英语原文共 33 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
- 交通信息工程
第一单元 列车自动控制系统
基于通信的列车控制（CBTC）
与传统的信号和控制系统相比，CBTC在交通、轻轨、通勤、货运和城际客运服务方面具有许多优势，包括:提高安全;更高的平均速度;最小安装的影响;高可用性;改善吞吐量;近间距;低生命周期成本和更好的资产利用。
过去5年，在技术开发和试点项目融资方面进行了巨额投资，现在可以安装和部署新系统，而无需承担开发系统的费用或风险。
随着最近哈蒙工业的收购和人才与技术的融合，公司提供CBTC领域的两大领先系统:增量列车控制系统(ITCS)和先进的自动列车控制(AATC)系统。
列车增量控制系统（ITCS）
作为一个改进现有的安装，作为一个独立的新安装，或一个补充的未知领域，ITCS将联邦铁路局批准的积极列车控制(PTC)添加到任何操作:通勤、货运或客运。
基于无线电的路口报警激活和创新的定位和显示系统，ITCS是PTC和高速旅客服务的解决方案。
列车自动控制系统(ITCS)是列车主动控制(PTC)的重要形式，提供高速客运服务;货运旅客混合业务;速度执行(所有类型)。
高速服务、安全改进和可靠的记录是ITCS的基石。
ITCS综述
ITCS是一种重要的列车控制系统，从1995年开始开发，从2000年4月开始投入运营。
美铁公司和诺福克南方铁路公司每天都在密歇根州西南部的国际铁路运输公司的全面执行和持续的列车监督下运营。
从黑暗区域到全CTC或驾驶室信号区域，它是对任何区域的增量添加。
高速运行
考虑到更高的速度，ITCS会采用一种创新的基于无线电的过道口激活方案，提供持续的警报时间，最高可达125英里每小时，同时也增加了安全性。各过道口警告装置不断更新各驶近列车的健康状况，以确保以任何速度正常运作。
货运和客运业务
两者都通过无缝移动，同时通过ITCS领域，在操作上没有变化。
联邦铁路局的参与
联邦铁路局一直积极参与创新及科技服务的发展和部署，并积极为创新及科技服务寻求新机会和新特色。
侦速摄影
国际运输安全委员会实施多种速度限制:民用速度限制(轨道速度);机车/火车速度限制;执行信号速度;及临时速度(工作范围)。
状况认知
ITCS提供移动授权，使交通在所有类型的走廊上运行，不需要工程师的交互作用。ITCS持续监控信号、道岔和道口，为在该地区运行的机车提供即时信息。每隔6秒，所有列车都会收到信号、转换位置和过站状态。这增加了工程师的信心，也提高了安全性。
先进的列车自动控制(AATC)系统
先进的列车自动控制系统是面向交通信息系统的通信、控制、定位技术的前沿融合。AATC最初是为了支持加州的旧金山湾区快速交通(BART)系统而设计的，它可以很容易地适应交通、通勤甚至货运的应用。
AATC提供连续的速度控制、列车跟踪、无信号操作和更紧密的列车间距。
作为一个技术领导者，从最初的设计到实现再到调试，CBTC都是赢家。
AATC概述
AATC是一个端到端重要的列车控制系统，提供:①更紧密的列车间距;②至关重要的速度控制；③减少安装和调试，对税收服务的影响最小;④用于安装和维护的最小的路旁设备、标记、打包或回路;⑤并可与自动列车操作(ATO)一起使用。
紧凑的间距，可靠的，连续的服务和最小的安装影响是AATC的主要特点。
AATC技术
AATC利用无线电定位技术对系统中的每列列车进行连续通信和定位。
通信是100%冗余和极其可靠的。每隔半秒，列车信息在路侧控制器被接收，速度控制信息被发送到每辆列车。通过这种方式，在受益于简单的车载电子设备的同时，可以维持非常紧张的营业利润率。
对于现有驾驶室信号系统的轨道操作，机载控制器可以配置为在AATC区域之外跟踪驾驶室信号速度，从而实现驾驶室和AATC控制之间的无缝过渡。
有效操作
通过连续的速度/制动控制和能量管理算法，AATC提供了更快的运行时间，更舒适的乘坐体验，并在维护和能源成本方面节省了大量的开支。
