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为了进一步完善铁路调度管理体系,保障列车运行安全,对原有的列尾安全防护系统进行了改进,增加了列车追尾防护的功能。列尾安全防护系统通过GSM-R(GlobalSystem of Mobile Communication for Railway,铁路数字移动通信系统)网络通信平台,向一定范围内的前后列车报告本车的列车信息,列车防追尾控制模块根据接收到的信息计算列车实时长度、前后车的间距、相对速度等,与尾部风管信息进行融合,准确判断列车的运行状态,依据模糊控制规则辅助控制列车制动,同时进行数据信息显示及报警。主要研究内容如下:首先,对GSM-R通信网络进行了简单的介绍。GSM-R通信系统既可解决列车尾部风压数据传输问题,又可以解决前后列车通信的问题。文中简单介绍了GSM-R网络的参数及主要技术条件,并对现有高速列车GSM-R网络覆盖方式进行了改进。通过可靠性与有效性分析,改进后的网络结构在可靠性和有效性上均优于传统的传输结构,并且受到列车速度的影响也更小。其次,对改进后列车尾部装置的软硬件进行了设计。对列尾防护系统尾部装置的改进是建立在充分利用原有列尾装置设备的基础上,改进后列车尾部防护系统尾部装置的硬件部分由控制板和GPS(Global Positioning System,全球定位系统)板两部分组成。本设计选用C8051F020芯片作为主控制器,选用TIM-LH模块作为接收定位信息的GPS接收模块;在软件方面,提出了列尾装置主程序流程图、GPS数据处理程序流程图、列尾防护系统头部装置中断程序流程图等。最后,对列车尾部防追尾控制模块进行了设计。建立了列车防追尾距离模型,在所建立的模型中,安全制动距离的时间包含了司机的反应时间,这样可以保证列车司机有充足的反应时间,及时准确的对列车进行操作;在危险距离的计算中没有考虑司机的反应时间,假设此时的司机已处于高度警惕的状态。利用Matlab/Simulink对自动控制系统进行了仿真,由结果可以看出列车尾部控制模块可以有效地控制车速,实现列车防追尾的目的。改进后的列尾防护系统在信号设备出现故障时也能保障列车运行的安全,在一定程度上解决了列车接近预警和运行列车防追尾报警的问题。