基于DGPS和电子感应技术的鱼雷罐车定位跟踪系统研究

摘要

当前，我国是世界上钢铁生产量和消费量最大的国家。但我国钢铁企业物流技术相对落后，极大制约了我国钢铁事业的发展。钢铁工业中，在物流方面起重大作用的是铁水运输，铁水运输的关键就是鱼雷罐车的生产调度，而制约鱼雷罐车调度的主要问题是工作人员不能及时的获取鱼雷罐车的状态信息和位置信息。为了解决以上问题，本文以某钢厂现有的物流跟踪系统为基础，研究设计出一种基于差分全球定位系统（Differential Global Positioning System，简称DGPS）和电子感应技术的鱼雷罐车定位跟踪系统，它能有效地把鱼雷罐车的各种信息都汇总起来。主要从以下几个方面展开研究:　　首先，分析了现有机车定位算法的优缺点，提出了一种基于DGPS和电子感应技术的鱼雷罐车定位跟踪算法。该算法主要包括两个部分:机车定位算法和鱼雷罐车跟踪算法。机车定位算法是基于DGPS和轨道电路定位的，具有精度高和鲁棒性好等优点;鱼雷罐车跟踪算法是基于电子感应装置的，该电子感应装置包括电子挂接器和车列检测器，可以构建射频通信自组网络，能实现鱼雷罐的实时定位跟踪。　　其次，通过对某钢厂现有系统的研究，设计了鱼雷罐车定位跟踪系统方案。该系统为机车和鱼雷罐车两端装配电子感应装置，并开发一系列的相关软件和接口，以便与现有的其他系统通信;同时，该系统不仅能及时得到鱼雷罐车的各种状态和位置信息，还可以自动排查、定位电子挂接器通信故障和摘挂故障，便于调度人员对鱼雷罐车安全、高效的调度，提高鱼雷罐车的周转率。　　最后，本文通过对多线程编程技术的研究，对铁路站场和鱼雷罐车的运输过程进行建模分析，设计出鱼雷罐车定位跟踪系统的仿真模拟软件，验证了算法的正确性和实用性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景以及意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究必要性和意义

1．2 定位跟踪技术的研究现状

1．2．1 机车定位跟踪技术的研究现状

1．2．2 DGPS定位跟踪技术研究现状

1．2．3 射频通信研究

1．3 主要研究难点以及本文研究目标

1．3．1 研究难点

1．3．2 研究目标

1．4 论文结构

1．5 本章小结

第二章 相关理论及技术简介

2．1 铁水运输相关技术

2．1．1 铁水运输的要求

2．1．2 铁水运输方式

2．2 DGPS定位技术

2．2．1 GPS简介

2．2．2 GPS定位原理

2．2．3 DGPS原理

2．2．4 GPS定位精度与主要误差

2．2．5 GPS技术在铁路方面的应用

2．3 射频通信技术

2．3．1 射频通信

2．3．2 保证射频通信可靠性

2．4 多线程编程技术

2．4．1 进程与线程的概念

2．4．2 多线程操作概述

2．5 本章小结

第三章 鱼雷罐车定位跟踪算法的研究与设计

3．1 鱼雷罐车定位跟踪系统需求分析

3．1．1 公司物流跟踪系统现状

3．1．2 现有物流跟踪系统存在的问题

3．1．3 系统最终目标

3．1．4 系统功能需求

3．2 鱼雷罐车定位跟踪方法研究

3．2．1 定位算法的评估指标和几种常见机车定位算法分析

3．2．2 鱼雷罐车定位跟踪方案设计

3．3 基于DGPS和轨道电路的机车定位算法

3．3．1 硬件需求

3．3．2 算法实现

3．3．3 算法分析

3．4 基于电子感应装置的鱼雷罐车跟踪算法

3．4．1 算法中的物理模型和相关定义

3．4．2 算法设计

3．4．3 算法中的关键点以及难点分析

3．5 本章小结

第四章 鱼雷罐车定位跟踪系统的设计

4．1 鱼雷罐车定位跟踪系统总体设计

4．2 硬件结构设计

4．2．1 电子挂接器设计

4．2．2 车列检测器的设计

4．3 软件功能设计

4．3．1 系统服务端软件

4．3．2 系统客户端软件

4．3．3 通信管理软件

4．3．4 鱼雷罐跟踪信息处理软件

4．4 系统接口设计

4．5 本章小结

第五章 鱼雷罐车定位跟踪系统的仿真与分析

5．1 鱼雷罐车定位跟踪系统的仿真分析

5．2 鱼雷罐车定位跟踪系统的仿真研究与设计

5．2．1 仿真软件界面设计

5．2．2 仿真软件实例模型

5．2．3 仿真软件功能实现

5．2．4 关键技术实现

5．3 仿真结果分析

5．3．1 机车唤醒过程

5．3．2 Named_info处理过程

5．3．3 Named_info下传过程

5．3．4 I上传过程

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况