基于FIP的HXD2系列电力机车智能运维数据云平台研究与设计

基于自主研制的FIP网络车载数据采集传输装置为载体,结合当前先进的4G APN无线通信、5G定点转储技术,提出一套适合基于FIP网络的HXD2系列电力机车智能运维数据云平台研究与设计,阐述系统功能、硬件组成、数据转存机制和试用情况,实现对HXD2系列电力机车的远程运行状态监测及记录文件的定点转储,为机车运用部门提供了高效的信息化手段和大数据支撑手段。

重载自动驾驶机车长大下坡空电联合制动运用研究

重载货运列车的开行促进了铁路运输运量的增长,而如何确保重载货运列车在长大下坡道的运行安全,特别是在连续长大下坡道的运行安全成为备受关注的焦点。本文以自动驾驶系统控制的HXD2重载机车在长大下坡道运行时的速度控制作为研究中心,经过理论计算推演和实际线路运行测试,针对不同线路场景提出重载机车自动驾驶系统长大下坡运行时以列车空气制动运用为主,机车动力制动(电制动)运用为辅的空电联合控速降速运用控制策略。采用该控制策略的HXD2重载自动驾驶机车(平均牵引吨位大于3900 t),在跨越秦岭地区的西康铁路线路1年多近4万km的良好运用测试效果表明,该控制策略的应用有效保证了自动驾驶模式下重载列车在长大下坡道的运行稳定和运输安全,同时为机车司机提供了有效的空气制动操控指导。

HXD_(2)机车辅助驾驶人机交互单元设计及应用

为了实现更友好的HXD_(2)机车辅助驾驶系统人机交互方式,文中介绍了一种新型人机交互单元的设计与应用情况。该HXD_(2)机车辅助驾驶人机交互单元是基于机务运用行车规范,充分调研机车司机日常使用习惯,结合辅助驾驶系统功能特性,按照数据重要程度划分不同显示区域,并通过色彩、语音、文字等辅助方式实现人机交互功能需求。西康线路良好的运用反馈表明,该设计有效提高了人机信息交互效率,保证了整个HXD_(2)机车辅助驾驶系统的安全稳定运行。

货运机车自动驾驶系统贯通试验控制研究及应用

我国铁路运输复杂的运行环境给机车运行安全和自动驾驶安全防护控制带来了挑战,针对货运机车自动驾驶系统在西康(西安—安康)铁路新丰站—安康东站特殊场景下的运用需求,结合空气制动运用规则要求和司机操控习惯,介绍了自动驾驶系统贯通试验控制方法的研究与应用情况。货运机车自动驾驶系统在西康铁路的运行验证表明,该控制方法对列车空气制动系统的功能完整性起到了有效的监测、检验与确认作用,达到了预期效果,为自动驾驶控制模式下的列车安全运行提供了重要的防护保障。

基于FlatBuffers的机车通信数据序列化方法应用研究

铁路机车车载系统与系统、系统与设备、设备与设备之间繁琐的数据通信需要制定大量的数据结构和通信协议,这不仅增加了开发周期和开发成本,而且对维护工作带来了巨大的挑战。通过研究基于FlatBuffers的数据序列化技术,并与常用的数据序列化技术进行对比分析,得出其技术特点与优势。依据FlatBuffers技术原理,将其应用到业务场景复杂、数据交互量大、运用维护频繁的HXD2机车辅助驾驶系统交互数据序列化处理过程中,并对其应用性能情况进行分析说明。实际应用验证表明该技术融合了二进制数据序列化技术的效率和文本序列化技术的接口友好特性,简化了数据结构组织和通信协议的制定过程,显著提高了通信数据处理效率,具有较高推广价值。

