基于GNSS/INS组合定位的煤矿企业调车作业监控系统研究
这是一篇关于铁路运输,煤矿企业,调车作业,机车定位,地图匹配的论文, 主要内容为铁路调车作业安全作为煤矿企业运输组织的关键环节,是保障铁路运输系统运转稳定、畅通、高效的基础,更是提高运输企业安全生产效率,实现科学技术智能化发展的重中之重。煤矿企业调车作业存在点多、面广、现场复杂多变的情况,始终是保障安全的重难点问题。随着我国铁路建设的高速发展,一些针对调车作业监控的高新技术和设备已经陆续投入使用,例如在无线调车机车信号和监控系统(STP)的保障下,调车中常见的事故明显减少。但是对煤矿企业运输部门而言,这些设备高昂的前期建设和后期维护成本不符合企业实际情况和需求。本文基于企业实际情况,为实现对调车作业的主动安全防护,消除作业安全隐患,设计了一个基于GNSS/INS组合定位的调车作业监控系统,能够在“低成本,高可靠性”的条件下实现对机车的精准定位和实时显示,并在作业过程中提供主动安全防护措施。主要研究内容包括:(1)设计适用于煤矿企业的机车定位算法。通过分析企业现状,确定其对于机车定位精度的需求,在此基础上,开展基于GNSS/INS组合导航定位算法的研究。构建了基于四元数的组合导航滤波算法,降低多源数据融合带来的误差影响;通过仿真实验对松紧两种组合定位模式进行对比,选择结构简单的松组合模式作为组合定位的结合方式。(2)基于GNSS/INS组合定位系统性能实验。结合卫星定位模块和惯性测量单元搭建了系统硬件平台,编写程序完成了系统软件的开发,通过现场实验对本文设计定位算法的有效性进行了验证。实验结果表明,在卫星信号良好的状态下,组合定位系统的定位位置误差小于5米,速度误差在0.5m/s以内;在卫星信号受阻期间,系统仍可以保持17s的误差范围内运行以及20s的有效运行时长,在卫星信号恢复后可以在10s内恢复精准定位。(3)调车作业监控系统开发。对煤矿企业调车作业监控系统进行了详细的设计,构建了数据库子系统,为系统数据存储、调用提供基础;开发了机车定位显示子系统,完成了企业铁路线路数字地图的绘制,采用地图匹配技术实现了将机车位置修正结果正确显示到线路地图上;研制了车载语音报警子系统,实现了语音报警功能。(4)车载调车作业监控设备研制。设计了车载硬件设备和硬件驱动程序,并将车载设备安装在企业调车机车上,进行实际运行检验。在调车作业期间,系统可以准确实时的显示机车位置和机车外部环境,并且在机车超速驾驶或途径防护区域前均会进行语音报警提示,满足了调车作业过程中的主动安全防护需求。
基于GNSS/INS组合定位的煤矿企业调车作业监控系统研究
这是一篇关于铁路运输,煤矿企业,调车作业,机车定位,地图匹配的论文, 主要内容为铁路调车作业安全作为煤矿企业运输组织的关键环节,是保障铁路运输系统运转稳定、畅通、高效的基础,更是提高运输企业安全生产效率,实现科学技术智能化发展的重中之重。煤矿企业调车作业存在点多、面广、现场复杂多变的情况,始终是保障安全的重难点问题。随着我国铁路建设的高速发展,一些针对调车作业监控的高新技术和设备已经陆续投入使用,例如在无线调车机车信号和监控系统(STP)的保障下,调车中常见的事故明显减少。但是对煤矿企业运输部门而言,这些设备高昂的前期建设和后期维护成本不符合企业实际情况和需求。本文基于企业实际情况,为实现对调车作业的主动安全防护,消除作业安全隐患,设计了一个基于GNSS/INS组合定位的调车作业监控系统,能够在“低成本,高可靠性”的条件下实现对机车的精准定位和实时显示,并在作业过程中提供主动安全防护措施。主要研究内容包括:(1)设计适用于煤矿企业的机车定位算法。通过分析企业现状,确定其对于机车定位精度的需求,在此基础上,开展基于GNSS/INS组合导航定位算法的研究。