动车组显控界面字体大小对司机识别效率的影响

从动车组的列车运行监控及记录装置(LKJ)和列车超速防护系统(ATP)显控界面上,选取分布频率最高的6,9,12和15画且左右结构的4组常见汉字,以正确的反应时间为识别效率指标,测试这4组汉字的结构复杂度和字体面积对动车组司机识别效率的影响.首先采用因子方差分析法分析司机在识别这4组不同结构复杂度常见汉字时反应时间的差异;然后采用对数函数对测试数据进行回归分析,得到字体面积与识别效率间的定量关系式;最后以满足正常识读速度和反应操作耗时为限制条件得到对应这4组常见汉字字体面积的最小阈值分别为26,28,22和20mm2.     

动车组显控界面字符行距对司机识别效率的影响性研究

针对动车组显控界面设计中,字符行距对动车司机视觉识别效率影响性问题进行实验研究。以动车显控界面中普遍采用的2号宋体字为研究对象,以简单反应时为识别效率指标,在5种列距情况下,进行字符行距对识别效率的影响性实验研究。对于实验数据,采用方差检验进行组间差异性分析,应用回归分析研究字符行距与识别效率间的相关关系,并以正常识读速度为临界值,对显控界面字符行距最小阈值进行计算。结果表明:字符行距对识别效率影响性显著,识别效率与字符行距呈非线性正相关关系,显控界面字符行距最小设置阈值为2mm。     

动车组控制界面色彩匹配对识别效率的影响

针对动车组控制界面设计中,不同前景-背景色匹配对动车组司机视觉识别效率影响性问题进行实验研究。以动车组司机简单反应时间为识别效率指标,在红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、灰、白、黑10种基本色的90种色彩组合下,分别进行识别效率实验研究。根据测试数据,结合参数统计方法,给出90种色彩匹配下的反应时间分布函数,通过单因子方差分析对90种色彩组合按识别效率差异性予以分组,并按识别效率对分组予以优劣性排序。研究表明:控制界面中不同色彩组合对识别效率具有影响性。研究结果可为动车组控制界面的前景-背景色选配设计提供依据。     

动车组人机控制界面背景色对识别效率的影响

分别以红、橙、黄、绿、青、蓝、紫、灰、白和黑10种颜色作为人机控制界面的背景色,测试动车组司机的视觉识别效率.首先采用对称截尾法估计测试者对颜色组合的识别效率,然后采用Wilcoxon样本秩和检验法比较不同背景色时颜色组合识别效率的显著差异性,最后采用U统计量法为存在识别效率显著差异的背景色进行排序.计算结果表明:用黑色作背景色,颜色组合识别效率有显著差异,且优于其他9种颜色.因此动车组控制系统人机控制界面的背景色设置成黑色能提升司机的视觉识别效率.     

时速160 km城际动车组司机室热舒适性评价

列车司机室热舒适性是司机室环境设计中的一项重要指标。列车司机室结构十分复杂,如若司机室空调系统气流组织不合理,会造成司机室内局部温度过高或过低,或在某些区域气流速度太快,而在另一些区域出现气流死角,不符合人体对热的体觉特征,对司机的身体健康造成影响,从而影响其工作状态与操作反应。舒适的热环境可有效保证司机良好的工作状态,从而提高列车运行的安全性。文章利用Airpark三维软件对时速160 km动车组司机室内夏季和冬季极端工况下的热环境进行仿真计算,根据仿真结果对司机室内的热舒适性进行评估。     

