基于PSENet区域分割的列车车厢号定位研究

针对自然场景中行驶列车的车厢号采用现有文本定位方法容易存在严重畸变,从而导致漏检率高的问题,提出一种基于区域分割的列车车厢号精确定位方法。该方法所采用的网络模型基于PSENet,首先采用引入通道域注意力的ResNet50网络提取特征,使模型更加关注卷积通道信息,从通道域的角度对权重进行再分配,提高车厢号的定位精度;然后采用特征金字塔和自底向上路径增强模块融合多尺度特征图,将浅层网络中的强定位特征传播到深层网络,以从复杂环境中准确定位车厢号区域,降低车厢号的漏检率;最后采用基于广度优先算法的渐进尺度扩展模块对融合的特征图进行目标区域的从小尺度到大尺度的拓展分割,使用结合集合相似度度量Dice系数的损失函数对分割结果进行分类回归,输出定位结果。实验结果表明:通过在真实列车车厢号图像数据集上进行训练验证,本文提出的网络模型在铁路货运列车车厢号定位精度达到97.47%,召回率为94.14%,综合F1分数为95.78%,预测单张图约需0.2 s。相比于基础PSENet对车厢号的定位精确率提升3.78%,召回率提升1.71%,总体上车厢号的F1分数提升2.73%。研究成果可为列车车厢号自动检测识别系统提供一种高精度的车厢号检测定位方法。

铁路机务运行揭示管控系统的设计与实现

为提高铁路机务运用部门的机务运行揭示作业管理水平,保证运行揭示编辑准确无误,提升机务运用安全规范化、精细化管控能力,设计了铁路机务运行揭示管控系统,实现了对机务运行揭示调度命令中关键要素的智能解析、人工编辑的列车运行监控装置(LKJ)临时数据辅助比对、LKJ临时数据模拟验证等功能。试用情况表明,该系统对保障机车安全运行,减轻机务运行揭示编辑人员及各级管理人员的工作压力,提升机务运行揭示编辑的准确性、揭示作业的安全性、揭示传输的及时性和有效性,具有参考意义。

城轨列车逻辑控制装置运行数据健康管理技术研究

列车可编程逻辑控制单元产品应用现场替代列车大量继电器、接触器,降低运维成本提升安全性的同时,产生了大量输入采集、输出控制、点位监测数据。提出一套针对现场多设备、多物理量、多尺度、多概率的评估方法,并分析了借助数字孪生技术构建列车控制信息模型的可行性。构建了健康管理系统控制信息模型,其中包括关系型数据库和非关系型数据库的构建。目前,LCU应用现场列车内嵌综合健康管理系统已应用于部分城轨列车可编程逻辑控制单元装车现场,应用情况良好。

面向服役周期管理的轨道交通装备MRO系统设计与实现

为满足轨道交通装备服役周期运用维修保障的安全性和可靠性要求,设计并实现了面向服役周期管理的轨道交通装备维修、修理、大修和运行保障(MRO,Maintenance,Repair and Overhaul/Operation)系统。文章给出了该系统的总体架构和技术架构,融合基于物料清单(BOM,Bill of Materials)的服役周期数据贯通等技术,设计了配置管理、服务管理、检修管理、物资管理等4个功能模块,实现贯穿现场服务和检修业务主线的轨道交通装备服役周期管理。该系统在株洲中车时代电气股份有限公司进行了现场应用。应用情况表明,该系统可有效提升装备服役周期管理及技术服务能力,有力支撑企业服务数字化转型。

基于灰色理论的列车组合定位轮径校准方法研究

多传感器组合定位是实现低成本、高精度列车定位的有效方法。本文针对列车车轮磨损导致轮径减小从而影响组合定位系统里程计定位精度的问题,分析列车组合定位系统里程计定位的误差特性,给出利用GPS、惯性定位传感器辅助轮径校准方法,并结合灰色预测理论,提出一种基于灰色理论的轮径校准方法。该方法通过"更新-预测-更新"的过程,在一定的校准周期内仅利用较少的传感器定位信息构成或更新灰色预测模型,而在传感器校准的较长间隔过程中利用所更新的灰色模型完成轮径预测和校准。实测数据验证及仿真结果表明,本文所提出的算法能够达到较高的精度水平,提高了系统效率与自主能力,具有一定的应用价值。