构建了基于四元数的组合导航滤波算法,降低多源数据融合带来的误差影响;通过仿真实验对松紧两种组合定位模式进行对比,选择结构简单的松组合模式作为组合定位的结合方式。(2)基于GNSS/INS组合定位系统性能实验。结合卫星定位模块和惯性测量单元搭建了系统硬件平台,编写程序完成了系统软件的开发,通过现场实验对本文设计定位算法的有效性进行了验证。实验结果表明,在卫星信号良好的状态下,组合定位系统的定位位置误差小于5米,速度误差在0.5m/s以内;在卫星信号受阻期间,系统仍可以保持17s的误差范围内运行以及20s的有效运行时长,在卫星信号恢复后可以在10s内恢复精准定位。(3)调车作业监控系统开发。对煤矿企业调车作业监控系统进行了详细的设计,构建了数据库子系统,为系统数据存储、调用提供基础;开发了机车定位显示子系统,完成了企业铁路线路数字地图的绘制,采用地图匹配技术实现了将机车位置修正结果正确显示到线路地图上;研制了车载语音报警子系统,实现了语音报警功能。(4)车载调车作业监控设备研制。设计了车载硬件设备和硬件驱动程序,并将车载设备安装在企业调车机车上,进行实际运行检验。在调车作业期间,系统可以准确实时的显示机车位置和机车外部环境,并且在机车超速驾驶或途径防护区域前均会进行语音报警提示,满足了调车作业过程中的主动安全防护需求。
基于北斗的列车定位电子地图匹配系统研究
这是一篇关于列车定位,北斗,电子地图,地图匹配的论文, 主要内容为随着我国铁路的不断快速发展,列车作为大众化的交通工具已经成为越来越多人的出行选择,为了保障人民生命及财产安全,将北斗卫星定位技术应用于铁路列车连续定位与管理,更加能够满足现代铁路高效监控、自动连续、高精度及可靠性的列车定位要求。因此,研究基于北斗的列车定位关键技术以及电子地图匹配相关技术,实现列车实时连续定位及监控管理,满足我国铁路列车卫星定位的需要,对我国列车的安全控制及铁路运输发展具有重要意义。本文设计了基于北斗列车定位的电子地图匹配系统,并在此基础上,也对地图匹配算法进行了研究和验证。论文的主要工作如下:研究了北斗卫星导航技术、GIS技术、GPRS技术以及计算机技术的基本原理;分析了列车终端、远程服务器系统、电子地图定位浏览器端的功能需求;根据系统的设计需求、设计原则及工作原理,给出了系统总体设计方案。下位机部分,以STM32F103微处理器为主控芯片,外部扩展北斗卫星接收机模块、GPRS通信模块及外围电路,进行了列车终端的硬件设计。设计了列车终端的定位、通信功能程序流程,并在开发环境下编程实现。上位机定位监控中心的设计,采用了 B/S架构,进行了远程服务器搭建、数据库设计、电子地图的绘制、电子地图定位浏览器端设计。利用数据库技术、ASP.NET技术、ADO.NET技术、超图技术,设计并实现了电子地图浏览器端对列车进行实时定位及显示以及轨迹回放功能。结合电子地图和列车行驶特点,改进了一种复合匹配算法,在不同的路段情况使用不同的算法,通过仿真验证了它的精确度和可靠性,并在实际系统中对复合匹配算法进行了实现。
哈尔滨市交通状态信息呈现系统的设计与实现
这是一篇关于网络地理信息系统,地图匹配,最短路径,热度图,出租车轨迹的论文, 主要内容为随着互联网的发展,我们已经进入了社会高速发展的时代。大家对生活的质量要求不断提高,与生活息息相关的交通出行信息也成为人们关注的重点,出行道路是否畅通,如何能快速的抵达出行的目的地,哪些地方是日常生活中指定时段的热点区域,哪些路段有施工或者事故信息,这些信息都影响着人们的生活,同时人们出行的规律信息分析也成为交通规划部门规划道路和制定交通规则的依据。本论文所研究的内容为哈尔滨市交通状态信息呈现系统。系统主要包括道路信息模块和车辆信息模块。其中道路信息模块是在电子地图上对影响交通的基础信息进行维护主要功能包括交通施工信息、交通事故信息及道路属性信息。