轨道交通定位测速
把UWB精确测距技术创新性地应用于轨道交通在轨车辆的定位是近年来在欧美发达国家兴起的颠覆性技术,势不可挡。如果说传统的定位技术是燃油车的话,那么采用UWB定位技术就是电动车,代表了未来的趋势,因循守旧的信号厂家可能会在未来的激烈技术竞争中处于不利的地位。采用UWB技术的列车定位系统已经由西门子在美国纽约地铁和日立铁路在意大利那不勒斯数字轨道上进行了部署,可行性可靠性已经得到了充分验证,把这项创新技术应用到国内的轨道交通上主要是一项本地化的工程。
传统的定位技术采用应答器,系统只知道列车处于哪个区间,不知道列车的精确位置。其次,由于应答器部署在轨道上,当需要对系统进行维护时,列车必须停运,这就造成了极大的不便。
我们的定位信标分为车载信标和轨旁信标,通过车载信标和轨旁信标的相互测距来解算列车的在轨位置,具有精度高,实时性好等突出优点。而且当需要对轨旁信标进行维护时,不影响列车正常运行。
上图是纽约地铁UWB定位系统的架构,可以供国内的信号公司设计系统时参考。
安装在车头的车载信标依次和列车运行方向前方两个位置的两组轨旁信标进行测距,同时,安装在车尾的车载信标和列车运行方向后方的一组轨旁信标进行测距。由于轨旁信标的位置都是已知的,所以知道了车载信标和轨旁信标的距离后就可以反推车载信标,也就是列车的位置。由于存在多组车载信标和多组轨旁信标的距离,解算程序会所有信息进行融合和比对,过滤掉异常值,然后把最优解提供给上层CBTC系统。
为了避免个别信标失效导致的测距数据采集失败,纽约地铁项目采用了冗余设计,车头和车尾分别安装了三个车载信标,其中两个是热备冗余,另一个是冷备冗余。每个位置的轨旁装置也安装了两个轨旁信标。即使有部分车载信标和轨旁信标不能正常工作,系统仍然能够提供稳定可靠的位置和速度信息。
我们的传感器的功能
1、 定位:可以实时显示列车的在轨位置或者全球坐标位置,具体形式根据应用的需求可选。静态精度在10cm之内,动态精度在30cm之内;
2、 测速:可以实时显示列车在线路上的运行状态和运行速度,精度优于±2km/h;
3、 刷新速率:可以为列车提供连续定位,刷新率可达200Hz;
4、 通信:轨旁信标和车载信标具备UWB通信功能,速率最大可达1Mbps;
5、 数据保存和调用 系统可以保存和调用列车运行的所有数据;
产品安装位置和供电方式
所有信标采用工业级封装UWB模块,户外信标IP67等级。车载信标可以和机车的其它通信设备放在一起,一般是车顶上方前部的位置,220VAC或者5-48VDC电源皆可。轨旁信标立杆安装在轨道侧面,这类信标要求提供220VAC电源。