列车司机手势识别方法研究

按照司乘标准执行规定的手势是列车司机驾驶操作的重要环节,通过对司机手势进行检测,能够有效评估列车司机的驾驶状态和操作质量,保证列车行车安全。传统人工检查方式效率低,难以满足实际需求,现有的手势识别算法存在模型参数量大、检测精度较低、检测速度慢等问题。随着智能铁路的发展,利用深度学习方法构建轻量化、高效、高精度的列车司机手势识别模型逐渐成为行业发展需求。针对上述需求,提出一种基于改进YOLOv5的列车司机手势识别模型。首先,引入轻量化卷积PConv改进YOLOv5中的C3模块,降低检测网络的参数量和计算量,提升模型检测效率,并在其后添加CBAM模块,加强重要特征信息,抑制无关信息的干扰,强化检测网络特征提取能力;其次,在颈部层引入BiFPN网络结构替换PANet网络结构,增强不同尺度特征的融合能力,同时通过新增小目标检测层,提高模型对小目标的检测能力;最后,选择Focal-EIoU作为边界框损失优化模型损失函数,加快模型的收敛速度,提高手势定位精度。实验结果表明,改进模型在测试集下mAP@0.5可达97.7%,平均检测时间为23.2 ms,相较于YOLOv5计算量降低了23.1%,mAP...     

热备动车组配置方案优化模型

热备动车组的配置方案影响热备动车组的救援效率,对保证铁路正常运行秩序起着重要作用。针对配置方案中热备动车组数量的确定和备用地点的选择,以全面覆盖铁路事故风险为约束,分别以热备动车组平均响应时间最短及配置成本最少为目标,建立热备动车组配置方案优化的多目标规划模型,并设计分步搜索的禁忌搜索算法对多目标模型的Pareto解集进行求解,最后结合算例,验证了模型和算法的可靠性。研究结果表明,得到的热备动车组配置方案能够满足决策制定者的不同偏好,热备动车组配置数量和地点协同优化的方案较两者分步优化更能提高热备动车组应急效率。     

一种基于工效学的列车网络控制系统显示屏设计及应用

基于工效学中视野、听觉及人为习惯等领域的研究,对某海外市场项目的列车网络控制系统显示屏界面进行了设计及优化。通过对显示界面按钮布局、色彩及字体的优化设计,提高了显示界面的友好性,使列车司机可以快速准确地读取列车运行状态信息并有效地执行相应操作,进而提高了列车网络控制系统及列车的安全性。可见在显示屏设计中有效利用工效学理论,可大大提高整个系统的友好性及功能性。     

试论CRH2型高速动车组制动系统特征及改进建议

高速动车组与内燃、电力机车等传统牵引动力设备有显著区别,其控制、制动系统的设计理念体现出操作简便和导向安全的原则,在转向架结构、车体轻量化、列车动力分配、电传动控制技术、列车信息网络及制动系统都包含独特的核心技术。现对CRH2型动车组制动系统特性谈一些粗浅的看法。一、制动模式针对性强,趋于智能化CRH2型动车组的制动系统具有多种制动控制方式,可以满足不同运行条件下对列车制动的需求。行车中,动车组制动控制装置能接受列车信息网络或司机操纵动作等指令,进行常用制动、快速制动、紧急制动、耐雪制动等相应的制动动作。1.常用制动特性。常用制动的制动力共分为7级,行车操纵中使用机会最多。系统在制动时自动进行延迟充气控制,M车(动车)上产生的电气再生制动除满足本车制动力要求外,多余制动力用来代替T车(拖车)的一部分制动力,T车制动力不足时则由其空气制动力补充,从而维持本制动单元(一个动车和一个拖车构成一个制动单元)所需要的制动力,并实现和保持规定减速度。另外制动系统还具有空、重车载荷适应功能,制动力能够自动按需变化,维持一定的减速度。2.快速制动特性。动车组的快速制动功能,具有比常用制动高1.5倍的制动力。在司机操作制动手柄...     

