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面向铁路巡检的低空无人机智能感知与精密定位研究 被引量：16
1
作者 蔡伯根 李智宇 +6 位作者 王剑 刘丹 姜维 赵珈琪 王啸阳 刘江 陆德彪 《铁路通信信号工程技术》 2025年第1期1-12,共12页
铁路巡检作为“低空+轨道”的典型应用场景之一,采用低空无人机巡检辅助或代替人工巡检,在提高巡检效率同时,可以降低巡检成本和巡检人员的事故发生率。调研国内外铁路无人机巡检技术与应用现状,指出当前存在的空-地巡检模式下无人机智... 铁路巡检作为“低空+轨道”的典型应用场景之一,采用低空无人机巡检辅助或代替人工巡检,在提高巡检效率同时,可以降低巡检成本和巡检人员的事故发生率。调研国内外铁路无人机巡检技术与应用现状,指出当前存在的空-地巡检模式下无人机智能感知、“高密度短间隔”场景无人机精密定位、无人机感知与定位如何协同等问题。针对上述问题,研究融合视觉和激光雷达的低空无人机多模态智能感知技术,与组合高精度卫星导航、惯性导航、UWB和5G的多传感器精密定位技术,提升低空无人机的铁路综合巡检性能。基于两项关键技术,设计一种协同智能感知与精密定位的低空铁路无人机巡检方案,为未来铁路领域的低空无人机巡检推广应用提供支撑。 展开更多
关键词 铁路巡检 低空无人机 多模态智能感知 精密定位
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铁路专用北斗定位测试:从需求、愿景到挑战、机遇
2
作者 蔡伯根 刘江 +2 位作者 王剑 陆德彪 姜维 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第5期34-44,共11页
随着铁路系统智能化发展的不断演进,以北斗时空信息为基础的新型铁路应用备受关注,目前缺乏与具体应用相适配的铁路专用测试体系,难以满足基于北斗的铁路系统全生命周期需求.针对这一问题,本文专注于探讨面向北斗铁路应用开展专用测试... 随着铁路系统智能化发展的不断演进,以北斗时空信息为基础的新型铁路应用备受关注,目前缺乏与具体应用相适配的铁路专用测试体系,难以满足基于北斗的铁路系统全生命周期需求.针对这一问题,本文专注于探讨面向北斗铁路应用开展专用测试评估的需求与发展潜力,探索如何针对铁路行业特殊性,利用有效机制建设专用测试仪器及系统环境,满足基于北斗的铁路系统全生命周期需求.首先,调研总结了现有相关工作,提出了铁路专用北斗定位测试的发展需求与愿景;其次,以“零现场测试”为核心,构建了一套完整的铁路专用北斗定位测试系统总体架构,采用模块化思想与互联协同机制构建一种兼顾北斗卫星定位常规测试范式与铁路行业应用特征的新路径;再次,以特定类型列车运行控制系统的列车定位单元为受测对象实例,介绍了专用测试系统的搭建及测试实施情况;最后,分析归纳了面向逐步发展的北斗铁路应用提供全面、可信的测试评估可能面临的研究挑战,给出了应对思路.研究结果表明:所构建铁路专用北斗定位测试体系能够有效提升测试覆盖度、灵活性、适配性与兼容性,为北斗在铁路行业的深度应用提供有力支撑. 展开更多
关键词 交通信息工程及控制 铁路运输 北斗卫星导航系统 测试评估
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基于惯性四元数建模的列车姿态精度保持方法研究
3
作者 姜维 郝鹏琪 +3 位作者 王剑 蔡伯根 邓陈喜 廖浩 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1492-1505,共14页
针对标准GNSS/INS定位模型在卫星失效时难以克服惯性器件误差累计从而导致列车状态感知精度降级问题,为保障卫星失效场景下列车空间精度与鲁棒性的需求,提出一种基于惯性四元数建模的列车姿态精度保持方法,探究惯性器件加速度与角速度... 针对标准GNSS/INS定位模型在卫星失效时难以克服惯性器件误差累计从而导致列车状态感知精度降级问题,为保障卫星失效场景下列车空间精度与鲁棒性的需求,提出一种基于惯性四元数建模的列车姿态精度保持方法,探究惯性器件加速度与角速度的姿态解算机理,构建运动载体加速度辅助的惯性姿态四元数的反馈补偿解算模型。进一步为解决单一驱动模式对航位推算的可控性受限问题,建立基于姿态精度保持模型增强的列车状态感知模型,将内层融合解算的姿态信息作用在轮速传感器后与惯性递推值映射到外层状态空间完成系统的滤波校正并反馈到内层进行误差更新,最大限度保障卫星失效时惯性导航精度。采用实验室转台仿真数据与青藏线列车实测数据进行卫星失效场景下算法性能的验证与评估,结果表明:提出的姿态精度保持方法测姿精度显著优于惯性递推方法,青藏线30 min动态测姿实验中,横滚角、俯仰角、航向角精度为0.801°、0.513°和4.494°;在无卫星场景下,提出的基于姿态精度保持模型增强的列车状态感知精度显著优于INS/ODO松组合方法,15 min实车测试中,横滚角、俯仰角、航向角测姿精度为0.526°、0.493°和1.904°,水平定位精度提升86.66%、水平测速精度提升78.70%。综合证明该方法可以提升卫星失效场景下的基于惯性列车状态感知精度与鲁棒性。 展开更多
