蔡伯根
- 作品数：403 被引量：1,132H指数：17
- 供职机构：北京交通大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程自动化与计算机技术电子电信天文地球更多>>
- 列车组合定位系统故障检测与隔离算法的研究
- 本论文设计了一种列车组合定位系统的故障检测与隔离算法。原理是首先以适当的方式对各个传感器进行组合，应用联邦卡尔曼滤波器对定位参数的误差做最优估计。采用残差x2检验法和状态x2检验法相结合的故障检测方法判断传感器故障，当判...
- Zhang Feng张峰Cai Bogen蔡伯根
- 关键词：故障检测半实物仿真
- 应用于列车控制系统的地图数据库的研究
- 本文提出了一种应用于列车控制系统的铁路地图数据库的设计方法。根据铁路轨道的拓扑结构以及列车控制系统的功能要求,对铁路地图数据库的内容进行了定义,并且对其中的地图精度问题提出了解决的方法。
- 王剑蔡伯根吴建平
- 关键词：地图匹配GPSGIS列车定位
- 文献传递
- 基于CS-BP的列车卫星定位欺骗干扰检测方法
- 2024年
- 随着列车运行控制模式车载自主化、系统智能化发展需求的不断深化,新型列车运行控制系统的设计与运用对列车测速定位自主性、可信性的需求愈发显著。全球导航卫星系统因其具备覆盖范围广、定位精度高、全天候等优势,成为新型列车控制系统实施列车自主定位的重要发展应用方向。卫星导航系统存在显著脆弱性,来自铁路沿线运行环境的干扰会对列车定位感知性能形成严重威胁,因此,准确、及时检测并识别干扰的发生是实施有效防护并确保列车运行安全的关键。欺骗式干扰通过信号转发或者定制生成虚假卫星信号信息,可诱骗接收机终端使其解算出错误的定位结果,具有复杂性、隐蔽性和危害性,对特定设备的影响极大。基于此,研究并提出一种列车卫星定位欺骗干扰检测方法。首先,分析列车卫星定位面临的欺骗干扰特征;其次,提取对欺骗干扰敏感的观测量构建典型特征量;然后,设计包括样本集构建、离线模型训练、在线检测识别等环节的欺骗干扰检测总体方案,提出基于布谷鸟搜索算法改进BP神经网络的卫星定位欺骗干扰检测模型构建方法;最后,搭建列车卫星定位欺骗干扰测试环境,采用多种观测信息及特征实施干扰样本的CS-BP模型训练并将其用于识别特定形式欺骗干扰的存在与特征,结合不同类型欺骗干扰注入测试对所提出检测方法的性能进行验证与对比。研究结果表明:布谷鸟搜索策略能够扩大搜索范围,跳出局部最优并实现快速迭代收敛,且收敛寻优性能受参数条件影响较小;基于布谷鸟搜索改进BP神经网络的建模方法相对常规地图匹配残差门限检测及代表性机器学习方法具有更优建模性能,对不同种类卫星定位欺骗干扰模式的检测准确率更为稳定,在时间敏感度、精确度、F1分数等方面更具优势。研究成果对列车卫星定位及其应用�
- 王思昊刘江刘江蔡伯根王剑
- 关键词：列车运行控制列车定位卫星导航欺骗干扰
- 基于GNSS/INS的列车定位风险评估方法被引量：1
- 2020年
- 全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)应用于列车运行控制系统位置服务时,需对其进行风险评估,以确保其满足安全相关的需求.为此,首先建立一种基于卫星导航系统与惯导系统(inertial navigation system,INS)融合的列车定位单元结构,通过分析传感器融合数据对故障进行检测及识别,并计算水平保护距离,结合水平位置误差、水平告警门限、告警时间等指标参数,对列车定位单元的工作状态进行识别;其次在此基础上分析由危险状态生成的风险事件,并计算列车定位单元危险侧失效率及故障概率;最后结合现场试验数据对所提出的风险评估方法进行测试验证.验证结果表明:若误警率、漏检率均为1×10^−7/h,水平告警门限为20 m,定位单元在相对开阔环境下的故障率为9.14×10^−7/h,受限环境下的故障率为1.52×10^−4/h;若运行线路对风险指标参数需求降低,则误警率、漏检率及水平告警门限也会增大,受限环境下的定位单元故障率也随之降低,在误警率、漏检率均为1×10^−5/h,水平告警门限为100 m时,计算获得的受限环境下定位单元故障率为0.因此,在对定位单元进行风险评估时需考虑不同线路对指标参数的需求.
