GPS装置在动车组自动广播系统上的应用

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摘 要：主要介绍借助列车总线，在CRH2型动车组自动广播系统上安装gps定位系统，整合后的系统能够如何更为精确的播报广播内容。

关键词：GPS 动车组 自动广播

中图分类号：TN943 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）002-055-02

1 引言

当前我国高速铁路处于快速发展时期，高铁运营里程在短短的几年间从几百公里增长到数千公里，运营线路。CRH2型动车组的自动广播系统是以走行公里为参考标志的系统，复杂的线路和较大的走行公里误差对该系统来说无疑是一个重大挑战。上海局目前管理的高铁线路众多，具有以下两个特点：

（1）线路交错复杂，自动广播系统对线路识别较为困难。

（2）上海局管内有上海、杭州、南京三大枢纽，径路较多、道岔复杂，造成动车组累计走形公里差别较大，自动广播错报、误报、晚报。

旧有自动广播装置显然已无法满足如此错综复杂的线路情况。为实现更为精确的自动广播播报，试设计以GPS定位系统为辅助的自动广播系统。

2 GPS系统定位原理

GPS定位系统是依靠卫星通讯的无线电导航定位系统，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。不论在任何时间、任何位置和任何天气下都可以稳定工作，具有连续性和实时性的定位和导航的功能。GPS的定位原理其实很简单，就是利用测量学对空间位置进行测定。用户通过手持设备接收各通道发送的电磁波信号，再通过一系列计算便可得出地面位置坐标。

2.1 GPS的组成

按系统组成GPS可以分为三个部分：空间部分、地面设备和手持设备。

（1）该系统构建之初共设计和发射二十四颗卫星，这些卫星分布在空间六个等间隔轨道上。这样的设计方式可保证在任何地区、任何时刻都可以接受到不少于四颗卫星的信息，这二十四颗卫星中有三颗是做为备用卫星。

（2）地面部分即为地基监控站，是由一个主控制站和四个辅助控制站组成。主控制站建在美国，四个辅助监控站分别设在三大洋上。

（3）手持设备有的形式多种多样，可以统称为GPS客户端或者手持机。要想实现定位或者导航，必须通过接收多颗卫星的信号来计算出自身的位置。如果按接受信号的话则可分为单频C/A码接收机和双频P码和Y码接收机。

2.2 GPS工作原理

相同的接收机又有不同的工作方式：差分工作方式和独立工作方式。差分工作方式需要两台接收机，第一台接收机作为基准接收机，它的位置信息已经经过确定；第二台接收机通过比对第一台接收机的位置来修正自己的位置。基准差分台能够消除卫星数据中由于外界因素所产生的影响，通过基准信息和第二接收机的数据信息能修正所产生的误差，从而可以得到更为精确的定位。独立工作方式即为一台单独的用户接收机，通过直接接收卫星数据来计算当前位置信息。

2.3 GPS传输信号分类

3 GPS定位系统在自动广播系统上的应用

CRH2型动车组现有自动广播系统，依靠对列车走形公里的监控来触发自动广播。

3.1 CRH2型动车组自动广播系统组成

CRH2型动车组列车信息控制系统对动车组各部件进行全面、实时的信息化控制，通过信息的分散采集，远程诊断，网络传输，集中处理，对各类信息进行实时汇总分析。列车网络采用ARCNET和HDLC光纤传输方式，系统主要由列车信息中央装置、列车信息终端装置、列车监控显示器、IC卡读写装置以及引导信息显示器等组成。

自动广播系统播报音频和文字两方面的信息。列车信息系统负责将信息传输到引导信息显示器、侧面目的地显示器发出显示内容及显示指令，并定时发送触发信号到7车厢列车广播系统，引导自动广播播报音频引导信息。车内信息显示器所显示的内容包括停车站向导、新闻、宣传等并显示地点信息等。自动广播音频信息包括始发、终到、停靠站信息和车内设施介绍信息。通常我们在地面计算机将上述信息进行编辑后，存储到IC存储卡中。通过司机室IC卡读写装置读出，输入到列车信息控制装置中。

3.2 GPS定位装置应用在自动广播系统上的设计方案

GPS装置通过接收卫星定位信息，通过内部处理将接收码转化为三位坐标信息。GPS输出的数字信号不能为列车中央装置所识别，为此该处需加装信号转换装置。将GPS输出的数字信号转换成与读卡器输出同制式的电波信号，输出给中央装置。

4 结束语

GPS定位系统的高可靠性能及输出的准确三维坐标，能最大程度的满足自动广播系统对位置信息的需求。因此，将GPS定位系统应用到列车自动广播上，能解决复杂线路带来的广播困难和提高播报的准确性。

参考文献：

[1] （美）Christopher J.Hegarty.GPS原理与应用（第二版）[M].北京：电子工业出版社，2007.

[2] 华高股份有限公司.CRH2型动车组自动广播系统[S].

[3] 南车时代电气股份有限公司.CRH2型动车组网络控制系统（MON）原理[S].