关键词 惯性四元数建模 姿态精度保持 惯性递推 滤波校正 列车状态感知
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列控车载设备故障样本生成质量评估方法
4
作者 王金兰 蔡伯根 +1 位作者 申彦春 刘江 《中国铁路》 北大核心 2025年第5期139-145,共7页
列控车载设备故障预测是提升运维智能化水平的重要方向。为解决故障建模样本不平衡条件下生成故障样本的质量评估与保障问题,基于条件生成对抗网络实现故障建模样本生成,从样本比例和样本分布2个维度对生成故障样本进行质量评估。在样... 列控车载设备故障预测是提升运维智能化水平的重要方向。为解决故障建模样本不平衡条件下生成故障样本的质量评估与保障问题,基于条件生成对抗网络实现故障建模样本生成,从样本比例和样本分布2个维度对生成故障样本进行质量评估。在样本比例维度,设定不同样本调和比生成并构建合成故障样本集开展模型训练,结合模型性能指标评估生成故障样本的质量;在样本分布维度,引入最大均值差异和结构相似性指数2项指标,对待评估生成故障样本与真实故障样本做分布相似度评估。采用CTCS2-200H型列控车载设备真实故障数据进行验证,结果表明:在不同的故障样本生成方法下,所提出方法均能有效量化评估所生成故障样本的特性,设定合适的样本调和比可以缓解故障样本数据不平衡问题,有助于构建列控车载设备故障预测模型,并有效提升故障预测性能。 展开更多
关键词 列控车载设备 故障样本 故障预测 生成对抗网络 样本质量评估 智能运维
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基于数据驱动的智能勘察设计平台研究——以铁路信号设计子系统为例
5
作者 王伟峰 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第3期207-215,共9页
针对我国铁路工程勘察设计领域设计环境不统一、多专业协同设计难度大、信息流转不畅、设计效率低下,以及现有软件自动化和智能化程度低等问题,提出构建智能勘察设计平台的解决方案。首先,对智能勘察设计平台的主要技术路线、关键技术... 针对我国铁路工程勘察设计领域设计环境不统一、多专业协同设计难度大、信息流转不畅、设计效率低下,以及现有软件自动化和智能化程度低等问题,提出构建智能勘察设计平台的解决方案。首先,对智能勘察设计平台的主要技术路线、关键技术和系统架构进行深入研究,提出智能勘察设计平台的总体技术方案,确立了“以软件定义业务、数据驱动业务数智化”的主要技术路线。其次,通过设计平台体系架构、制定数字化标准、多专业协同设计,以及业务数字化、标准化、智能化等关键技术,构建了“一平台四系统”的智能勘察设计平台总体架构。在此基础上,研究并建立了覆盖全专业、全过程的智能勘察设计体系架构,以统一的数据标准驱动各专业设计软件的集成与重构。最后,通过分析、归纳信号勘察设计业务需求和作业流程,将各设计对象标准化、数字化,在此基础上建立业务数字化表达模型和四层架构体系,研发了一种基于全过程数据驱动和多重知识规则库的信号智能勘察设计子系统,实现了从线路和站场数据到信号平面,再到室内外工程设计成果的全流程自动化设计。该研究成果在多个铁路工程项目中得到应用验证,为铁路工程勘察设计数字化、智能化研究提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 数据驱动 勘察设计平台 铁路信号 协同设计 数字化 智能化
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高速铁路从电磁兼容走向电磁安全
6
作者 闻映红 樊世豪 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第5期45-51,共7页
