中国铁道科学研究院2010年科技成果简介(续六)

54客运专线防灾安全监控系统联调联试方案客运专线防灾安全监控系统联调联试是系统投入运行前的一个关键环节,通过对大风监测、暴雨监测和异物侵限监控等子系统的联调     

广州地铁3号线列车网络控制系统及其故障诊断分析

以广州地铁3号线为例,分析了列车网络控制系统及其对故障的诊断方式;通过对广州地铁3号线列车网络控制系统故障的解决及分析,对列车网络控制系统稳定性提出更高要求.     

深圳地铁3号线车-地无线通信系统

主要介绍应用于深圳地铁3号线正线信号系统中的车-地无线通信系统的结构、组成和原理,并简要描述系统的主要特色,以及系统应用中应注意的问题.     

浅析南京地铁1号线与2号线列车网络

南京地铁1号线的列车总线采用的是FIP协议,并以此构建了列车信息监控系统（TIMS）。而2号线列车以MVB技术为基础构建了全新的列车控制网络（TCMS）。在1号线FIP的基础上,介绍了使用在2号线列车MVB总线的物理层、帧及其时序。     

25Hz相敏轨道电路自动调压系统研究

根据铁路现场对轨道电路检修要求和《铁路信号维修规则技术标准I》中对25Hz相敏轨道电路轨道电压的规定,总结出铁路现场对自动调压系统的需求,并结合目前单片机和传感器技术的发展,对25Hz相敏轨道电路自动调压系统进行了研究。     

一种基于无线传感器网络的安全优先门限敏感分簇路由协议

为构建基于无线传感器网络的铁路防灾安全监控系统,在门限敏感的节能型网络协议(TEEN)基础上,提出1种安全优先门限敏感分簇路由协议(SPTC).确定SPTC的网络架构,基于能量计算公式设计簇头分布算法及簇头和副簇头选举算法,以及路由建立步骤和数据采集流程.在协议中定义副簇头,保证数据路由的可靠性及数据自身传输的安全,提高协议的安全性;在汇聚节点(SN)附近区域布置更小规模的簇,在兼顾剩余能量与节点距离的准则下选择最佳的簇头节点,以提高协议的节能性.采用OMNeT++网络仿真工具对SPTC进行了建模仿真.仿真结果表明:当网络工作了10 000 s时,低能量节点数量比低功耗自适应聚类层次协议(LEACH)减少了60％;当灾害数据采集概率为0.5％时,基于SPTC协议的网络检测周期是基于LEACH的1.7倍.     

预留CTCS-3级列控业务线路的GSM-R设计方案探讨

部分铁路建设初期采用普通单网的GSM-R网络结构,将来提速到300 km/h时需采用CTCS-3级列控系统,需改造GSM-R单网交织网络结构。针对这一情况,为减少对既有网络的影响,节省工程投资,使改造工作相对容易,在初期进行GSM-R普通单网设计的同时可以在覆盖电平、服务质量、容量需求、频率规划等方面预留交织单网条件,但在连续隧道群等复杂区段的弱场处理预留还存在一定难度。     

基于CAN总线的轨道检测系统数字传感器数据传输系统设计

为提高GJ-6型轨道几何参数检测系统的数据采集精度、抗干扰能力、以及远距离传输的实时性和可靠性,采用CAN总线技术设计开发基于CAN总线的数字传感器数据传输系统.该系统采用QNX实时处理计算机作为上位PC机,通过CAN通信适配卡与CAN总线相连,上位PC机在轨检车运行时按照每隔0.25 m一次的采样频率发送触发信号,通过CAN总线实时采集数字传感器输出的数据,对整个轨检系统的数据采样进行控制.数字传感器通过CAN总线接收上位PC机的各种操作控制命令和设定的参数,并按照请求、应答、发送的顺序再通过CAN总线向上位PC机传输数据.根据约定的通信协议制定各个传感器的29位数据帧格式和ID标识.试验结果表明,该系统传输数据稳定,不易受到电磁干扰,且结构简单.     

基于改进GAN的端到端自动驾驶图像生成方法

基于端到端数据系统的自动驾驶系统对驾驶图像存在巨大需求。为解决一般生成式对抗网络模型在扩充驾驶图像数据集时不稳定及生成图像特征缺乏多样性的问题,研究1种改进网络模型LS-InfoGAN。结合最小二乘对抗损失防止模型梯度消失,并缓解生成器优化矛盾,提升模型训练稳定性。通过最大化生成图像与真实图像间的互信息提升生成器特征学习能力,改善生成图像特征多样性。利用转置卷积层还原图像特征,提升生成图像特征清晰度。以自主构建的模拟驾驶场景中获取的带标签驾驶图像集对模型有效性及其数据集扩充应用效果进行验证。实验分析表明:相比改进前模型,LS-InfoGAN模型的图像生成过程稳定性平均提升35%;使用此模型扩充的数据集进行端到端自动驾驶系统中决策网络的训练能在不采集新图像的情况下将系统决策性能提升1%~2%;建议使用此模型扩充图像数据集时将生成图像数量设置为原始训练集图像数量的1~2倍。      

基于时空网络的铁路空车调配动态优化模型

为合理配置空车资源,研究了路局（公司）管内空车调配的动态优化问题。构建区分时段长度的时空网络,以准确描述车站作业能力的变化。借鉴运输问题（TP）的基本思想,通过引入空车供需约束,将动态空车调配问题转化为基于时空网络的多商品网络流问题。结合空车调配的特点,设置2组整数决策变量,将分界站排空与局（公司）管内配空分开考虑。设置0-1辅助变量构建车种代用约束。在此基础上,以总费用最小为目标,构建了空车调配动态优化的混合整数规划模型。以中国铁路昆明局集团有限公司管内空车调配为例,验证了模型的可行性与有效性。算例结果表明,与静态空车调配方法相比,构建的动态空车调配模型不仅降低了空车调配总成本,而且调配方案更加贴合实际。与现有动态空车调配方法相比,通过改变时空网络中时段的划分方式,降低了模型求解的复杂度,构建的模型在获取空车调配方案的同时能够更加直观的看出空车在不同时间的作业状态。