。模型中实际散射体等价为随机分布在接收端的虚拟圆柱体表面的等效散射体,使用虚拟的球体表征Massive MIMO的不平衡特性;分析信道统计特性中的时空特性,得出空时相关函数STCF的闭式表达式。通过对STCF进行傅里叶变换得到相应的多普勒频谱密度。仿真表明,闭式表达式正确,3D模型比2D模型更好地反映了实际的电磁波传播场景,影响STCF绝对值的主要是移动台天线阵列的仰角,基站侧天线阵列仰角的改变几乎不影响STCF绝对值。

5G在城市轨道交通中的应用前景分析

从城市轨道交通无线通信的发展历程、需求分析,以及5G技术特点、5G与其他技术比较等多角度分析,在综合考虑行业应用多样性和安全性等特点的前提下,对5G在城市轨道交通行业发展的前景进行了分析,并提出了切实可行的发展建议。

城市轨道交通通信和定位合一的列车控制系统车地传输技术研究

阐明无线通信和无线定位一体化可更好地满足下一代列车控制系统需要的发展趋势。针对未来基于通信的列车控制(CBTC)系统对车地无线通信系统的要求,提出了车地无线通信和列车无线定位的技术条件,比较分析了当前主流的无线通信技术和手段,给出了相应的技术解决方案。对典型场景的列车无线测距定位的仿真结果表明,基于线性调频扩频(CSS)的无线通信技术可满足城市轨道交通列车控制和列车自主无线定位的需要。

面向轨道交通的电磁频谱地图构建方法

目的:轨道交通的电磁环境日益复杂,电磁频谱地图的构建能有效地提升对电磁频谱资源的掌控,为此,特进行本研究。方法:通过总结电磁频谱地图的应用领域和面临的挑战,详细阐述了3种构建方法(空间插值构建法、参数构建法和混合构建法);针对轨道交通的电磁环境特征,分析了相关挑战和发展趋势;针对轨道交通的电磁环境特征,提出面向轨道交通的电磁频谱地图的平台架构。该架构包括全局电磁频谱地图、本地电磁频谱地图、认知引擎、数据采集与储存单元、先验信息数据库和轨道沿线地理位置数据库等。结果及结论:面向轨道交通的电磁频谱地图构建是优化系统资源利用率的有效方法,不同的构建方法适用于不同的场景和需求。通过合理的平台架构设计,可以实现对电磁环境的准确感知和高效利用,以应对如位置信息的利用、异构网络的管理和可靠性要求的满足等挑战。其未来的发展趋势应该是新技术的应用开发和数据整合,以及探索电磁频谱地图的新应用。

隧道内数字移动通信覆盖系统多径问题探讨

分析了TDMA无线系统在隧道漏缆传输情况下 ,通过光直放站后产生的多径干扰 。

城市轨道交通隧道环境下大规模MIMO信道建模

随着人们对城市轨道交通环境下通信业务需求的日益增加,隧道中无线移动通信系统的研究逐渐成为一个热点。由于隧道环境的独特性、列车的移动性以及乘客宽带接入的集中性,建立一个合理可靠的无线信道模型成为研究重点。基于隧道环境的封闭特性,引入列车移动速度和天线元素仰角等参数,建立一个三维大规模多输入多输出3D Massive MIMO(3Dimensional Massive Multiple Input Multiple Output)信道模型,分析该模型的信道统计特性,研究影响信道空时相关特性的因素集合,并与传统的二维2D信道模型进行比较。仿真结果表明,时延、归一化天线元素距离及接收端天线仰角对空时相关特性有较大影响,3D模型比2D模型具有更小的信道相关性。

简论城市轨道交通无线通信系统的发展

概要介绍无线通信技术发展趋势,针对我国城市轨道交通无线通信系统现状,分析现代无线通信技术,探讨下一代无线通信系统在城市轨道交通中的应用。

校企合作背景下通信网技术课程教学实践与改革

文章针对通信网技术课程中的教学形式、内容、方法和师资队伍等存在的问题进行了剖析,总结了校企合作背景下通信网技术课程改革的优势,最后从校企合作课程的教学体系和考核体系的改革进行了探索。

