軌道交通定位測(cè)速

把UWB精確測(cè)距技術(shù)創(chuàng)新性地應(yīng)用于軌道交通在軌車輛的定位是近年來在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家興起的顛覆性技術(shù)，勢(shì)不可擋。如果說傳統(tǒng)的定位技術(shù)是燃油車的話，那么采用UWB定位技術(shù)就是電動(dòng)車，代表了未來的趨勢(shì)，因循守舊的信號(hào)廠家可能會(huì)在未來的激烈技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中處于不利的地位。采用UWB技術(shù)的列車定位系統(tǒng)已經(jīng)由西門子在美國(guó)紐約地鐵和日立鐵路在意大利那不勒斯數(shù)字軌道上進(jìn)行了部署，可行性可靠性已經(jīng)得到了充分驗(yàn)證，把這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用到國(guó)內(nèi)的軌道交通上主要是一項(xiàng)本地化的工程。

傳統(tǒng)的定位技術(shù)采用應(yīng)答器，系統(tǒng)只知道列車處于哪個(gè)區(qū)間，不知道列車的精確位置。其次，由于應(yīng)答器部署在軌道上，當(dāng)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，列車必須停運(yùn)，這就造成了極大的不便。

我們的定位信標(biāo)分為車載信標(biāo)和軌旁信標(biāo)，通過車載信標(biāo)和軌旁信標(biāo)的相互測(cè)距來解算列車的在軌位置，具有精度高，實(shí)時(shí)性好等突出優(yōu)點(diǎn)。而且當(dāng)需要對(duì)軌旁信標(biāo)進(jìn)行維護(hù)時(shí)，不影響列車正常運(yùn)行。

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上圖是紐約地鐵UWB定位系統(tǒng)的架構(gòu)，可以供國(guó)內(nèi)的信號(hào)公司設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)參考。

安裝在車頭的車載信標(biāo)依次和列車運(yùn)行方向前方兩個(gè)位置的兩組軌旁信標(biāo)進(jìn)行測(cè)距，同時(shí)，安裝在車尾的車載信標(biāo)和列車運(yùn)行方向后方的一組軌旁信標(biāo)進(jìn)行測(cè)距。由于軌旁信標(biāo)的位置都是已知的，所以知道了車載信標(biāo)和軌旁信標(biāo)的距離后就可以反推車載信標(biāo)，也就是列車的位置。由于存在多組車載信標(biāo)和多組軌旁信標(biāo)的距離，解算程序會(huì)所有信息進(jìn)行融合和比對(duì)，過濾掉異常值，然后把最優(yōu)解提供給上層CBTC系統(tǒng)。

為了避免個(gè)別信標(biāo)失效導(dǎo)致的測(cè)距數(shù)據(jù)采集失敗，紐約地鐵項(xiàng)目采用了冗余設(shè)計(jì)，車頭和車尾分別安裝了三個(gè)車載信標(biāo)，其中兩個(gè)是熱備冗余，另一個(gè)是冷備冗余。每個(gè)位置的軌旁裝置也安裝了兩個(gè)軌旁信標(biāo)。即使有部分車載信標(biāo)和軌旁信標(biāo)不能正常工作，系統(tǒng)仍然能夠提供穩(wěn)定可靠的位置和速度信息。

我們的傳感器的功能 

1、     定位：可以實(shí)時(shí)顯示列車的在軌位置或者全球坐標(biāo)位置，具體形式根據(jù)應(yīng)用的需求可選。靜態(tài)精度在10cm之內(nèi)，動(dòng)態(tài)精度在30cm之內(nèi)；

2、     測(cè)速：可以實(shí)時(shí)顯示列車在線路上的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行速度，精度優(yōu)于±2km/h；

3、     刷新速率：可以為列車提供連續(xù)定位，刷新率可達(dá)200Hz；

4、     通信：軌旁信標(biāo)和車載信標(biāo)具備UWB通信功能，速率最大可達(dá)1Mbps；

5、     數(shù)據(jù)保存和調(diào)用 系統(tǒng)可以保存和調(diào)用列車運(yùn)行的所有數(shù)據(jù)； 

產(chǎn)品安裝位置和供電方式

所有信標(biāo)采用工業(yè)級(jí)封裝UWB模塊，戶外信標(biāo)IP67等級(jí)。車載信標(biāo)可以和機(jī)車的其它通信設(shè)備放在一起，一般是車頂上方前部的位置，220VAC或者5-48VDC電源皆可。軌旁信標(biāo)立桿安裝在軌道側(cè)面，這類信標(biāo)要求提供220VAC電源。