高速铁路列车运行控制系统车载设备的软件设计

介绍了高速铁路列车运行控制系统车载设备功能软件的设计要求，描述了车载设备软件功能的软件组成和设计思路，其中包括输入处理程序、输出处理程序和速度控制处理程序。     

基于模型的CTCS-3级列控系统测试案例自动生成方法

为了提高CTCS-3级列控系统测试案例生成效率,提出了基于混合通信顺序进程(hybrid communication sequential process, HCSP)形式化模型和时间自动机(timed automaton, TA)形式化模型的列控系统测试案例自动生成方法;建立了列控系统运营场景的时序模型,分析了列控系统运营场景规范中时序功能的正确性;在时序模型的基础上,设计了满足全状态、全变迁和自定义-使用3种领域无关覆盖准则的列控系统测试案例自动生成算法,并以RBC(radio block center, RBC)切换场景为例,生成了100%全状态、全变迁和自定义-使用覆盖准则的测试案例套.从测试套数量、测试时间和内存消耗3个方面分析测试案例的生成效率表明:自定义-使用覆盖准则的测试案例套测试时间和内存消耗最小,分别为0.02 s和9.4 MB,本文方法提高列控系统测试案例生成效率最大达30%.      

基于通信的列车运行控制技术发展战略探讨

在讨论轨道交通列车运行控制系统发展趋势和特点的基础上,分析基于通信的列车运行控制系统（CBTC）的技术发展战略;提出将系统技术规范作为CBTC研究的核心,将COTS技术作为系统开发的重要途径,将安全标准和评估体系作为CBTC应用的关键。     

概率模型检验的CBTC系统通信协议的形式化验证

通信协议是CBTC系统重要的组成部分,它的正确性、稳定性和安全性对整个CBTC系统有重要影响．鉴于通信协议中某些参数具有随机特征,本文采用概率模型检验对其进行形式化验证．分析了概率模型检验的语义及语法,建立了通信协议的概率模型,用概率模型检验工具PRISM验证了典型的概率规范．结果证明,当信道正常概率为99％,系统无延时概率为99％时,通信协议失效率小于1．5×10^-10．说明了用概率模型检验验证具有随机特征参数的通信协议,方法简单快捷,结论清晰明了．     

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故障检测与隔离是保证组合导航系统容错性能的重要措施。本文针对车辆导航系统的可靠及安全性需求,分析了组合导航系统的传感器故障特性,建立了包含三个数据通路的车辆组合导航系统容错设计结构,提出了一种基于主成分分析的故障检测与隔离算法。该算法利用数据的相关关系,采用正常条件下的导航历史数据建立统计PCA模型,通过一定的统计量控制限检验新的导航数据样本相对于模型的背离程度实现故障检测,并根据不同数据通路的故障检测结果动态调整导航子系统的有效性因数,从而隔离故障造成的影响。仿真结果表明,该算法实现简单,能够有效实现对组合导航系统故障的检测与隔离。     

轨道交通信号系统安全评估与认证体系研究

轨道交通信号系统是保证列车运行安全、提高运输效率的安全相关系统,为了使该系统规范化、标准化、国际化,迫切需要建立一套轨道交通信号系统的安全评估与认证体系。首先介绍了轨道交通信号系统的功能和对其进行安全评估的迫切性,然后对相关的欧洲安全标准和国外安全认证体系进行了介绍和分析,最后结合我国轨道交通行业的实际情况,探讨了在我国进行安全评估和认证的可行方法。     

基于模型库的列车自动驾驶仿真系统设计

为了使仿真系统有较好的通用性和友好界面，本文提出了基于模型库的列车自动驾驶仿真系统的设计方案，同时利用三视图法和基于语言的住处分析支持进行列车自动驾驶系统的面向对象分析设计。     

基于PROFIBUS的主从网络的组建及应用

以采矿厂的井下铁路信号系统为研究对象,采用具有PROFIBUS组网功能的CP5613和IM183-1接口模块,设计了井下铁路信号控制系统.首先结合井下铁路信号的特点,介绍系统的总体设计方案及其特点,详细介绍基于STEP7软件的CP5613和IM183-1的组态过程及通信的实现.     

基于GPS与惯性测量单元的列车组合定位系统

采用GPS接收机及惯性测量单元构成列车组合定位系统,系统包括传感器输入层、故障检测与隔离层、数据融合层和输出层4个部分。给出GPS接收机、惯性测量单元等定位传感器的位置解算方法;设计采用H∞鲁棒滤波方法的数据融合算法;采用小波变换方法进行组合系统故障检测,确定故障隔离及系统重构策略。对列车组合定位系统进行现场测试和仿真验证结果表明:在复杂的列车运行环境及干扰条件下,该系统能够实现高精度高可靠性的列车定位;定位误差较采用传统的Kalman滤波方法更为稳定;组合系统能够有效实现故障检测并根据故障隔离策略重构系统,保证定位输出的连续性,保障系统安全;具有较高的适应性和实际应用价值。     

基于深度特征匹配的转辙机自动开闭器静接点尺寸测量方法研究

自动开闭器是转辙机上负责动作控制与状态表示的频繁动作关键部件，使用过程中的接点磨损会影响控制与反馈电路的导通。然而，由于其安全关键、磨损样本稀少、工作环境恶劣，使得自动开闭器的在线监测成为转辙机维护维修的难题。针对上述问题，基于机器视觉提出一种深度特征匹配的目标检测方法。首先利用VGGNet自适应地提取接点模板和待搜索样本的深度特征，采取归一化互相关算法和反向映射算法完成目标定位，利用权重优化和非极大值抑制优化边界框，实现小样本数据集情况下兼顾精度与鲁棒性的目标定位；然后使用大津法二值化、中值滤波、水平差分算子等完成静接点图像处理；最后使用标定板换算获得静接点的几何尺寸数据。实验结果表明：本方法在实际应用中的定位检测精度达到85.93%,召回率达到90.63%,F1达到88.22%;在尺寸测量误差方面，RMSE、MAE、MAPE分别为2.56 mm、1.55 mm、12.94%。