适应性
对于地铁运营，以及所有类型的地面铁路运营，AATC非常适合执行所有的列车控制功能，具有中央调度、远程跟踪和诊断的接口。
第二单元 在山梨县测试线上的Mgalev导轨
在1964年新干线东海道通车前两年，就开始了对超高速铁路新系统开发的研究。在连接东京和大阪之前，需要3个小时的行程时间，日本国家铁路的工程师和研究人员开始设定一个新的目标，即在两座城市之间的旅行时间为一小时。
一小时内连接东京和大阪需要500公里/小时的速度。500公里/小时的速度是困难的传统铁路利用之间的车轮和铁轨的粘附。超高速运输系统是铁路工程技术人员长期以来的梦想。磁悬浮运输系统采用超导磁悬浮和线性电机技术，实现了超高速运行、安全、低环境影响和最低维护。
自1970年起，磁悬浮列车采用超导技术的研究和开发在铁路技术研究所(RTRI)进行。经过基本的实验室测试，验证了高速运行的可行性，带有内置超导磁体的ML100实验车于1972年10月在RTRI Kunitachi研究所向公众开放这也是日本铁路的百年纪念。在这次演示之后，1975年在宫崎县开始建设7公里的测试轨道。ML500在倒T型导轨上的测试运行始于1977年。无人驾驶的ML500在1979年保持了517公里/小时的速度记录。然后将导轨修改为U形导轨。使用MLU001的实验始于1980年。国家对磁悬浮发展的补贴就是在这些试验之后出台的。载人两车车辆MLU001在1987年登记的速度为400.8公里/小时。在私有化和日本国家铁路部门之后，测试车辆MLU002N在1993年首次亮相。MLU002N在1994年创造了431公里/小时的速度记录，在1995年1月创造了411公里/小时的试运行记录。
建设山梨县试验线
为了克服宫崎骏试车跑道设施的限制，一条新的磁悬浮试车线正在等待中。日本交通省(MOT)的一个磁悬浮系统发展特设委员会讨论并决定，山梨县是新测试线路的最佳选择。1990年，MOT批准建设山梨磁悬浮试验线为国家项目，并正式提名日本中部铁路公司RTRI，和日本铁路建设公共公司作为三个机构负责项目的执行。这项提名确定了磁悬浮运行的可行性将取决于这条线路上的实验结果。山梨县的磁悬浮测试线路位于东京以西约100公里处。测试线的最小曲率半径为8000米，最大坡度为4%。两组列车将在线路上运行，以测试550公里/小时的最大运行速度。试验线的某一段，长12.8公里，将是双轨，在那里可以研究以1000公里/小时的相对速度通过的列车动力学。山梨县试验线概况如图3.1所示
图3 1山梨县试验线概况
作为一个实验设施，山梨县的测试线将由不同的系统组成，并在功能、成本和可靠性方面进行比较。由计算机和高速光纤光通信网络组成的设备，其测试线路的性能能够迅速处理大量的数据，包括车辆和路边的结构。在最初的计划中，测试线路被设计为42公里长。但是为了尽早实现磁悬浮，并且因为购买土地的困难，试验线18.4 km部分被指定为优先段，如图3 2所示，这部分的工作就开始了。1994年隧道全部钻孔，占整个试验线路的80%。1995年夏天，一组3节车厢的火车交付使用，秋天，变电站开始供电。至此，施工进入了最后阶段。1997年春季，山梨县测试线将开始运行测试。经过3年的试验，在2000年，磁悬浮商业化的前景变得明朗起来。
图3.2山梨县试验线上的设施
磁悬浮发展的主题
RTRI的磁悬浮研究非常多样化。磁悬浮列车代表了国外现有技术的一个组成部分。即使是一个瓶颈也会阻碍它的实现。山梨县测试线上使用的基本技术已经基本确定，宫崎骏的测试轨道也得到了确认。
首先，研究的重点是超导磁体在低温下的稳定性，因为如果磁体失效，悬浮力、推进力和导向力都会消失。从多个方面对超导态突然崩塌(猝灭)现象进行了分析和测试。在机械振动和电磁干扰下反复进行了严格的试验。因此，低温恒温器中超导线圈产生的热量已经被量化，以建立相应的措施。表3.1为主要特征。
