列車運(yùn)行GPS軌跡仿真系統(tǒng)研究.pdf

1、基于GPS（Global Positioning System，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的列車定位技術(shù)，因其具有安裝簡(jiǎn)便、成本低、維護(hù)方便、定位精度較高、可以減少軌旁設(shè)備等優(yōu)點(diǎn)得到了不斷的發(fā)展。由于鐵路現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性，多數(shù)定位新技術(shù)的更新需要在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)先進(jìn)行試驗(yàn)，而在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，GPS接收機(jī)的數(shù)據(jù)來(lái)源不能滿足實(shí)驗(yàn)要求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)仿真是通過(guò)GPS模擬器產(chǎn)生數(shù)據(jù)，缺點(diǎn)是不能同時(shí)產(chǎn)生多條線路GPS數(shù)據(jù)，不能滿足多車實(shí)驗(yàn)的仿真場(chǎng)景，本文在這樣的前提

2、下開(kāi)發(fā)了一個(gè)GPS數(shù)據(jù)仿真系統(tǒng)，能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行多車運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)仿真，為基于GPS的列車定位系統(tǒng)的各類測(cè)試和相關(guān)算法的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。
　　本文首先采用高層次軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的思想對(duì)系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)劃分為顯示層、邏輯層和數(shù)據(jù)層。在層次劃分的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)系統(tǒng)功能需求對(duì)各層次進(jìn)行了功能模塊的劃分和設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中做到了各功能模塊的獨(dú)立封裝，保證各模塊之間具有較低的耦合度，同時(shí)各模塊還預(yù)留了相應(yīng)接口，為系統(tǒng)的擴(kuò)展提供

3、支持。
　　本文主要對(duì)列車運(yùn)行圖仿真、GPS衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)測(cè)仿真和列車運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)仿真進(jìn)行了研究。列車運(yùn)行圖仿真主要實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同的站場(chǎng)數(shù)據(jù)和運(yùn)行計(jì)劃數(shù)據(jù)生成列車運(yùn)行圖的功能。在仿真生成的數(shù)據(jù)中可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量是一個(gè)重要指標(biāo)，本文采用基于GPS衛(wèi)星星歷的衛(wèi)星可見(jiàn)性預(yù)測(cè)算法對(duì)仿真過(guò)程中隨時(shí)空不斷變化的可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)量進(jìn)行了仿真，并實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)衛(wèi)星的可視化。在列車運(yùn)行軌跡數(shù)據(jù)仿真過(guò)程中需要為列車規(guī)定運(yùn)行路徑，本文采用A*算法作為列車運(yùn)行路徑搜索算法

4、，通過(guò)該算法為列車自動(dòng)選擇運(yùn)行路徑，提高了仿真效率。本文所生成的仿真數(shù)據(jù)符合NMEA-0813協(xié)議，能夠?yàn)橄到y(tǒng)之間的互聯(lián)測(cè)試提供支持。
　　最后，本文在Microsoft Visual Studio2010開(kāi)發(fā)環(huán)境下使用C＃語(yǔ)言建立了列車運(yùn)行GPS軌跡仿真系統(tǒng)，并應(yīng)用晉煤集團(tuán)鐵運(yùn)公司鐵路現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)仿真系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)在功能性、通用性及可擴(kuò)展性方面均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。另外，本文還將仿真生成的數(shù)據(jù)應(yīng)