机车自动驾驶技术研究与应用

当前轨道交通正朝着绿色、智能的方向发展，自动驾驶可进一步降低列车运行能耗，提升列车运行效率、消除不同司机操纵差异、提升列车运行一致性，是未来路网条件下列车有序协同运行的控制基础，也是轨道交通智能化方向技术发展的典型代表。文章分析了机车自动驾驶研究的国内外现状和技术难点，阐述了满足我国干线机车运用需求的机车自动驾驶系统整体架构，设计了有人值守的机车自动驾驶方案，详细介绍了列车运行规划与速度控制、列车纵向动力学仿真、多传感器融合感知、列车系统运行仿真等关键技术，并对机车自动驾驶技术未来的发展方向进行了思考和展望。基于上述技术的机车自动驾驶系统已在多个铁路局和铁路公司装车运用并取得显著的应用效果。该系统可支持不同的编组和载重，可适配不同的车型、控制系统、信号系统，具有良好的通用性和可推广性。     

HXD1型机车自动驾驶系统设计与应用

主要介绍HXD1型交流传动电力机车的自动驾驶系统方案设计与应用情况,以机车改动最小、成本最低为原则,通过加装自动驾驶系统设备、通信及供电线缆实现自动驾驶功能。通过机车自动系统的成功运用,降低了人工劳动强度,杜绝了人为失误因素,提升了机车操纵水平和操纵一致性。     

机车自动驾驶系统模式切换策略研究

受铁路基础装备技术和国内复杂运用环境限制,机车自动驾驶系统仍需在有人值守的情况下工作,所以应有完善的自动驾驶系统模式切换策略来界定值守人员和自动驾驶的权限边界。以机车运行安全为原则,基于列车纵向动力学分析动态切换时列车的平稳性,阐述了机车自动驾驶系统的模式切换策略,该策略已经运用于机车自动驾驶实际应用中。大量实践案例证明,提出的机车自动驾驶模式切换策略能够有效保证机车控制权模式切换过程中列车的安全、平稳运行,取得了良好的运行效果。     

轨道交通装备技术演进与智能化发展

轨道交通系统已经发展成为以车辆装备为核心的复杂大系统。在历次工业革命的过程中,轨道交通装备始终走在科技革命的最前沿,推动着技术应用与产业化发展。文章从轨道交通装备智能化发展的角度出发,介绍了轨道交通在智轨快运系统、重载机车智能驾驶和智能运维等领域开展的智能化应用初步探索和实践,以及轨道交通在运输安全与高效方面的提升。最后,从单体智能、群体智能和系统智能3个维度对轨道交通未来的智能形态进行了探讨和展望。     

面向机车自动驾驶系统的预存数据处理技术研究

研究机车自动驾驶系统旨在用其替代司机的操纵,在保证列车安全平稳运行前提下,实现列车运行准点、节能等目标。为了支撑机车自动驾驶系统精准的优化控制策略,收集了大量优秀司机的经验操纵数据为系统控车提供科学指导,同时也收集了实际运营线路的特殊区段数据为系统控车提供基础导航依据。为了能够实时将这些数据提供给自动驾驶装置,文章研究并实现了基于列车运行监控记录装置LKJ2000的预存数据处理技术,该技术输出预存数据的正确率为100%,并且已在多个铁路局的机车自动驾驶系统中得到应用和验证。试验结果表明,该技术可为机车自动驾驶系统提供可靠的预存数据,满足实际应用需求。     

虚拟现实技术在机车模拟驾驶训练系统的应用

文章利用3DsMAX和VRP实现了HXD3D型电力机车三维建模和机车驾驶的虚拟场景,介绍了机车模拟驾驶训练系统开发的基本过程。本系统通过对机车驾驶操作流程的仿真,为受训司机提供了一个具有高度真实感的驾驶过程。     

货运机车自动驾驶系统贯通试验控制研究及应用

我国铁路运输复杂的运行环境给机车运行安全和自动驾驶安全防护控制带来了挑战，针对货运机车自动驾驶系统在西康（西安—安康）铁路新丰站—安康东站特殊场景下的运用需求，结合空气制动运用规则要求和司机操控习惯，介绍了自动驾驶系统贯通试验控制方法的研究与应用情况。货运机车自动驾驶系统在西康铁路的运行验证表明，该控制方法对列车空气制动系统的功能完整性起到了有效的监测、检验与确认作用，达到了预期效果，为自动驾驶控制模式下的列车安全运行提供了重要的防护保障。     

铁路机车乘务员智能实时监测系统研究

针对铁路机车乘务员工作过程中的重点危险因素，研究开发铁路机车乘务员智能实时监测系统。该系统基于深度学习技术和嵌入式视频分析设备，能够有效识别视线脱离、手比异常、疲劳驾驶等不安全作业行为；基于物联网实时获取机车乘务员健康与备班睡眠数据，及时发现机车乘务员健康问题和睡眠不足；该系统改变了依赖于滞后的人工抽查和事后追责的传统机车乘务员监管模式，代之以自动实时检测与即时告警，检测准确度和时效性均有明显提升。     

机车辅助驾驶系统的仿真平台研究

介绍一种基于仿真平台的机车辅助驾驶系统研究方法。机车辅助驾驶系统已成为提高行驶安全和效率的关键技术,然而,直接在实际机车上进行系统测试可能存在风险且成本高昂。因此,开发适用于机车辅助驾驶系统的仿真平台是必要的。通过对现有仿真平台的综述,分析其优点和不足,并提出一种基于虚拟现实技术的仿真平台设计方案。该平台能够模拟各种驾驶场景和交通情况,并允许研究人员对机车辅助驾驶系统进行准确的性能评估和功能测试。最后,通过实验验证该仿真平台的有效性和可行性,为机车辅助驾驶系统的研发提供有力支持。     