动车组齿轮箱从动轴部件热退工艺装备研究与设计

动车组整体式齿轮箱在高级修分解时,需要对齿轮箱各部件进行分解检修,而齿轮箱从动轴各部件在热退时,较难安装常规电磁感应线圈,需要采用天车频繁吊运。文章针对动车组齿轮箱从动轴部件热退工艺中的加热装备进行了改进,根据电磁感应加热原理,研制出了双半圆开合式电磁感应线圈,并对其进行生产现场作业效率和加热均匀性试验。试验结果表明,双半圆开合式电磁感应线圈具有良好的加热均匀性,平均单次安装耗时缩短约90%,可为动车组检修工艺提供技术支撑。     

CTCS-3级列控系统车载设备人机界面信息的识别方法

研究基于图像识别的CTCS-3级列控系统车载设备人机界面信息的识别方法。首先,根据人机界面信息具有位置固定、字体和大小确定、信息量有限等特点,将人机界面信息划分为图标、数字和字母、汉字3种类型。根据各类信息的特点,分别进行灰度、二值化、切分和归一化等预处理,其中采用改进的基于最大宽度回溯的字切分法提高切分单个汉字的准确度。然后,对图标采用改进的6主色法提取颜色特征,采用统计法提取面积特征;对数字和字母提取欧拉数和8等分面积特征;对汉字提取欧拉数、细化的面积特征和笔画复杂性指数。最后,针对3种类型信息,分别构造决策树对提取的特征进行分类,实现车载设备人机界面信息的识别。以图标和汉字为例的实验结果表明,本文的方法能够准确地实现DMI界面信息的识别。     

高速列车车体端部吸能结构研究

针对高速列车速度高、动能大的特点,设计了车体被动安全防护的特殊端部吸能结构,并通过非线性有限元软件LS-DYNA,研究高速列车头车司机室端两级吸能装置以及车体尾端弱刚度结构的耐碰撞性能,重点考察其与刚性强撞击时的界面力、变形以及能量吸收能力。计算结果表明两级吸能装置变形有序,具备约3.4 MJ的能量吸收能力,可有效保护司机室结构;车体尾端弱刚度区具备6.5 MJ的能量吸收能力,可有效保护乘客区结构的安全。将上述结构应用在某型高速动车组车体并按照欧标EN15227进行36 km/h对撞工况的验证,司机室头部吸能结构变形合理,列车未发生爬车现象,司机室及客室结构完整,头车平均加速度为4.4g,满足标准要求。     

列控车载设备双显DMI方案研究

人机交互界面(DMI)单元是列控车载系统的重要组成部分,用以司机与车载设备进行人机交互,其通过产生的图像、语音、文本以及声音等方式提示司机进行相应操作,保障列车安全顺利运行。然而,在列车运行过程中,存在某些突发情况会造成DMI显示屏故障,从而影响司机获取列车的基本运行状态并且影响列车正常运行。为此,设计了一种新型的双显DMI,即在传统单显屏基础上添加辅助显示屏,辅屏在主屏故障时显示列车基本运行状态。通过该方式,可以有效的提升车载设备的可用性,进而提高列车运行品质。     

双层客车司机控制台人机工程学设计分析

针对双层客车司机控制台工效学布局问题,采用层次聚类分析中组间平均联接法对控制台60个显控器件以重要程度、使用频率为计算变量进行分类且输出凝聚顺序表及分类谱系图体现聚类过程与结果;定义重要性链值以量化分析方式对显控器件聚类分析结果进行优先等级划分;依据控制器件选型流程,结合器件功能、操纵类型及任务要求,完成控制台器件选型;在此基础上,结合人因设计原则、器件布置规则、作业域及视野域分区进行控制台显控器件布局三维建模,并借助Manikin人体库某国第5百分位女性及第95百分位男性人体模型在正直坐姿条件下对控制台作业域及视野域进行分析校核。结果表明控制台及器件布置完全满足人体视野及作业空间需求。     

市域动车组动力配置和牵引系统控制方式对能耗的影响

文章介绍了市域动车组的动力配置、牵引系统控制方式,对市域动车组的故障运行能力和运用冗余性,以及典型动车组牵引变流装置故障数据进行了分析,并对市域动车组在不同动力配置、牵引系统车控方式和架控方式下的牵引能耗、运行时间和旅行时间进行了计算。结果表明：对于200 km/h及以下速度级的市域动车组,在采用空电联合制动时,大动拖比编组是一种省时、节能的选择;在确保每列动车组的牵引变流装置不少于3套和IGBT器件电压等级、电流容量许可的情况下,车控方式是一种更加经济、环保的选择。     