车辆模块主要功能包括路径推荐,OD分析,路况信息,车辆位置及GPS轨迹信息呈现,实现车辆模块这些功能的基础首先是将车辆GPS点用地图匹配算法将车辆的GPS点修正到正确的路段上,本文采用综合地图匹配算法实现。同时本文的路径推荐功能使用了最短路径算法,在最短路径中增加了交通施工,交通事故和交通规则的权值。车辆OD分析包括热度图和期望线图,系统将地图划分成不同的区域,分析车辆轨迹的起点和终点,用热度图和期望线图将分析结果呈现在地图上。路况信息根据道路上车辆的平均速度判断道路的拥堵情况并用不同的颜色在电子地图上表示道路的交通状况。本论文中道路信息模块产生的数据可供公众进行查询和搜索,是车辆信息模块的数据基础,其中的交通施工,交通事故以及道路属性信息是地图匹配算法和最短路径算法的权值。车辆信息模块通过对哈尔滨全市的出租车GPS信息进行分析,用数据说明人们出行的热点区域,并将信息呈现在电子地图上,这些信息为交管部门发布交通预警,制定交通规则,规划道路提供依据。本论文开发环境为windows平台,系统采用Web GIS方式进行开发,系统使用了Java开发语言并使用Spring框架和Oracle10g数据库进行系统的建设。在本论文的最后进行了系统的功能和性能测试,功能测试表明系统的各项功能已经满足用户提出的功能要求,符合用户的需求。性能测试证明地图匹配的准确性,系统响应的速度等性能能够达到预期的效果,测试的结果总体与预期相符,系统达到要求。
哈尔滨市交通状态信息呈现系统的设计与实现
这是一篇关于网络地理信息系统,地图匹配,最短路径,热度图,出租车轨迹的论文, 主要内容为随着互联网的发展,我们已经进入了社会高速发展的时代。大家对生活的质量要求不断提高,与生活息息相关的交通出行信息也成为人们关注的重点,出行道路是否畅通,如何能快速的抵达出行的目的地,哪些地方是日常生活中指定时段的热点区域,哪些路段有施工或者事故信息,这些信息都影响着人们的生活,同时人们出行的规律信息分析也成为交通规划部门规划道路和制定交通规则的依据。本论文所研究的内容为哈尔滨市交通状态信息呈现系统。系统主要包括道路信息模块和车辆信息模块。其中道路信息模块是在电子地图上对影响交通的基础信息进行维护主要功能包括交通施工信息、交通事故信息及道路属性信息。车辆模块主要功能包括路径推荐,OD分析,路况信息,车辆位置及GPS轨迹信息呈现,实现车辆模块这些功能的基础首先是将车辆GPS点用地图匹配算法将车辆的GPS点修正到正确的路段上,本文采用综合地图匹配算法实现。同时本文的路径推荐功能使用了最短路径算法,在最短路径中增加了交通施工,交通事故和交通规则的权值。车辆OD分析包括热度图和期望线图,系统将地图划分成不同的区域,分析车辆轨迹的起点和终点,用热度图和期望线图将分析结果呈现在地图上。路况信息根据道路上车辆的平均速度判断道路的拥堵情况并用不同的颜色在电子地图上表示道路的交通状况。本论文中道路信息模块产生的数据可供公众进行查询和搜索,是车辆信息模块的数据基础,其中的交通施工,交通事故以及道路属性信息是地图匹配算法和最短路径算法的权值。车辆信息模块通过对哈尔滨全市的出租车GPS信息进行分析,用数据说明人们出行的热点区域,并将信息呈现在电子地图上,这些信息为交管部门发布交通预警,制定交通规则,规划道路提供依据。本论文开发环境为windows平台,系统采用Web GIS方式进行开发,系统使用了Java开发语言并使用Spring框架和Oracle10g数据库进行系统的建设。在本论文的最后进行了系统的功能和性能测试,功能测试表明系统的各项功能已经满足用户提出的功能要求,符合用户的需求。性能测试证明地图匹配的准确性,系统响应的速度等性能能够达到预期的效果,测试的结果总体与预期相符,系统达到要求。
铁水物流中机车的定位及运输过程可视化
