基于多传感器融合的轨道识别方法探究

随着地铁列车无人驾驶技术的发展,有必要增加线路障碍物监测系统功能,对列车运行前方障碍物进行主动探测、识别和预警。列车前方轨道识别及构建限界空间是列车车前障碍物监测的关键技术之一,只有在准确识别出轨道限界的条件下才能够判断列车前方检测到的目标的危险性。为解决单个传感器进行轨道识别存在的缺陷,提出一种融合可见光相机和激光雷达传感器,并借助深度卷积神经网络和点云特征,实现轨道识别的新方法。     

基于车载激光测距仪的城市轨道交通障碍物检测方案探讨

提出一种基于车载激光测距仪的铁路障碍物检测方案,该方案通过在列车头部安装激光发射及接收装置对列车前方障碍物进行检测。检测系统实时发射激光光束,当列车前方存在障碍物时激光发生反射,返回激光被接收装置接收,再通过测量激光的飞行时间推算出目标距离。该方案不仅能够发现线路障碍物,还能获取障碍物与列车之间的距离信息及移动障碍物的速度信息,为车载安全计算机生成列车自动防护曲线提供数据支持。     

城市轨道交通列车折返能力仿真系统设计与实现

城市轨道交通列车折返能力与城市轨道交通线路运输能力密切相关，通过列车折返能力仿真系统能够检验牵引特性、线路条件和停站时间等因素对列车折返能力的影响，对研究提高折返能力提供有效的帮助。文章介绍了城市轨道交通列车折返能力仿真系统的设计与实现过程，结合列车牵引计算、设备选型、线路条件等因素，该系统实现了对列车折返过程中速度曲线与折返时间的计算与仿真。以郑州轨道交通某折返站为例，对该系统的功能及技术可行性进行了验证，验证结果基本符合我国实际情况，该系统能够作为城市轨道交通列车折返能力相关工作的辅助工具。     

轨道交通远程瞭望系统

在轨道交通领域,如何提升列车运行净空安全成为目前运营的迫切需求。当前快速发展的人工智能技术、传感器技术以及无人驾驶技术为解决上述问题奠定技术基础。文章介绍一种轨道交通远程瞭望系统,其基于车载感知系统,采用障碍物识别、列车速度测量和三维地图构建3 种技术感知列车周围的环境,并运用车路协同感知系统实现路侧与车侧协同感知,判断前方线路情况,从而指导司机行车或采取防护措施,提高列车的运行安全性。     

基于光学测量的高速列车线路安全监控技术

针对高速列车运行中,列车本身无有效的安全监控装置,为填补高速列车车载线路安全监控的空白,根据高速列车运行环境、制动距离及安全监控需求,对可能的探测技术进行性能比选,分析表明以制冷型中波红外探测技术为核心的监控系统能够实现远距离的实时高分辨探测。在此基础上完成系统总体参数设计,并完成一套长焦距、小尺寸、100%冷阑匹配的光学子系统设计。最后搭建整机系统,并进行铁路现场实验测试。研究结果表明:该系统能够在雾霾等不良气象条件下昼夜对列车前方4 km外的铁轨以及障碍物等目标进行实时可靠探测,能为高速列车运行提供一种新型主动安全监控技术。     

高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统设计与实现

列车追踪间隔与高速铁路列车运营密切相关,通过列车追踪间隔仿真系统能够检验列车牵引特性、线路条件等因素对列车追踪间隔时间的影响,对研究列车追踪间隔时间优化及列车技术作业方案设计提供有效的帮助。文章介绍了高速铁路列车追踪间隔仿真计算系统的设计,使用列车间隔时间标准化计算方法,结合列车牵引计算、车站以及线路等数据,通过原型系统的开发,实现了列车运行曲线与列车追踪间隔时间的计算与仿真。具体介绍了系统结构,功能设计及数据结构,以一个实际数据为例对系统的功能以及技术可行性进行了验证。实验输出数据基本符合我国实际情况,该系统能够作为列车追踪间隔相关研究的可靠工具。     

铁路远程瞭望系统研究与应用

本文提出一种铁路远程瞭望系统,该系统通过在铁路沿线安装相机和现场图像处理单元对线路现场图像进行采集和处理,识别是否存在异物等状态。现场图像处理单元将图像和状态发送给远程瞭望服务器进行存储。列车上安装的车载终端或工作人员的手持终端可以自主定位,并根据当前位置向远程瞭望服务器请求列车前方较远距离的线路图像和线路状态并进行显示。该系统可以扩展司机视野,作为现有行车控制系统的补充,保障列车运行安全。同时,本文提出一种基于Markov随机场的异物识别算法,该算法通过Markov随机场建立动态背景模型,可以有效提高异物识别的准确性。现场实验表明该系统可以有效实现限界内线路异物的识别,并能够实现系统预定功能。     