随着我国高速铁路系统的持续扩展与技术升级,其运行环境中的电磁复杂性显著提升,尤其是外部强电磁干扰源的频繁出现,给系统的稳定运行带来了前所未有的安全隐患.传统以提升设备抗扰度为核心的电磁兼容技术体系,在面对系统外部随机强电... 随着我国高速铁路系统的持续扩展与技术升级,其运行环境中的电磁复杂性显著提升,尤其是外部强电磁干扰源的频繁出现,给系统的稳定运行带来了前所未有的安全隐患.传统以提升设备抗扰度为核心的电磁兼容技术体系,在面对系统外部随机强电磁干扰时表现出响应滞后、适应性差等局限,难以满足当前对系统功能稳定性、任务连续性及快速恢复能力的高要求.针对这些问题,本文系统梳理了我国在高速铁路电磁兼容领域的研究现状,重点分析了干扰源建模、耦合路径识别、关键设备抗干扰性能评估与系统级防护策略等核心技术内容.在此基础上,提出构建以“列车控制能力保持”为核心目标的电磁安全研究框架,旨在实现从“被动抗扰”向“智能防御、自主恢复”的转型,该框架涵盖干扰智能识别与感知、多物理场耦合网络建模、电磁干扰风险传播机理、主动防护技术与试验验证等关键环节.研究结果表明,电磁安全作为对传统电磁兼容体系的拓展,是保障我国高速铁路系统在复杂电磁环境下实现高安全、高可靠运行的关键路径.研究成果可为面向未来的高速铁路系统电磁防护设计与工程应用提供理论依据与技术参考. 展开更多
关键词 高速铁路 电磁兼容 电磁安全 主动防护
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基于有限时间干扰观测器的高速列车非奇异终端滑模协同控制 被引量：4
7
作者 张友鹏 王小天 +3 位作者 杨军霞 王东 金煜翔 高子轩 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期967-978,共12页
为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车... 为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车的多智能体系统模型。其次,采用反正切函数设计一种新型的非奇异终端滑模控制算法;利用有限时间干扰观测器估计系统的附加阻力及复合未知干扰,并将其估计值反馈补偿到控制器的输出,以消除此部分干扰对高速列车运行的影响;针对输入饱和特性,引入动态辅助系统解决输入饱和对列车控制系统的影响;利用lyapunov稳定性理论分别证明控制器与观测器的稳定性。最后,采用matlab软件仿真验证,通过与自适应终端滑模、有限时间干扰观测器终端滑模、有限时间干扰观测器线性滑模3种方法对比,以及在有无输入饱和约束条件下列车追踪运行时的速度、位移误差以及控制力输入对比。研究结果表明:相较于其他3种方法,采用有限时间干扰观测器非奇异终端滑模的方法时列车速度、位移误差更小,且控制力输入也更为平滑。计及输入饱和下,当列车遇到外部干扰时,控制输入均在牵引制动特性约束范围之内,设计动态辅助系统有效解决了输入饱和对列车追踪运行的影响。基于以上分析可知,计及输入饱和下利用所设计的有限时间干扰观测器非奇异终端滑模控制器及动态辅助系统可实现多列车的协同追踪运行。研究结果可为提高线路利用率,实现多列高速列车安全稳定地追踪运行提供参考。 展开更多
关键词 有限时间干扰观测器 非奇异终端滑模 输入饱和 多列车 协同运行
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列车北斗定位压制干扰测试场景生成方法研究 被引量：1
8
作者 王雅迪 刘江 +2 位作者 蔡伯根 王剑 陆德彪 《中国铁路》 北大核心 2025年第3期9-16,36,共9页
北斗卫星导航系统抗干扰能力较差,铁路沿线运行环境可能存在的信号压制干扰对北斗定位性能形成严重威胁,无法满足列车定位的安全可信性需求。为此,面向列车北斗定位的干扰测试已成为评估和优化列车定位系统的重要支撑性手段。提出基于... 北斗卫星导航系统抗干扰能力较差,铁路沿线运行环境可能存在的信号压制干扰对北斗定位性能形成严重威胁,无法满足列车定位的安全可信性需求。为此,面向列车北斗定位的干扰测试已成为评估和优化列车定位系统的重要支撑性手段。提出基于多目标优化的列车北斗定位压制干扰测试场景生成方法,结合对压制干扰类型、特性及影响的分析,基于干扰测试场景的关键基础要素,利用层次分析法实现场景要素重要度量化,设计测试场景生成与优化方法,并选取典型压制干扰测试场景,运用专用压制干扰测试系统进行测试与分析。该方法有助于支撑北斗专用测试评估平台构建,促进北斗在列车自主可信定位中的延伸应用。 展开更多
关键词 北斗卫星导航系统 列车定位 压制干扰 测试场景生成 多目标优化 层次分析法