工效学新技术在机车驾驶环境设计中的应用

“人的因素”是机车驾驶环境设计中不容忽视的一个重要环节。文章对机车驾驶环境设计中的工效学问题进行了论述,对人体测量、人机几何适配性评价、视线跟踪、心理负荷测量和热环境评价等工效学新技术在机车驾驶环境设计中的实际应用进行了探讨。     

基于被动视觉的机车驾驶疲劳实时检测系统的研究

实时检测机车乘务员的疲劳程度,是提高机车运行安全的有效途径.本文提出一个基于被动视觉的车载机车驾驶疲劳时实检测系统.系统通过CCD摄像头获取驾驶状态下机车乘务员的图像,然后运用图象处理技术进行人脸检测、眼睛定位等处理,并提取眼睛的闭合度作为PERCLOS疲劳检测的依据.针对实时图像处理数据量大、运算复杂的特点,采用TMS230DM 6437作为核心处理器进行了硬件实现.实验表明,系统能准确实时地检测驾驶疲劳程度,具有较好的实用性.     

中国机车远程监测与诊断系统(CMD系统)总体方案研究

中国机车远程监测与诊断系统(CMD系统)的设计遵循工业互联网理念,牢牢把握住工业互联网的三要素——智能装备、互联网络、大数据应用,打造出一个智能化机车铁路行业应用。通过车载LDP设备获取机车各设备信息,并通过多种传输手段将机车数据源源不断传到地面系统,实现车地一体化。地面系统通过大数据分析手段为机车的质量安全保驾护航。     

铁路机车乘务员值乘状态智能预警系统的研究

为解决铁路机车司机值乘状态在线实时监控问题,应用人脸图像跟踪和人体瞳孔生物图像识别技术,设计了车载智能检测装置、数据传输系统和地面在线分析系统,通过系统软件协调控制,构建了机车乘务员值乘状态智能预警系统,实现了乘务员操作状态全天候在线实时跟踪监测、预警、分析、干预自动化。     

基于虚拟现实技术的机车驾驶模拟演练系统的研究与实现

介绍基于虚拟现实技术的纯软件机车模拟驾驶演练培训系统的研制过程及使用效果，针对 HXD3D型电力机车的一般操纵方法和机车检查标准化作业程序开发了学习、练习和考试模块，使机车乘务员可以在三维仿真的驾驶环境下进行反复的学习演练，从而达到熟悉机车操纵流程和机车检查标准化作业程序的目的。     

列车全自动驾驶模式下的站台门全寿命周期管理

对适应全自动驾驶模式下站台门系统进行了分析,研究了全自动驾驶情况下站台门系统全寿命周期管理技术。从建筑信息模型技术在智能设计及现场安装中的应用、基于大数据分析的站台门系统状态监控、站台门系统寿命管理及智能维修和站台门系统应急管理等4个方面,对适应全自动驾驶情况下站台门系统全寿命周期管理技术进行了全面阐释。     

关于机车设备检测系统的研究

对机车的状态进行有效的实时检测，对机画的运行质量进行实时测试，可以为运用机车设备实现状态修提供可靠的依据，帮助机车司机安全驾驶机车。本文介绍了机车设备检测系统的结构、设计思路和工作流程。     

机车应急驾驶模式的原理及应用

文章引入交流传动电力机车所采用的一种全新的应急驾驶模式,介绍其工作原理及应用情况。应急驾驶模式的采用解决了机车运行中经常出现的几种与级位设定有关的故障,提高了机车运行的可靠性。     

基于5G应用的HXD2B型机车智能运维平台设计与实现

针对HXD_2B型机车车载数据人工下载时间长及无法快速定位关键故障危害性高等问题,提出了一套基于5G应用技术的HXD_2B型机车智能运维系统解决方案。该系统以自主研制的基于WorldFIP现场总线网络的车载数据采集传输装置为载体,结合当前先进的4G APN安全传输技术、5G定点转储技术和云平台技术,利用已授权的机车WorldFIP网络数据流解析协议,实现了HXD_2B型机车的远程运行状态监测、多源数据记录文件定点高速转储和故障诊断分析功能,为机车运用部门提供了高效的信息化手段和大数据平台支撑依据。现场应用证实,本系统可以提高机车TCMS、AT1及6A视频等数据的转储和故障分析效率,能够满足智能运维及现场工作需要。     

SS4改进型机车驾驶模拟器

在介绍ＳＳ４改进型机车驾驶模拟器系统结构的基础上，针对ＳＳ４改进型电力机车的主电路、电子控制系统、牵引力传递系统等较其他机型有较大改进的特点，着重介绍了与机车转型关系较大的两部分即牵引系统和机车电路模型．     

机车自动驾驶系统人机交互设计与应用

主要介绍如何首次实现国产化HXD1机车自动驾驶系统人机交互界面,达到自动驾驶系统与驾驶员沟通的目的。提出了自动驾驶信息显示的具体实现方式,按照功能划分区域显示不同内容,通过颜色搭配和语音技术与驾驶员交互,消除了自动驾驶系统运行过程中人机交互障碍,保证了列车的平稳安全运行。