基于UML的铁路信号图纸校核系统研究

针对铁路信号系统存在的设备复杂度高、管理维护难等缺点,利用UML技术,依托现有的纸质版CAD图纸,将多元化的图纸进行数据化,通过车站数据库,构建铁路信号图纸校核系统,实现信号图纸的反向验证。介绍铁路信号图纸数据信息化的内容及原理;对铁路信号图纸数据库进行介绍;从系统结构、测试范围、功能验证等方面详细介绍图纸校核系统。该图纸校核系统可以在工程实施中提供施工图审查、校核,提升现场作业效率。

基于Cortex-M4的交流转辙机信号采集板的设计与实现

该研究参考Q/CR442—2020《铁路信号集中监测系统技术条件》,基于嵌入式技术开发了一套交流转辙机信号采集板。该采集板采用真有效值算法采集计算电压、电流,通过改进二表法测三相动作电源有功功率,并且对电路进行了隔离滤波设计,使得采集数据更精确可靠;通过优化算法实现对采样数据快速处理,提高了采样频率,降低了设备功耗。通过在实验室及现场的测试结果分析,证明采集板的可靠性、可行性和可用性。该采集板具备性价比高、功耗低、采集速度快、可靠性高等优点,并预留扩展口可供电务人员自行设置故障监测点,具有广阔的发展空间。

基于DXFLib库的CAD铁路车站配线图纸数字化及验证

为了实现铁路信号系统图纸数字化验证与自动校核,并针对目前CAD图纸数字化存在的不足,如需要在AutoCAD软件中选取范围进行提取、依赖二次开发工具、文字提取精度不高等,提出了一种改进方法。该方法借助C++的DXFLib开源库编写程序,实现对CAD图纸中配线表格内容识别提取、数据导出。首先,程序读取表格类型的图纸,对其实体图元信息进行解码并提取,并将所得图元的CAD坐标转化为二维图像坐标,同时迭代更新图像边界值;然后,运用OpenCV库的绘制函数对图元信息进行复现,将相关图元参数传递给绘图函数进行绘制,并与原图纸内容进行比对;最后,将所得图元信息数字化、结构化,通过分析表格结构及图元坐标关系后将其必要内容导出至Excel。研究结果表明了该方法对于图纸数字化的有效性,满足工程图纸校核的准确率要求,显著提升了信号图纸数字化的灵活性及效率。

CTCS-N等级转换场景形式化建模与验证

新型列车控制系统的车载设备承担更多地面设备的功能,其功能测试主要是以现场测试为主,费时费力,构建满足系统功能与性能需求的模型有助于保证列车在线路上安全、高效地运行,因此针对新型列控系统提出一种基于时间自动机的形式化建模与验证的方法。首先,选取等级转换场景为主要建模场景,提取规范中的功能与性能需求,梳理信息交互图,基于UPPAAL建立车载设备、应答器、临时限速服务器、无线闭塞中心的时间自动机模型;然后,使用模拟器进行模型的仿真,生成对应的消息顺序图;最后,以自动机语言为基础,验证正常模式和故障模式下车载设备转换是否满足要求。验证结果表明:所建立的模型满足等级转换场景的需求,其功能符合对应的技术规范,证明了该形式化建模的可行性,为新型列控系统测试、其他场景或功能的建模与验证提供了参考。

基于B/S架构的铁路图纸智能校核平台的设计

图纸是服务于铁路安全运输的关键数据资源。为弥补既有铁路电务专业信号图纸审核环节的不足,解决现场主要靠人为经验进行图纸校核的模式,设计了一套专用于铁路信号CAD图纸校准核对的智能化平台。通过对铁路电务部门日常图纸校核业务场景的分析,采用标准主流的B/S(Browser/Server)架构设计理念,对审核流程进行优化,为现场人员提供了统一的Web访问门户,实现了信息管理、图纸录入、图纸查看、车站信息维护和图纸校核及图纸实时查询等功能,能够辅助信号工进行图纸复核,提高了现场作业水平,保障了铁路运营安全。

基于STPA与时序逻辑的CTCS-3级列控系统安全分析

中国列车控制系统(Chinese train control system,CTCS)作为一种安全苛求系统,使用前需要经过严格的安全分析和测试。对我国铁路客运干线主要采用的CTCS-3级列控系统而言,由于传统的安全分析方法主要关注单一场景,因而对其复合场景的安全性分析存在欠缺。此外,CTCS-3列控系统对控制时序有严格要求,现有安全分析方法难以有效解决该问题。为解决上述问题,采用基于系统理论的过程分析方法,以便更全面、更准确地分析CTCS-3级列控系统的安全性。首先,在分析CTCS-3级列控系统典型运营场景的基础上,提取由列控系统直接控车的运营场景,并建立分层控制结构模型;其次,结合时序逻辑辨识运营场景的不恰当控制行为,并将各场景中互不冲突的不恰当控制行为组合成复合场景;最后,对复合场景进行分析,辨识导致不恰当控制行为的控制缺陷。仿真结果表明:系统理论的过程分析方法可以实现对CTCS-3级列控系统复合场景功能的安全性分析。

基于半实物仿真的铁路叉车实训装置研究

铁路货运叉车作业存在着操作量大、操作内容复杂等特点,将铁路货运叉车作业培训与虚拟现实技术和先进智能计算机技术结合,给货运职工带来身临其境的存在感。与以往铁路现场培训技术不同,开发半实物仿真技术在室内就可以满足对员工的技术培训。利用3D建模技术与Unity引擎编写技术,对系统软件进行开发,并构建与实物相同比例的叉车模型,在虚拟现实环境下完成铁路货运叉车的操作培训,并对操作数据进行同步记录。