这是一篇关于铁水物流,机车定位,地图处理,地图匹配,可视化的论文, 主要内容为铁水物流是钢铁企业中通过工艺铁路运输铁水的一种特殊物流方式,物流中的铁水运输直接关系到相关生产人员的人身安全以及企业钢铁生产的效率,同时铁水物流也是涉及多部门协作的复杂工作。原有的铁水物流管理系统不能满足现在钢铁企业向生产规模化和管理智能化发展的需要。所以铁水物流的信息化和智能化建设对钢铁企业生产的提质增效具有重要意义。本文以国内某钢铁厂的智慧铁水物流项目作为背景,分析了原有系统所存在的问题。针对铁水运输中机车定位实时性和准确性方面的需求,根据厂区铁路的环境,设计了在高炉盲区、倒罐站内、架空物料输送管道下和铁路道岔处不同的定位方案,提高了机车持续定位的可靠性。针对测绘出的工艺铁路地图轨道线路无法满足可视化展示的需求,利用非线性变换的方法将原工艺铁路地图转换为可用性更高的铁水调度图。针对GPS存在定位误差,导致机车的定位数据不会都落在工艺铁路的轨道上的问题。本文给出了地图匹配的方法将车辆的定位数据重新约束到轨道地图的线路上。为了机车在原始地图上的定位信息能正确映射到铁水调度图中,给出了机车从原始地图到铁水调度图的地图匹配算法。根据企业对铁水运输调度可视化的功能需求,设计了运输调度可视化的硬件架构和软件架构。基于B/S的网络架构完成了软件的开发工作。
基于GNSS/INS组合定位的煤矿企业调车作业监控系统研究
这是一篇关于铁路运输,煤矿企业,调车作业,机车定位,地图匹配的论文, 主要内容为铁路调车作业安全作为煤矿企业运输组织的关键环节,是保障铁路运输系统运转稳定、畅通、高效的基础,更是提高运输企业安全生产效率,实现科学技术智能化发展的重中之重。煤矿企业调车作业存在点多、面广、现场复杂多变的情况,始终是保障安全的重难点问题。随着我国铁路建设的高速发展,一些针对调车作业监控的高新技术和设备已经陆续投入使用,例如在无线调车机车信号和监控系统(STP)的保障下,调车中常见的事故明显减少。但是对煤矿企业运输部门而言,这些设备高昂的前期建设和后期维护成本不符合企业实际情况和需求。本文基于企业实际情况,为实现对调车作业的主动安全防护,消除作业安全隐患,设计了一个基于GNSS/INS组合定位的调车作业监控系统,能够在“低成本,高可靠性”的条件下实现对机车的精准定位和实时显示,并在作业过程中提供主动安全防护措施。主要研究内容包括:(1)设计适用于煤矿企业的机车定位算法。通过分析企业现状,确定其对于机车定位精度的需求,在此基础上,开展基于GNSS/INS组合导航定位算法的研究。构建了基于四元数的组合导航滤波算法,降低多源数据融合带来的误差影响;通过仿真实验对松紧两种组合定位模式进行对比,选择结构简单的松组合模式作为组合定位的结合方式。(2)基于GNSS/INS组合定位系统性能实验。结合卫星定位模块和惯性测量单元搭建了系统硬件平台,编写程序完成了系统软件的开发,通过现场实验对本文设计定位算法的有效性进行了验证。实验结果表明,在卫星信号良好的状态下,组合定位系统的定位位置误差小于5米,速度误差在0.5m/s以内;在卫星信号受阻期间,系统仍可以保持17s的误差范围内运行以及20s的有效运行时长,在卫星信号恢复后可以在10s内恢复精准定位。(3)调车作业监控系统开发。对煤矿企业调车作业监控系统进行了详细的设计,构建了数据库子系统,为系统数据存储、调用提供基础;开发了机车定位显示子系统,完成了企业铁路线路数字地图的绘制,采用地图匹配技术实现了将机车位置修正结果正确显示到线路地图上;研制了车载语音报警子系统,实现了语音报警功能。(4)车载调车作业监控设备研制。设计了车载硬件设备和硬件驱动程序,并将车载设备安装在企业调车机车上,进行实际运行检验。在调车作业期间,系统可以准确实时的显示机车位置和机车外部环境,并且在机车超速驾驶或途径防护区域前均会进行语音报警提示,满足了调车作业过程中的主动安全防护需求。
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