地铁列车障碍物视频识别系统设计

基于视频图像识别技术的列车障碍物识别系统,可以实现无人驾驶列车前进方向轨道内障碍物的自动检测。该系统通过采用2台独立的高清摄像机采集图像数据,经软件的智能计算分析,可识别列车前方是否存在障碍物,并实现障碍物与车辆之间的距离测量。该技术在业内属首次开发,可实现列车前方障碍物的检测,有效替代司机进行线路瞭望。目前本系统已通过功能仿真验证测试,拟在实际运行线路的列车上进一步进行功能验证。     

基于雷达的列车直轨运行前方障碍物检测方法研究

针对视觉传感器检测列车运行前方障碍物时存在环境适应能力差及对距离判别能力弱的缺陷,提出一种基于雷达的列车直轨运行前方障碍物检测判别方法。通过最小二乘法进行雷达测量数据误差矫正得到较准确的目标位置信息。结合铁路机车车辆限界、雷达方位角及雷达测量量程,构建检测区模型。将预处理后的目标点位置信息代入构建的检测区模型中进行障碍物检测判别。现场测试结果显示,利用该方法检测不仅具有较高的准确性,而且克服了环境因素的影响。     

障碍物检测装置碰撞过程动力学仿真研究

城市轨道交通无人驾驶列车车载障碍物检测设备可以在列车与前方障碍物发生接触碰撞时,及时检测到障碍物并触发列车紧急制动,从而保证列车运行安全。文章通过数值仿真方法,模拟障碍物与检测设备碰撞过程,得到碰撞过程中的冲击力、弹簧变形、检测横梁位移等相关动力学数据,完成不同材质与不同质量的障碍物触发报警临界速度归纳分析,对障碍物检测设备优化设计,避免误报、漏报具有重要意义。     

基于IECTS 62580-2互联互通技术的列车车载智能视频监控系统

结合国际标准IEC TS 62580-2中列车互联互通的技术框架和当前列车车载视频监控技术的发展趋势,设计了一套符合当前铁路列车运用需求的列车车载智能视频监控系统。该系统通过接入列车骨干网(ETB),连接列车网络控制系统(TCMS)、无线数据传输装置(WTD)、乘客信息系统(PIS)等车载子系统,形成列车车载智能视频监控系统的互联互通网络,实现信息汇聚、车地互联、故障联动和智能图像分析及推送,并成功应用到南非22E型电力机车前方路况高清视频监控系统(FFCCTV)中。     

列车安全预警安全防护装置

由成都铁路局科研所研制的“LAYJ—I型列车安全预警防护装置”于2008年6月通过局科委组织的鉴定。该装置由车载设备和地面设备组成。车载设备从机车综合信息平台获取机车运行信息，通过无线方式将信息发送到临近的列车和道口、施工点，同时也对接收到临近的列车或道口、施工点的信息进行处理，实现了车对车、车对地的安全预警和防护；     

面向地铁场景的激光雷达目标检测研究

针对列车运行前方限界难以实时构建、非结构化轨道道路环境目标聚类检测复杂等问题,提出一种基于激光雷达的目标检测及前方界限实时构建系统。首先,采用了空间换时间的策略提升轨道提取效率,利用轨道局部高程信息、全局几何平行信息并融合多帧信息实现轨道稳定提取,从而基于提取的轨道位置实时构建列车通行的前方限界;其次,基于点云深度图、梯度与距离特征解决了非平铺路场景下的障碍物聚类问题,采用航迹信息进行多目标跟踪提高目标跟踪的稳定性。通过在地铁场景实车测试验证,结果表明该方法能够准确可靠地提取轨道位置和进行目标检测与跟踪。     

智轨列车基于稀疏点云和图像的车辆识别技术

针对识别智轨列车的前方车辆三维信息来保证其行车安全的问题,提出一种面向智轨列车基于稀疏点云和图像的车辆识别技术.首先采用基于角度阈值的算法分割地面并提取障碍物点云,然后提出距离角度约束算法遍历障碍物点云求解聚类点集,通过二次求解优化聚类结果获取预融合聚类点集,最后采用YOLOv3网络模型进行车辆检测,构建基于几何模型的图像点云映射关系,将车辆图像识别信息与预融合聚类点集进行匹配,实现了车辆三维信息识别.研究结果表明:在16线激光雷达稀疏点云条件下,所提方法在多障碍物共存的开放式场景中具有较高的识别率和实时性,满足智轨列车动态检测需求.     

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。     

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。     

城市轨道交通特定安全防护距离下的极限进站方案研究

针对城市轨道交通信号控制系统线路终端安全防护距离较短的情况,提出通过车载ATO(列车自动运行)实时计算并调整列车进站时的制动率来控制列车高效进站的一种技术方案,并对该方案进行了仿真分析。结果表明,该方案可以缩短线路终端的安全防护距离,降低建设成本;同时在线路安全防护距离一定的情况下,可提高列车的进站效率。     

高铁追踪接近预警系统车载设备的设计与实现

高铁追踪接近预警系统能够实现高铁列车的防撞预警.车载设备是系统的重要组成部分,车载设备计算出列车公里标,将数据通过GSM-R无线传输设备发送到地面的预警服务器,并接收来自预警服务器的列车运行预警信息,通过列车预警显示设备提供给司机安全预警信息.对高速铁路列车追踪接近预警系统的组成、工作原理和关键技术进行阐述,设计并实现了系统中的车载设备,最后进行了单元测试、系统测试及现场验证.测试结果表明车载设备能够有效的提供列车位置,公里标的误差在8m以内,实现相邻列车运行状态的安全预警,证明该设备具有很高的实际应用价值.     

