基于DA-SSD的有轨电车轨道小目标障碍物检测算法

城市有轨电车轨道障碍物的高精度、快速检测对保障城市有轨电车安全行驶具有重要意义。针对SSD算法检测轨道小目标障碍物精度较低的问题,提出了基于DA-SSD的城市有轨电车轨道小目标障碍物检测算法。在SSD目标检测算法的基础上,设计低层双段反卷积模块,丰富低层特征层的语义信息,增加自适应注意力机制模块,生成具有更强语义信息和精确位置信息的低层特征预测层,修正先验框生成方式,缩小各个特征层先验框的大小,增强轨道小目标障碍物检测的适应性。通过自制有轨电车轨道障碍物数据集进行训练与测试。结果表明:当Riou=0.6时,DA-SSD算法的MAP达到78.17%,检测速度为23.4 f/s,相比SSD算法,该算法在保持高速检测的前提下,提高了有轨电车小目标障碍物的检测精度。

智能动车组PHM技术研究与应用

近年来,高速铁路运营总里程和动车组数量不断上升,工业互联网、5G、云计算、大数据、物联网等技术的快速发展和应用推动了轨道车辆装备的智能升级和转型,基于故障预测与健康管理(PHM)的智能运维体系被引入到动车组全寿命周期管理。文章根据PHM技术理念及设计方法,搭建了智能动车组PHM系统,重点介绍了智能动车组PHM系统的设计需求、体系架构、设计方法、技术方案以及实际应用。

基于因子图的BDS/IMU列车定位信息融合模型

精确的列车位置信息是保证列车高速、安全运行的关键。针对北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)/惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)列车组合定位模型采用传统信息融合方法误差较大,导致列车定位精度不高的问题,提出基于因子图的BDS/IMU列车定位信息融合模型。采用因子图理论,将BDS和IMU传感器接收到的量测信息抽象为因子节点,状态信息抽象为变量节点,构建BDS/IMU列车定位信息融合因子图模型,当BDS接收有效信号时,只需在因子图的特定时间添加因子节点,实现定位传感器的即插即用。模型中定义了以BDS/IMU列车定位状态信息和量测信息为变量的联合概率密度函数,根据非线性优化理论,通过泰勒展开进行线性化处理,转化为标准最小二乘问题,设计高斯-牛顿迭代的因子图推理算法,求解联合概率分布函数的最大后验估计,计算BDS/IMU列车定位信息的最优估计值,得到列车的精确位置信息。通过模拟数据和实际数据对模型进行验证表明,相比于kalman算法,因子图模型有效降低了列车的位置误差和速度误差,且未出现误差发散现象,有效实现了列车不同定位传感器的非等间隔融合,增强了列车定位的信息融合能力,提高了列车定位的精确性。在实测数据下,列车定位位置均方根误差降至2 m以下,明显小于kalman算法,可为列车的高速可靠运行提供精确的位置信息。

京张高速铁路智能动车组北斗导航定位系统信息融合算法研究

针对列车以350 km/h速度运行时BDS信号完全失锁,列车定位精度下降的问题,设计了基于BDS/SINS/DR的列车组合定位模型。BDS信号正常时,采用BDS/SINS组合方式提供列车定位信息;BDS完全失锁时,引入航位推算系统,输出决策部分切换为SINS/DR组合定位方式,修正INS单独定位产生的累积误差。提出基于自适应单重渐消的序贯卡尔曼滤波算法,采用序贯方式调整渐消因子的灵活度,降低噪声对量测方程中状态更新的影响,使不同滤波通道具有不同调节能力,提高SINS/DR组合定位信息融合能力。试验结果表明,该方法能够在BDS完全失锁时提供50 s内、10 m以下的定位精度,有效提高组合导航系统在BDS信号失锁情况下的定位精度,可满足列车全程精确定位的需求。

基于改进LSTM的高速列车牵引电机轴承温度预测模型

为提高牵引电机轴承温度的预测精度,提出一种基于改进LSTM的高速列车牵引电机轴承温度预测模型。该模型引入窥视孔模块,改进了LSTM网络结构,适应长距离时间序列的牵引电机轴承温度数据,设计两层改进LSTM网络构成隐藏层,减少模型的计算量和训练耗时。选取某动车组的历史运行数据进行测试与分析,与标准LSTM、RNN、GRU、SVR预测模型相比,改进LSTM预测模型的均方根误差和平均绝对百分比误差最低,分别为1.158和2.57%,表明改进模型提高了牵引电机轴承温度的预测精度。

“复兴号”17辆编组动车组列车总线网段扩展的设计研究

近年来,我国高速铁路营业里程与铁路运力持续上涨。为应对铁路列车复杂度与综合性的巨大变化,对动车组进行多功能车辆总线(MVB,Multifunction Vehicle Bus)、绞线式列车总线(WTB,Wire Train Bus)网段的改进,通过分析测试数据,验证了传统动车组扩展MVB及WTB网段的可行性。网段的扩展,可提高传统动车组的运力,显著提高客运列车的利用率。

运用Qt集成的中国标准动车组显示屏模拟操作软件设计

中国标准动车组作为拥有完全自主化知识产权的高速动车组,已经在京沪线进行稳定的载客运营。为使用户在车辆运行期间的应急指挥更高效便捷,也减少主机厂为用户培训投入的人力成本,开发了中国标准动车组显示屏模拟操作软件。文中介绍了该软件整体的设计过程。