高速铁路电分相设置方案与运行时分仿真分析

介绍了目前高速铁路电分相设置方案和动车组过分相的控制方案以及牵引供电仿真模型,仿真分析了各种电分相设置方案在高速运行和低速运行时对运行时分的影响,并以武广高铁为例对武广全线单车不停站、站站停、多车运行进行了仿真分析,提出的主要研究结论有:动车组高速运行的区段,带电过分相与列控过分相两种电分相设置方案对运行时分影响区别不大,列控过分相的速度衰减量很少;当电分相设于车站附近时,采用列控过分相方案,进入电分相区的初始速度应满足一定要求;无论采用列控过分相还是带电过分相均可很好地满足整体运行时分的要求。     

城市轨道交通运营中乘务计划的优化与实践

分析了城市轨道交通乘务计划的影响因素,对乘务计划的班组、工作时制和人员配置进行研究。结合实际生产中司机使用效率不均匀的问题进行使用效率优化研究。研究结果表明,配置高峰期专用列车及司机,能够减小城市高峰客流对乘务计划的影响,提高乘务计划的使用效率,优化乘务计划组织。以开车率作为评价指标,可对单线司机和线网司机的使用效率进行评价。基于开车率均衡的原则,可评估各线网的司机配置,并进行司机人员调整。     

LKJ控制指令输出回路存在问题与改进

列车运行监控装置( LKJ)是我国自主研制用于防止列车冒进信号、运行超速事故的重要行车安全装备.LKJ对列车的控制主要通过"报警"和输出"卸载"、 "常用制动"、 "紧急制动"3种不同控制指令来实现,即当列车速度超过LKJ设置的报警速度时,装置发出声光报警,提示司机采取减速措施.若司机仍未采取措施,且列车速度达到装置设定的卸载、常用制动、紧急制动的动作值时,即发出切除牵引动力(卸载),实施常用制动和紧急制动,迫使列车减速或停车,确保列车安全运行.     

高速铁路长大下坡道地段信号系统研究与应用

为了解决宝兰高铁隧道密集、连续长大下坡道引起的动车组限速问题,限速地段影响运行追踪间隔时分和轨道区段增多引起区间应答器报文溢出等问题,有必要对长大隧道密集地段连续长大坡道下信号系统的适应性问题进行研究。结合工程实践,通过理论计算和技术参数试验验证等方法,对连续长大下坡道动车组列车不限速场景下列车追踪间隔是否满足要求进行分析计算,对200C、200H、300S、300H和300T车载设备技术参数进行符合性验证,针对部分车载设备制动距离的情况,通过调整闭塞分区长度、优化列控车载设备参数和"加密"区间无源应答器布置等措施,有效解决了动车组限速和区间无源应答器组报文溢出问题,提高了行车效率,降低了维护成本。     

珠三角城际CTCS2+ATO列控系统控车舒适性研究及案例分析

针对珠三角城际线上CRH6A-0405动车组装备的CTCS2-200K+ATO列控车载设备，在控制列车减速进站过程中舒适性欠佳问题，研究ATO系统的工作原理及其控车策略、ATO系统所使用的PID滑模控制器及其模型和相关参数，以及ATO系统控车舒适性的评价指标及影响因素。对列车进站进入降速区前存在异常加速而导致的冲击率过大问题，采取降低列车高速运行时的滑模增益系数避免控制命令饱和的优化方案；对站前减速过程速度与距离采用线性关系导致减速过程不平稳问题，提出将速度与距离关系按照二次函数进行映射的优化方案。现场验证表明：优化后的速度曲线更加平滑，减速过程更加连贯平稳。