基于不同检修能力的动车组运用计划研究

以动车组接续时间、接续地点、动车组定检里程、检修点分级检修能力为约束条件,以需要的动车组数量最少和动车组总检修时间最小为目标函数,建立动车组运用计划优化模型,用改进的蚂蚁算法进行求解。以京津城际铁路为例的计算结果表明,采用给出的模型和算法能够得到优化的动车组运用计划,并能够确定检修点的分级检修能力。

地铁列车追踪运行的节能控制与分析

为了研究地铁列车再生能量利用,分析给定运行图的节能潜力,以牵引变电所处总能耗最小为目标,依据再生制动等效电路和牵引计算模型,获得地铁列车两车追踪运行约束。在假设前行列车运行状态已知的条件下,采用二次规划算法,优化追踪列车操纵序列,提高再生制动能量的吸收利用,降低系统总能耗。仿真算例与仅考虑单车优化运行策略的方案对比结果表明:给出的算法能够在保证追踪列车正点、准确停站的前提下,节约3.8%的系统总能耗。通过该算法获得的节能效率与列车追踪间隔密切相关,同时调整追踪间隔和采用该优化算法可获得更好的节能效果。

基于单幅图像的轨检车位置校正方法研究

列车通常利用里程计实现连续定位,但其累积误差必须加以修正。由于轨检车无法利用传统方法校正里程计累积误差,本文提出一种利用地面标志图像进行轨检车位置定点校正方法。它利用安装在轨检车顶部的相机获取相机前方的图像,通过地面标志在图像中的像素坐标计算它到相机的距离,然后由该距离和事先存储的地面标志实际位置计算轨检车位置。本文首先分析利用单幅图像进行物体定位的三维模型,并将三维模型进行一维简化,推导沿轨道延伸方向的一维定位模型和误差方程。提出基于虚拟轨迹的轨旁标志图像快速定位方法,使得整幅图像的遍历搜索变为沿虚拟轨迹的线性搜索,提高了算法的实时性。动静态实验均表明,该方法定位精度能够达到0.25m以内,可以满足轨检车定点位置校正的精度要求。

基于GPS与轨道信息的地图匹配列车定位算法

本文提出了基于GPS和轨道固有信息的地图匹配列车定位算法,通过静态采集线路经纬度信息建立公里标与经纬度对应关系数据库,然后给出了由GPS实时获得的经纬度确定列车将要经过的下一整点公里标的搜索算法。在整公里标之间,利用轨道投影定位算法将GPS实测数据投影到真实的轨道上,得到列车精确位置的估计。针对曲线区段的定位,还提出了一种基于GPS方位角和轨道信息的同向切线定位法。现场试验表明,该算法提高了列车定位精度,达到了预期效果。

地图辅助定位方法在列车定位中的应用

地图辅助定位是使用道路地图矢量辅助其它手段进行车辆定位的一种方法。本文依据线路平纵断面特征对线路进行单调分段后,建立线路平面和纵断面数字地图数据库,然后以铁路线路平面特征辅助GPS进行列车连续定位,分别推导出直线、缓和曲线以及圆曲线区段的列车位置估算公式。在直线区段将GPS位置信息投影到实际线路上进行列车定位;在缓和曲线上,根据实测当前点曲率以及缓和曲线曲率和全长计算列车的位置;在圆曲线上,提出利用同向切线法实现列车连续定位的方法。文中还探讨了应用纵断面变坡点作为虚拟查询应答器实现单点定位的方法。最后给出列车连续定位的现场实验结果和利用变坡点实现单点定位的仿真结果,验证了方法的有效性。

采用时域相关匹配信息融合的列车定位方法

提出了一种基于陀螺和速度传感器融合的列车定位方法,通过对陀螺和速度传感器测得的列车运行的角速度和速度的计算,实时地获得航向角对里程的导数的测量值。航向角对里程的导数表征了线路曲率情况,对于一条线路,航向角对里程的导数可以被认为是固定不变的,而且可以用来与预先获得的线路数据库进行实时匹配,进而获得列车的里程值。首先根据固定门限对获得的航向角对里程的导数进行判断列车是否进入了曲线区段,即是否启动匹配过程,然后将航向角对里程的导数与线路数据库中的数据进行时域相关匹配,最后根据相关系数的大小确定匹配的结果,并用此值对单纯采用速度传感器计算的里程值进行校正。为了验证所提出的方法的效果,进行了车载的数据采集试验,通过对试验数据的离线计算和匹配获得了列车的位置。通过与单纯采用速度传感器的列车位置的比较,证明了所提出的方法的有效性和可行性,列车的位置误差被限制在有限的范围内。