高速铁路车地无线宽带传输系统技术分析

分析我国高速铁路的业务特点以及无线宽带系统的技术特性,根据高速铁路车地宽带系统的测试情况及既有系统(GSM-R)的平滑升级的需求,提出高速铁路车地无线宽带传输系统的主要架构,指出系统应具备的技术特点,分析高带宽、高频率切换和多优先级等关键技术,并对多普勒、高频率切换、无线覆盖和带宽适应等关键技术进行了探讨。

基于通信的列车控制系统无线通信干扰分析及抗干扰方案

城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)系统无线数据通信的干扰问题已受到了越来越多的关注。对乘客携带的电子设备对信号系统产生的干扰进行了分析和试验验证,对CSS(线性调频脉冲扩频)技术及其抗干扰的原理进行了介绍,并在此基础上提出了基于CSS技术的车地无线通信抗干扰方案。该方案可以提高城市轨道交通车地无线通信系统的抗干扰性能,同时又保持了与原有CBTC无线通信系统的兼容性。

产教融合视域下应用型高校《通信网技术》课程思政教学改革

应用型高校开展课程思政教学是落实立德树人的根本任务,将思政元素融入专业课程课堂教学,有利于培养学生的爱国主义精神,同时也是培养高素质复合型人才的重要途径。本文以《通信网技术》课程为例,探索在产教融合背景下,结合行业及课程特点,深入挖掘课程中所蕴含思政因素,构建产教融合课程思政体系,提升课程育人质量,旨在为通信工程专业其他课程的思政教学提供借鉴和参考。

不同调制方式干扰对LTE-M的性能影响分析

LTE(长期演进)技术是城市轨道交通车地无线通信的重要发展方向,分析了LTE-M(城市轨道交通车地综合通信系统)在不同调制方式干扰下的解调传输性能。LTE-M系统采用了高阶QAM(正交幅度调制)基带调制解调技术,通过建立QAM的系统模型,分析了16-QAM信号在信道背景噪声为AWGN(加性高斯白噪声)下的传输性能,并在此基础上推导出不同调制下的干扰对M-QAM(多进制正交幅度调制)的误比特率通用公式。研究16-QAM的传输性能,分析相位差对干扰效能影响程度。仿真结果表明:16-QAM信号的解调传输性能受QPSK(正交相移键控)调制干扰信号影响最大;16-QAM与QPSK调制干扰信号存在相位偏移,相比AWGN干扰,QPSK调制干扰下,16-QAM解调传输性能会变差;干扰信号的不同相位偏移对系统误比特率影响变化较小。

基于MQTT协议的道岔安全监测系统优化研究

城市轨道交通道岔运行状态实时监测,能有效提高列车运行安全性,并大幅度减少人工成本。从线缆传输带宽受限角度出发,提出一种基于消息队列遥测传输协议(MQTT)的城市轨道交通道岔安全监测系统,能够对数据优先级进行分类并实现动态时隙分配。利用图论的最短路径算法,实现信息的高效传输。利用MQTT协议轻量特性,优化了多数据并发的传输性能,改善现场传输带宽受限的不足,提高系统工作效率。

ZPW-2000A轨道电路发送器、接收器故障诊断方法

ZPW-2000A型轨道电路是我国铁路信号系统中广泛使用的设备,针对ZPW-2000A型轨道电路发送器、接收器故障排查程序复杂、效率低的问题,提出一种基于声谱分析的故障诊断方法,实现非接触故障诊断。首先,通过梅尔频率倒谱系数和小波包分析对采集的轨道电路发送器、接收器故障时的声音信号进行特征提取,获得多维特征矩阵;然后,利用支持向量机和随机森林作为分类器,将故障诊断转化为多分类问题,实现发送器与接收器的故障分类。研究结果表明,以支持向量机作为分类器的平均准确率为89.4%,随机森林作为分类器的平均准确率为95.4%,可以实现故障的准确识别。