低成本列车运行控制系统不仅可以减少轨旁设备,而且可以降低运营成本以及维护费用。基于GPS的列车可靠定位是实现低成本列车运行控制系统的基础。而GPS直接定位存在定位误差大,定位数据漂移的情况,为此,为了提高列车定位的精度,常利用地图匹配技术来改进定位精度。已有的地图匹配算法研究多集中于公路交通系统的应用,研究充分利用铁路特有的轨道电子地图信息来改善列车的定位精度并使之满足匹配的实时性具有重要的现实意义。可靠、准确的电子地图是提高列车定位精度的基础,本文首先针对铁路轨道的“规则化”二维模型,采用曲线分段建模的方式对不同轨道区段的数据进行建模。其次,在数据预处理部分,当列车处于静止(或速度值低于某个阈值)状态下时对GPS接收机输出的冗余定位信息值进行了处理;对列车行驶过程中较低输出频率的定位点信息利用插值法来实现数据补充。在地图匹配算法部分,为了满足线匹配的实时性,设计了移动距离窗(依据实际需求设定每次需匹配的路径长度)的匹配方法,通过在铁路系统中普遍采用的点匹配法基础上建立误差补偿来获得更高的定位精度;对列车运行于有岔区段的情况,提出了既满足匹配实时性又能准确判别列车行进路径的基于面积——距离的匹配方法,并通过对有岔区段的数据训练寻求最优分类面,然后采用模式分类的方法进行有岔区段列车行进路径的判别。最后利用三家店站场采集的数据对算法涉及的各个部分分别进行了验证。实验结果显示,本文提出的地图匹配算法可提高匹配精度,解决线匹配的实时性,改进了列车在有岔区段路径匹配的准确性,达到了设计要求。