基于机车顺次接续的机车周转图编制方法

根据机车周转图编制流程,以到达车站的接续机车总数、出发车站的接续机车总数、机车在折返站的折返时间和机车只能在同一车站接续为约束条件,以机车全周转时间最少为目标函数,建立机车周转图编制优化模型。证明了机车周转图具有顺次接续特征:对于任意1个机车折返站的机车接续可行解,在机车在站折返时间不变的条件下,总可以转化为从某一机车接续开始按照顺次接续原则形成的可行解。据此分别构建成对和不成对机车周转图编制优化模型的求解算法。以宝成线广元至成都区段为例,采用本文构建的模型和算法进行机车周转图编制。结果表明:采用该模型算法编制的机车周转图与其实际的机车周转图相比,机车全周转时间节省了72h(3.8%),机车台数节省了3台(3.8%),取得了较好的运用效果。

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信息分析技术进行列车自动驾驶系统的面向对象分析设计。

大秦线重载列车机车交路优化方案探讨

结合大秦线重载列车运输的特点,通过对大秦线的运输组织、机车运用、机车整备、机车修制、人员使用等方面进行了分析和探讨,阐述了优化大秦线机车交路的现实意义以及近年来优化机车交路所取得的成效。并就当前大秦线增运方案实施过程中所受到的制约条件,如何通过进一步优化机车交路以有效缓解运输增量与设备、人员使用的矛盾提出改进方案和建议。

我国高速列车转向架润滑技术

根据高速列车转向架传动系统摩擦副速度和载荷的特点,轴箱轴承均采用脂润滑,传动轴承以油润滑方式为主,传动齿轮均采用油润滑方式。脂润滑设计应考虑润滑脂品牌选择、装配重量、维护保养补脂周期和换脂周期等原则。油润滑设计应考虑油粘度选取,滴油润滑方式和结构型式等原则。润滑油、脂应具备低磨耗、自修复性和故障安全导向性。论述了我国高速列车转向架润滑技术的经验、问题与需求。

基于列车的机车车辆一体化研发及运维管理策略研究

分析机车车辆各自独立研发传统模式存在的不足。通过对列车车间的空气耦合、连挂耦合、电磁耦合等典型耦合关系分析及匹配关系整体优化,以工作机制创新和标准体系构建为支撑,提出基于列车的机车车辆一体化研发及运维管理策略。通过动车组一体化协同创新实践,实现列车运行安全性、运行品质、乘坐舒适度等品质的提升。针对重载组合列车纵向冲动大、司机操控精准性要求高等难题,采用基于列车的机车车辆一体化研发及运维管理方法,从提升制动性能、优化连挂性能和研究采用车载安全监测装置等方面提出解决问题的途径,并分析相应途径对提高列车运行稳定性和安全性的作用。

铁路机车在途信息监控系统的研究

为了使地面工作人员能够实时监控机车在途运行状况,为机车的安全、可靠及高效运行提供重要保障,有必要建立一套机车在途信息监控系统。通过分析机车在途信息监控系统的需求和功能架构,提出机车在途信息监控系统由车载设备、通信服务器、地面终端组成,并且从通信服务器的设计和机车定位功能的实现2个方面阐述系统实现的关键技术。

九江车务段办公自动化应用研究

在分析九江车务段所辖站段信息化应用现状的基础上,针对铁路系统对办公自动化的强烈需求,构建了基于网络的车务段办公自动化系统的体系结构和功能结构,在其所辖站段开展应用,从而提升了工作效率,加快了车务段信息化进程。

面向对象的列车自动驾驶仿真系统建模

列车自动驾驶是列车运行自动控制系统的重要组成部分,它代替司机完成驾驶列车的任务,保证列车高效节能地运行。本文采用面向对象的设计方法,对列车自动驾驶仿真平台的分析与设计进行了详细论述,并完成了系统仿真软件的设计。

机务段设备管理信息系统

在分析控制网络发展的基础上,结合机务段的实际情况,介绍了机务段设备网络化管理信息系统的设计和实现,并根据现场情况介绍了的布线的选取和布线类型,实现企业的网络管理化.实践证明,该系统具有运行稳定可靠、功能完善、操作简便以及界面友好等特点.