表3.1超导磁体规格
同时，低温恒温器必须轻便耐用。与此同时，船上的制冷系统也要使在低温恒温器内蒸发的氦气液化。这些目标已经高效率地实现了。
磁悬浮导轨
图3.3为山梨县试验线导轨的基本配置。带线圈的导轨相当于普通铁路的钢轨。导轨设置的精度直接影响车辆的乘坐舒适性。对导轨定位精度的要求提高了成本。然而，在追求乘坐舒适性和成本效益的同时，成本的增加也倾向于保持在同一水平。为了降低导轨的成本，在山梨县试验线上设计了三种导轨。第一种类型是波束类型。梁式采用预应力混凝土盘管箱。PC盒是在现场制作的，或者和线圈是在现场制作的。PC箱形梁安装在导轨上的混凝土鞋上。梁的长度为12.6米。板式由带盘管的混凝土板组成。面板的长度也是12.6米。这些面板是在现场事实或院子里建造的，在那里线圈是在面板上。在导轨上，这些嵌板被磨到了侧壁上。第三种导向方式是直接依附型。线圈直接在导轨的侧壁上。
在线圈安装过程中，要求线圈安装的精度在垂直和水平轴上都是 4mm。要求的精度线圈安装适用于所有类型的导轨，并决定了从骑舒适性。在每个箱子的导轨上都检查了卷取安装的准确性。虽然三种导轨的安装方法不同，但保证了足够的精度。
Yamanashi测试线上安装了两组功率转换器，因为根据测试计划，两个自己的集将同时运行。每组功率变换器由一个变换器和三个逆变器组成。两组均采用了具有PWM控制的GTO逆变器。
图3.3导轨基本配置
协作/合作的可能性
为了了解高速运行时车辆的运动情况，山梨县试验线上将反复进行500公里/小时以上的试车。测试运行数据将被处理并制成表格进行分析。空气动力现象和车辆行为将通过各种方式进行分析和模拟。虽然磁悬浮列车的推进和导向系统各不相同，但这些数据对于设计和分析传统轨道车辆在高速运行时的性能还是很有帮助的。基于已发表的磁悬浮测试结果和分析，在高速车辆行为方面的国际研究合作是可能的。
第三单元 全球定位系统
全球定位系统综述
GPS是一种卫星导航系统
GPS是由美国资助和控制的国防部(DOD)。虽然全球有成千上万的公民使用GPS，但该系统是为美国军方设计和操作的。GPS提供特殊编码的卫星信号，可以在GPS接收器中处理，使接收器能够计算位置、速度和时间。四个GPS卫星信号用于计算三维位置和接收机时钟中的设置时间。
空间段
该系统的空间部分由GPS卫星组成。这些太空飞行器(SVs)从太空发射无线电信号。名义上的GPS操作星座由24颗卫星组成，它们在12小时内绕地球运行。通常有24颗以上的可操作卫星——发射新的卫星来代替旧的卫星。卫星轨道每天重复几乎相同的地面轨道(因为地球在它们下面转动)一次。轨道高度是这样的，卫星重复相同的轨道和配置在任何点上大约每24小时(每天提前4分钟)。有六个轨道面(名义上每个轨道面有四个SV)，等间距(60度)，相对于赤道面倾斜约55度。这个星座为用户提供了在地球上任何地点都能看到的5到8个sv。
控制部分
控制部分由一个位于世界各地的跟踪站系统组成。主控制设施位于科罗拉多州的施里弗空军基地(原猎鹰空军基地)。这些监测站测量来自SVs的信号，这些信号被纳入每个卫星的轨道模型。该模型计算每个卫星的精确轨道数据法梅里斯和SV时钟校正。主控制站将星历表和时钟数据上传到SVs。然后SVs通过无线电信号将轨道卫星的数据发送给GPS接收器。
用户部分
GPS用户部分由GPS接收器和用户社区组成。GPS接收器将SV信号转换成位置、速度和时间估计。需要4颗卫星来计算x、Y、Z(位置)和时间的四维空间。GPS接收机用于导航、定位、时间传播等研究。
三维导航是GPS的主要功能。导航接收器是为飞机、轮船、地面车辆和个人携带而制造的。
在参考位置使用GPS
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[239487]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