CBTC系统列车识别与追踪技术研究

列车识别与追踪是列车运行监控的基础。本文就CBTC系统列车识别与追踪技术,通过ATS仿真平台中实际站场图例,对列车识别与追踪实现过程中需要的线路基础数据和车次号追踪的实现方法进行探讨。应用Visual C++6.0平台根据实际线路进行仿真验证。     

ATS仿真平台中列车追踪设计与实现

列车追踪是列车自动监控系统的重要功能.首先分析了列车追踪原理.根据ATS仿真平台中站场图实例,重点介绍列车追踪设计与实现过程中需要的线路设备数据和车次号追踪的实现方法.最后通过Visual C++6.0平台根据实际线路数据仿真验证.     

基于铁路公里标的半实物卫星定位仿真系统设计

针对列车卫星定位技术的研究需求,为实现列控系统中动态铁路公里标与卫星坐标完全对应,开展了半实物卫星定位仿真系统的系统架构和实现原理研究,完成了软件设计,实现了在室内环境下仿真系统的搭建,并通过应用测试验证了系统的功能.测试表明,在室内环境下模拟的卫星动态信号与实际线路一致,具有延时短和误差小的特点,可为利用BDS/GPS进行列车定位的技术研究提供试验环境.     

基于钢垫梁的CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层修复技术研究

针对高速铁路CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层伤损,以影响运输效率最小化、作业效率最大化为原则,提出钢轨切割、轨道板移出、砂浆清理、钢垫梁临时支撑、伤损支承层修复、轨道板复位和砂浆层灌注的作业方案。并以关键工装钢垫梁为研究对象,进行承载能力静载试验和有限元数值分析,论证该技术方案的可行性。在钢垫梁临时支撑阶段,采用视频监控及动力学监测技术手段,实时监控线路状态,保障施工安全。应用实践表明:该技术能在天窗时间内完成CRTSⅡ型板式无砟轨道支承层伤损修复,有效改善线路高低不平顺,恢复无砟轨道结构稳定性。     

茂县隧道挤压性变形段锚杆作用效果分析

针对茂县隧道穿越活动断裂带及其影响区所遇到的挤压性变形问题,通过对1号斜井及左洞前期施工变形统计分析,以及现场锚杆施工存在的问题,针对性地提出锚杆施工工艺的改进措施,并开展长期跟踪监测。研究结果表明:锚杆工艺改进前,1号斜井和左洞收敛均值分别为689.2 mm和624.8 mm,且1号斜井变形不收敛,左洞收敛时间达6个月;锚杆工艺改进后,左、右洞水平收敛均值分别为320.4 mm和141.2 mm,相比左洞工艺调整前分别下降77.4%和40.6%,且收敛时间缩短至约4个月;按"孔腔通畅+非收缩浆液+可简单验证和不可逆转灌注满浆"的思路综合性改进锚杆施工工艺可显著提升锚杆质量,发挥其在抑制隧道挤压性变形中应有的作用。     

有轨电车用6号嵌入式道岔无缝化分析

为探明有轨电车嵌入式道岔无缝化的可行性,通过建立有轨电车用嵌入式道岔有限元模型,对钢轨强度、高分子材料特性、钢轨伸缩位移、轨道稳定性以及断缝值进行计算分析。研究结果表明:在温度荷载作用下,基本轨承受一定的附加力作用,钢轨最大温度力出现在直基本轨上;钢轨强度、稳定性及断缝均满足要求;嵌入式道岔最大伸缩位移出现在尖轨尖端,在升温55℃时,其尖轨尖端伸缩位移值为3.16 mm,高分子材料无损坏,可保证对钢轨的锁固作用;有轨电车用嵌入式道岔无缝化可行。     

单护盾隧道掘进机在砂岩、砂质泥岩地层中的掘进参数关系研究

单护盾TBM(隧道掘进机)在城市轨道交通的砂岩、砂质泥岩地层中的应用研究未有先例。以重庆轨道交通5号线大竹林停车场—重光站区间隧道施工为依托,通过分析单护盾TBM施工过程中掘进速度与各掘进参数的关系,获得了掘进速度随各参数的变化规律;通过统计分析得到了正常掘进状态下的掘进参数推荐值,拟合了掘进速度与掘进参数间的关系方程;通过对比验证了采用掘进参数推荐值可以获得更高的施工效率。     