基于Git技术的机车车载应用软件集中控制系统研究

针对当前机车车载系统或设备的应用软件种类与数量快速增加导致无法统一管理、运用维护复杂等问题,借助先进的软件版本控制信息化技术,设计基于Git技术的机车车载应用软件集中控制系统。机车车载应用软件集中控制系统由地面综合管理服务器和车载控制子系统组成,实现了将不同区域划分、不同型号机车、同型号不同编号机车、不同机车车载系统或设备的应用软件进行地面统一集中管理功能,以及包括软件更新、软件回溯、软件查询等在内的运用维护操作。同现行的机车车载应用软件分散控制管理和现场运用维护方式相比,所开发系统在操作流程、资源需求、操作环境、便利性以及安全性等方面均具有明显的优势,简化了车载应用软件的运用维护工作流程,提高了工作效率。

轨道交通车载无线通信终端设计与实现

设计实现的轨道交通车载无线通信终端由多个无线模块组成,能够提供多种模式的无线通信通道和无线通信服务,包括5G/4G/3G无线通信服务,无线局域网(WLAN)连接服务、无线接入点(AP,Access Point)热点接入服务等。涉及的无线通信方式具有自适应控制策略和手动配置控制策略,能够最大程度地满足轨道交通运用需求和适应实际运行环境条件。该装置为实现轨道交通车地稳定数据交互、维护设备无线接入、总线通信介质管理等构建了重要的平台支撑。

HX_(D)2B型机车CMD系统车载端LDP板卡程序远程更新的设计与实现

介绍了车载端LDP与地面服务器端之间的程序远程更新实现过程,利用车载端LDP 4G通信功能以及浏览器/服务器架构模式,设计并实现对车载端LDP各板卡程序更新,以此提高更新效率,减少维护人员的工作时间,减轻上车手动更新方式导致繁琐费时的维护负担。

基于多种无线传输方式的机车车载终端

采用多种无线传输方式的机车车载终端各组成模块通过背板总线相互通信,并且均为独立处理器的智能板卡结构,能够将机车实时TCMS数据、LKJ数据、6A数据,以及机车消息事件、维护记录文件、故障信息等进行完整监测、捕捉、按需求整理和保存,通过3G/GPRS、北斗短报文和WLAN 3种无线传输方式分别将机车实时数据、故障及报警信息、维护记录文件实时传输至地面服务器,并接收来自地面的确认、回复命令和点播指令,最终形成实时的车地交互。

基于消息分发机制的车载数据无线传输优化控制策略研究

机车车地无线传输优化控制策略基于分布消息机制,围绕现有无线传输方式,着重从机车数据分类策略、数据内部分发策略、无线模块与通道优化控制策略3个维度进行展开研究。提出了机车数据分Topic、Priority归类,通过Broker+Consumer的调度管理来择优选择有效的无线通信方式,提升了数据的传输效率及成功率,对解决车载无线传输遇到的多种问题提供了有效优化方法,为机车远程监控、故障专家诊断、机车运行维护等数据的平稳传输提供了重要保障。

基于Docker容器的轨道交通应用软件控制方法研究

基于Docker容器技术的轨道交通应用软件运行控制方法,能够实现应用软件运行的实际环境与轨道交通设备中的基础系统环境的完全分离,解耦应用软件的运行对基础系统环境的依赖,从而切断了应用软件对基础系统环境的影响途径,从根本上解决了应用软件运行时对设备系统环境的影响,提高了设备的可扩展性、可维护性,节省不必要的人力、物力与时间的消耗。

HX_(D)2B型电力机车CMD系统LDP装置设计与实现

介绍了HX_(D)2B型电力机车CMD系统LDP装置的设计过程,该装置能够完成电力机车FIP网络实时数据和消息数据、LKJ实时数据、6A视频和实时数据、实时位置数据的获取、解析与存储,并能实现4G/3G、北斗短报文、WLAN无线连接等多种模式的无线通信功能。

HX_(D)2型机车自动驾驶系统模式切换策略研究及应用

机车自动驾驶技术能够提升铁路运输效率,符合铁路发展规划要求与智能化技术的应用趋势。我国铁路运输运行环境条件复杂,机车自动驾驶系统均采用“自动控制,人工监控”的方式进行,提出HX_(D)2型机车自动驾驶系统运行模式切换策略,充分考虑铁路规范要求,在保证列车安全稳定运行的前提下为司机提供了有效的手自切换方法。