- 吴波前蔡伯根陆德彪陆德彪
- 关键词：列车定位全球卫星导航系统多传感器融合风险评估
- 基于VBGMM-DCNN的列车卫星定位欺骗干扰检测方法
- 2023年
- 面向基于全球导航卫星系统的铁路列车定位实施欺骗干扰的主动检测,在卫星定位解算层次,运用深度学习建模学习方法的优势,提出一种基于变分贝叶斯高斯混合模型-深度卷积神经网络(variational Bayesian Gaussian mixture model-deep convolutional neural network,VBGMM-DCNN)的列车卫星定位欺骗干扰检测方法。该方法首先提取能够充分体现欺骗干扰对定位解算过程作用影响的卫星观测特征参数,构建干扰检测特征矢量;然后,采用VBGMM模型拟合经过预处理的特征向量的概率分布,得到二维概率密度图;最后,将概率密度图用于DCNN模型实施欺骗干扰的检测决策。结合现场实验所得运行场景数据,利用实验室搭建的欺骗干扰测试环境实施了干扰注入测试与检验,结果表明,欺骗干扰检测性能随着DCNN网络深度的增加而提升,相对于常规有监督决策方法F1值最高提升44.68%。基于VBGMM-DCNN的欺骗干扰检测能够适应测试验证中运用的列车运行特征及定位观测条件,所达到的检测性能优于对比算法。
- 王思琦刘江刘江赵阳
- 关键词：全球导航卫星系统列车定位
- 一种卫星信号受限条件下的列车组合定位方法
- 本发明提供了一种卫星信号受限条件下的列车组合定位方法，此方法在卫星定位有效的情况下，利用卫星导航系统提供的位置信息来修正惯性导航系统的误差，将列车姿态信息与车轮传感器的输出参数进行组合，计算得到导航坐标系下的三维速度，为...
- 姜维蔡伯根陈思睿王剑上官伟陆德彪刘江
- 文献传递
- 基于GPU的列车卫星定位接收机捕获引擎设计
- 2023年
- 下一代列控系统中提出了应用卫星导航提供位置服务的需求,相应的卫星导航硬件接收机价格高昂,不能兼具场景测试的灵活性和设备的便携性。传统软件接收机可根据需求更改基带算法,灵活性高,但由于串行捕获的原因导致其耗时较长,影响用户首次定位的时间。本文针对铁路沿线开阔和存在遮挡的强弱卫星信号场景,设计了基于GPU的双模捕获引擎,分析了信号捕获速度以及灵敏度。首先,介绍了基于FFT的并行码相位捕获算法;其次,利用GPU与CPU异构并行计算平台,设计了强弱信号的并行捕获架构;然后,对捕获的各个模块进行并行性设计,通过对载波多普勒、多颗星并行实现强星的搜索,对于弱信号捕获,提出一种间断性补偿码多普勒的全比特法来提高捕获速度。最后,使用现场轨道坐标测量数据仿真生成了不同载噪比的中频数据来验证并行捕获的正确性,并对捕获耗时、灵敏度进行了分析与对比。仿真结果表明:5 MHz采样率下,冷启动搜索12颗GPS/BDS强星信号只需32.5 ms;对25 dBHz的弱信号,GPS与BDS的捕获概率分别达到90%和80%,捕获时间减少了29.3%,在保证灵敏度的同提升了捕获速度。对2种铁路场景设计了相应的并行捕获架构,在铁路沿线捕获强弱卫星信号的同时能够降低列车首次定位时间,为列车专用软件接收机捕获引擎的设计提供了参考。
- 黄颂巴晓辉蔡伯根姜维王剑
- 关键词：列车定位捕获CUDA并行计算
- 一种列车综合监控系统
- 本发明涉及一种列车综合监控系统，包括车载设备、无线传输设备和地面监控中心；车载设备用于采集实时信息；无线传输设备用于传递实时信息；地面监控中心用于处理实时信息并对车载设备进行反馈；本发明的益处为：各个设备体积小、组网灵活...
- 王忠立蔡伯根黄振晖王贵国贾春肖闫妍吴显花义峰王剑刘江张天白
- 文献传递
- 列车组合定位信息采集平台的研究被引量：3
- 2007年
- 实时列车位置信息是列车运行控制的基础。基于全球卫星定位系统(GPS)、惯性测量单元(IMU)和里程计(ODO)的通用列车组合定位系统信息采集平台以ARM7处理器为核心。通过研究各种传感器数据的传输以及解算延迟问题,并对延迟进行补偿,解决传感器信息同步以及数据标准化存储等问题。系统提高了列车组合定位的精度和可靠性,同时也为不同融合算法的分析和比较提供了更为可靠的数据源。
- 袁振江蔡伯根
- 关键词：列车定位数据同步全球卫星定位系统惯性测量单元里程计
- 基于简化差分相干积累的北斗B1频点信号精捕获算法被引量：5
- 2014年
- 北斗卫星信号的捕获速度、灵敏度及精度将直接影响接收机的性能指标.本文提出了一种提高北斗导航卫星B1频点信号检测信噪比的精捕获算法,该算法基于简化差分相干积累(SDCI)的短时匹配滤波器(STMF)和快速傅里叶变换(FFT)运算(STMF_FFT).为了保证在降低FFT运算量和提高信号检测概率的条件下,获得更精确的多普勒频率估计,采用逼近效果较好的切比雪夫线性最小二乘曲线拟合法得到多普勒频移的精确化估计值.理论分析和仿真验证表明:本文提出的SDCI算法比非相干积累算法获得的检测信噪比高约3.2 dB.
- 安毅蔡伯根宁滨王剑上官伟
- 关键词：北斗卫星导航系统信号捕获