重庆地区层状岩地层超大断面暗挖地铁车站施工工法比选

针对重庆地区层状岩地层暗挖地铁车站的特殊地质条件、超大断面及受施工工法影响显著等特征,建立了层状岩地层双层叠合初支拱盖法、双侧壁导坑法、中隔墙加台阶法数值计算模型,进行了施工工法适应性分析,并结合实际工程经济指标进行了对比分析。结果表明:双层叠合初支拱盖法的各项考查指标均能很好地满足控制标准,且3种工法对洞周收敛形态控制都较好,衬砌结构的安全性亦较高;同时该工法能较好地适应重庆地区的地质条件及经济性要求,具有工作面大、效率高、工序少、施工安全等显著优点,亦具有较强的经济适用性。建议在重庆地区层状岩地层超大断面暗挖车站施工中采用双层叠合初支拱盖法施工。     

淤泥质土及粉细砂地层盾构施工地表沉降监测分析

淤泥质土和粉细砂为地铁隧道施工的主要不良地质土层。分析盾构掘进在该土层造成的地表沉降规律,这有利于采取合适的施工技术对策。以佛山地铁2号线花仙区间为实例,对淤泥质土及粉细砂地层盾构施工地表沉降监测数据进行了分析。结果表明:在淤泥质土层中,地表沉降主要发生在管片脱出盾尾和后期的固结沉降阶段;在粉细砂层中,地表沉降主要发生在盾构掘进和管片脱出盾尾阶段,且盾构施工对粉细砂层的影响大于对淤泥质土层的影响。     

地铁9号道岔侧向通过速度提升可行性研究

为提高地铁9号道岔侧向过岔能力,提出将9号道岔侧向通过速度提升至50 km/h,为此设计了5种道岔平面线型方案。基于车辆-道岔耦合动力学理论,分析不同的道岔平面线型方案对地铁车辆运行平稳性、安全性的影响。经方案比选可得:地铁9号道岔尖轨采用相离半切线型,尖轨尖端理论厚度增加至2 mm,尖轨冲击角取0.014 1 ~ 0.015 3 rad,既可提高尖轨的整体耐磨性,也可保证过岔较好的乘坐舒适性;导曲线半径采用350 m,有利于降低列车经过导曲线时未被平衡的离心加速度,提高列车过岔舒适性。     

地铁车站二氧化碳相变致裂法施工的动力响应分析

以乌鲁木齐地铁1号线王家梁车站小导洞CO2相变致裂法施工为工程背景,研究CO2致裂技术原理。计算得出压力为270 MPa的CO2致裂器致裂产生的能量与277 g TNT所具有的能量相当。使用LS_DYNA软件对转化为TNT当量的CO2致裂爆破进行数值模拟,对地表BRT(快速公交)车站和浅埋排水管两处风险源进行安全分析。研究表明:各监测点振动速度达到峰值的时间与应力波传递时间一致;爆破的振动影响随着离爆源的距离逐渐增加而逐渐减小,模拟和实测振动速度均在安全范围以内。将CO2致裂能转化为TNT当量进行模拟计算的方法合理可行。     

基于SVM-PSO算法的大跨度悬索桥挠度可靠度研究

为了研究高维随机参数作用下大跨度悬索桥运营阶段挠度可靠度,在有限元计算基础上,基于支持向量机(support vector machine,SVM)建立成桥阶段挠度可靠度模型,结合优化后的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)计算结构运营阶段挠度可靠指标。研究结果表明:借鉴遗传算法中的变异思想,通过设置中间变量约束条件,可以解决粒子群算法易早熟、后期迭代效率低的问题,进而提高计算效率与精度,基于SVM-PSO算法的结构可靠度方法高效准确,普立特大桥挠度可靠度满足正常使用极限条件下的要求。     

基于调速性能仿真的地铁隧道防淹门启闭装置设计优化

对落闸式防淹门启闭装置的应用情况进行了分析,优化设计了卷扬式启闭机的结构形式,并在地铁隧道工程中得以应用。针对防淹门快速落闸的时速问题,通过AMESim仿真平台耦合建立了机械离心式调速器的重力加速模型、离心力模型和摩擦力矩模型,对启闭装置的调速性能进行了仿真研究,为调速器的参数化设计提供了理论依据和研究方法。