《轨道交通专用数据库信息处理与辅助定位关键技术及应用》

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中国铁路运营里程已达12万公里,列车运行控制系统是确保其安全和高效运营的“大脑和神经”,精确可靠的轨道地理信息数据库是实现列车高精度、连续定位的基础,为了降低建设和运营成本,采用卫星定位和数字轨道地图融合实现列车运行控制和安全保障,必须充分保证轨道地理信息的准确性和可靠性。

该项目在科技部、国家自然基金委、北京市科委、中国铁路总公司等项目支持下,历经十余年,结合青藏铁路现场工程需求进行技术攻关、现场试验、示范验证,形成了成套的轨道地理信息处理方法,研发了轨道交通专用数据库处理与分析平台,完成了列车完整性监测、无线列调场强测试等应用示范,掌握了具有自主知识产权的轨道交通专用数据库相关理论和核心技术。

主要创新点包括:

(1)提出了满足轨道交通线路拓扑结构和列车控制系统应用的轨道专用地理信息数据结构性分析方法,提出了面向不同粒度的轨道地图数据分段自适应逼近方法,解决了轨道曲线精确描述所面临的数据量庞大、定位匹配复杂、效率低等瓶颈问题,有效支撑了轨道交通专用数据库在列车可靠定位中的应用;

(2)提出了基于霍夫变换的多轨迹融合求径测量数据约简方法,解决了大规模线路测量数据处理的瓶颈问题,对青藏铁路全线1142公里所有车站和线路关键点进行了数据处理、分析和验证,有力支撑了基于卫星导航的列控系统在中国的首次实施运用、长期安全运营以及系统和升级改造;

(3)提出了面向大规模轨道测量数据的实时动态响应分析方法,形成了轨道专用数据库辅助列车定位的可靠性验证方法,研发了覆盖测量、编辑和验证等全部功能的数据处理和验证平台,满足了大规模轨道数据快速精确处理的需求;

(4)构建了基于轨道交通专用数据库的位置服务应用技术体系,研制了基于卫星导航的列车完整性远程监测系统成套装备,解决了卫星定位用于列车完整性监测精确性、连续性和实时性问题,有力促进了卫星导航技术及系统在轨道交通领域的应用和发展。

项目获授权发明专利6项、软件著作权15项,发表论文45篇。在北京市科委的支持下,与企业合作开发了“基于北斗卫星导航的货运列车完整性远程监测系统”的成套装备,并已在北京铁路局进行了应用示范及产业推广。项目成果在“无线列调场强测试系统”、“列车追踪接近预警系统”得到延伸应用,并已在青藏铁路公司、沈阳铁路局、呼和浩特铁路局、上海铁路局等多家单位得到应用,取得经济效益3752.51万元,近三年新增项目收入1871.01万元。

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