有軌電車信號(hào)系統(tǒng)車地通信的研究.pdf

1、現(xiàn)代有軌電車具有安全舒適、綠色環(huán)保，載客量大，速度快等多種優(yōu)點(diǎn)，因此在交通擁堵、環(huán)境惡化等現(xiàn)象越來越嚴(yán)重的情況下，使得有軌電車在城市軌道交通中越來越受到的青睞。
　　有軌電車車地通信主要分為列車與列車自動(dòng)監(jiān)控中心(Automatic Train Supervision，簡(jiǎn)寫ATS)的通信、列車和軌旁控制器(Wayside Control Unit，簡(jiǎn)寫WCU)的通信兩種。列車與ATS通信主要實(shí)現(xiàn)列車向ATS提供列車運(yùn)行狀態(tài)、列車位

2、置等信息并且能夠獲取到ATS發(fā)出的例如運(yùn)行計(jì)劃、列車行駛控制等命令。列車與WCU通信的主要目的是從WCU獲取到前方進(jìn)路道岔的占用及狀態(tài)。
　　在有軌電車信號(hào)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)車地之間高效可靠的通信工作可保證列車安全、快速、有序的運(yùn)行，目前實(shí)現(xiàn)車載設(shè)備與地面設(shè)備之間信息傳輸?shù)闹饕夹g(shù)有環(huán)線技術(shù)、GSM-R技術(shù)、WLAN技術(shù)等等，雖然這些技術(shù)均可實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的信息傳輸，但是都存在很多的缺陷，如成本高，布線困難等等，因此本文將選用其他通信方式

3、來實(shí)現(xiàn)有軌電車車地之間的通信。
　　無線傳感網(wǎng)絡(luò)是近年來出現(xiàn)的一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其應(yīng)用越來越廣泛。該網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)、終端和路由三種節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，能夠自主的完成遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸?shù)裙δ?，目前已?jīng)成功的應(yīng)用在鐵路、家居、煤礦等多種領(lǐng)域。ZigBee是一種高可靠的無線通信協(xié)議，其滿足無線傳感網(wǎng)絡(luò)的低功耗、低速率、低成本等要求，已經(jīng)成功的應(yīng)用在通信領(lǐng)域中。
　　在本文所設(shè)計(jì)的車地通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，將列車經(jīng)過的道路兩旁的站牌等站點(diǎn)

4、設(shè)定為路由節(jié)點(diǎn)，列車自動(dòng)監(jiān)控中心通信模塊作為協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)，有軌電車和軌旁控制器作為終端節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)按照Zigbee協(xié)議進(jìn)行通信，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)列車與ATS、列車與WCU狀態(tài)和命令交互，而且還能夠避免其他軌道交通通信系統(tǒng)線纜及大規(guī)?；üこ蹋裙?jié)省了城市道路的占用，也符合城市軌道交通的特點(diǎn)和綠色環(huán)保的理念。
　　本文對(duì)車載通信模塊、列車自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)通信模塊以及軌旁控制器通信模塊進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)。文中介紹了當(dāng)前有軌電車技術(shù)的發(fā)展概況，分析了

5、當(dāng)前應(yīng)用的有軌電車車地通信技術(shù)的不足，結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)和車地通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了一種基于ZigBee協(xié)議的車地?zé)o線通信模塊。
　　車地通信模塊傳輸協(xié)議采用ZigBee協(xié)議來實(shí)現(xiàn)列車與ATS、列車與WCU的通信功能。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信，還設(shè)計(jì)了能放在道路旁或車站內(nèi)完成信息轉(zhuǎn)發(fā)功能的路由節(jié)點(diǎn)。文中除了對(duì)通信節(jié)點(diǎn)各個(gè)子模塊的硬件電路進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和介紹之外，還實(shí)現(xiàn)了軟件部分的設(shè)計(jì)。
　　為了降低傳輸過程中出現(xiàn)重復(fù)幀、錯(cuò)誤幀