基于优化YOLOv3网络的在途列车障碍物检测方法

卷积神经网络检测算法自提出以来,日益受到人们的关注,广泛应用于各行各业。然而,在城市轨道交通障碍物检测方面,由于列车制动距离长、响应度不够、突发状况多等问题,卷积神经网络尚未有过多的应用。针对城市轨道交通行车的特点,提出一种基于 YOLOv3 网络的在途列车障碍物检测方法,通过对该网络结构及训练方式的优化,提高网络对于微小目标的识别准确率,留给列车更多的响应时间,以提升该方法的实用性。经实验验证,该方法对于远距离目标识别有较高的准确率,检测速率约为 31 帧/s,是一种有效的列车在途障碍物检测方法。     

运用图像解析技术开发轨道的风险基础维修方法

正考虑到安全性和成本,并以轨道的维护和管理为目的,根据图像解析开发了沿线环境的障碍物检测技术。采用感测结果和推算模型,开发了以轨道位移管理为对象的风险基础维修方法。解析了运营列车的前方图像数据,识别了沿线的物体及距离,脱轨后的车辆对线路建筑物等的冲撞及跌落等,可以避免扩大脱轨事故时的损失的危险要素。根据障碍物检测结果和摄影的图像及数据记录仪的信息,从视觉上掌握沿线的障碍物分布(图1)。此外,考虑到轨道位移维护费用和脱轨事故时的设想受损     

基于数字信号处理器的车载接口设备的设计与实证

针对信号产品严重依靠进口技术,国产信号设备严重匮乏的现状,提供一种车载接口设备及其数据采集处理方法,旨在能与列车、轨旁信号设备进行接口,获取列车状态信息和位置信息,为车载ATC(列车自动控制)系统提供必要的输入,同时接收车载ATC主控单元的指令,发送到列车线,控制列车的运行.介绍了该车载接口设备的工作原理、功能、设备结构和软件逻辑.     

新型配砟车避障系统的研发与应用

研究发了一种新型的配砟车辅助避障系统,该系统可实现作业时对前方障碍物加以规避及作业后对道床轮廓予以检测,其采用了传感器测量技术、AD采集技术、非接触测量技术及可视化人机界面,既能实时采集障碍物信息,又可结合侧犁外伸参数对车辆前方的障碍物进行智能判断并记录相关信息。现场应用表明该系统精度高,性能稳定,简单易用。     

列车旅客信息系统车载信息终端设计

介绍车载旅客信息系统中信息终端部分基本构成与配置及主要功能等,阐述了该装置在列车旅客信息系统中工作原理以及在城市轨道交通领域的重要作用。通过地铁列车旅客信息系统试验和运用考核,其性能满足用户要求。     

基于 PIS 网络的城轨列车 辅助定位系统设计与实现

在信号系统失效的情况下,调度人员无法获悉列车位置,现有后备模式和电话闭塞法指挥行车存在效率 低下的问题,且具有一定的安全隐患。通过列车速度传感器、加速度传感器提供速度信息,持续计算列车位移, 并通过 PIS(passenger information system,乘客信息系统)网络通道传送给车载定位服务器;车载定位服务器再结合 信号系统故障时刻的位置信息,计算出列车的最新位置信息,以实现列车实时定位。该系统在合肥轨道交通 1 号 线上进行验证,结果表明该系统在全线及个别列车信号系统故障情况下,均能实现列车实时定位,站间平均误差 小于 1 m,全线定位误差率小于 1‰,全线单程累计误差距离小于 20 m。     

列控设备三维建模及动态展现技术研究

针对中国列车控制系统(Chinese Train Control System,CTCS)集成测试平台提出了三维建模与展现系统的技术方案。使用该方案构建的三维仿真系统可以根据特定的线路自动地配置和生成沿线的轨道和信号设备,营造出逼真的列车运行环境,并可以接受集成测试平台的仿真运行系统的控制,通过接收速度、公里标和前方应答器组的链接信息等实现列车在三维虚拟场景中的运行。     

列车运行监控记录装置与点式应答器的结合运用

阐述LKJ2000型列车运行监控记录装置（以下简称监控装置）的基本工作原理.针对监控装置存在的问题,提出在轨道电路上加装点式信息装置（即地面应答器）的设计思路及具体方法.可实现车载数据校核、列车绝对定位、距离误差校正、确定列车运行方向、自动对标开车、自动进行列车侧线进路选择及支线口的列车进路选择、运行区间线路临时限速等功能.     

基于车-地通信的朔黄铁路列车追踪优化研究

为优化朔黄铁路列车追踪,通过增加地面调度优化系统和车载辅助智能操控系统,建立基于LTE-R网络的连续车-地通信,使车载设备获得更多的前方线路信息,并实时监督列车的追踪间隔,从而实现列车精确定位以及临时限速和行车许可即时传递,通过比对分析,优化后不仅能提高效益,更能保证列车运行安全。