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列控车载设备故障诊断的知识图谱构建与应用 被引量：2
9
作者 刘丹 张振海 +1 位作者 翟秋宇 余家乐 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第5期184-192,共9页
车载设备是列车运行控制系统的核心组成部分,为减少车载设备故障发生频次和故障处理的时间损耗,需要对车载设备的运行状态和故障现象进行准确地分析和诊断。知识图谱技术作为人工智能领域的研究热点,在现有传统故障诊断方法未有效利用... 车载设备是列车运行控制系统的核心组成部分,为减少车载设备故障发生频次和故障处理的时间损耗,需要对车载设备的运行状态和故障现象进行准确地分析和诊断。知识图谱技术作为人工智能领域的研究热点,在现有传统故障诊断方法未有效利用非结构化的先验知识和处理结果不具解释性的问题上可提供新的解决思路,因此,提出一种基于知识图谱的列控车载设备故障诊断方法。实体识别是构建图谱的关键技术之一,结合传统中文实体识别方法存在识别效果不佳和全局语义难以共享问题,采用Graph Attention和CRF相结合的神经网络模型来实现实体识别。首先,以近三年某铁路局的列控车载设备典型故障分析报告作为实验数据集进行预处理;接着,对Graph Attention神经网络模型进行训练与优化,由条件随机场模型(CRF)得到最优的文本标签序列;为验证该方法在实体识别中的有效性,在同一语料环境下,将Graph Attention-CRF神经网络模型与其他3种模型作对比,结果表明,本文提出的模型F1值可达94.24%,实体识别准确率较当前主流的BiLSTM-CRF模型提升4.51%,较FLAT模型提升2.42%,测试时间也只比用时最短的BiLSTM-CRF模型多0.41 s。最后,利用设定的关系匹配规则将识别的实体进行链接和匹配来完成包含车载设备故障信息的知识图谱,并以图谱问答的故障诊断方式给维修工作人员提供决策辅助。 展开更多
关键词 列控车载设备 故障诊断 知识图谱 Graph Attention-CRF算法 智能问答 辅助决策
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高铁站内机械绝缘节电场分布建模与仿真研究 被引量：1
10
作者 李军丽 张友鹏 +1 位作者 赵斌 丁彦龙 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期144-154,共11页
明确高铁站内机械绝缘节在运行工况下的电场分布特性是解决绝缘失效问题的关键.基于静电场有限元法,考虑绝缘节厚度、材质和供电方式等工况,分别计算完好绝缘节在稳态电压和暂态过电压作用下的电场分布,并分析不同工况对绝缘节电场分布... 明确高铁站内机械绝缘节在运行工况下的电场分布特性是解决绝缘失效问题的关键.基于静电场有限元法,考虑绝缘节厚度、材质和供电方式等工况,分别计算完好绝缘节在稳态电压和暂态过电压作用下的电场分布,并分析不同工况对绝缘节电场分布的影响.分析绝缘节可能存在的缺陷,研究气泡、气隙和碳化等缺陷对绝缘节电场分布的影响.结果表明,绝缘节整体电场分布不均匀.在暂态过电压条件下,绝缘节顶部表面可能会出现局部放电现象.绝缘节的厚度以及供电方式都会对电场分布产生影响,其中直接供电方式相较于AT供电方式的影响更为显著.气泡对电场分布的影响程度与其位置有关,气泡周围易发生空气击穿造成局部放电.碳化显著影响绝缘节的电场分布,随着碳化深度的增加,绝缘节局部电场强度的最大值会发生变化.特别是当碳化发生在顶部区域时,其对绝缘节电场强度的影响较之腰部和底部区域更为显著. 展开更多
关键词 机械绝缘节 静电场 有限元法 缺陷 电场
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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究 被引量：3
11
作者 侯涛 魏建鹏 牛宏侠 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期38-50,共13页
针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。 展开更多
关键词 自动驾驶 预设性能控制 非奇异终端滑模控制 高速列车 扩张状态观测器
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虚拟编组技术“大小交路跳停”列车组织策略研究 被引量：4
12
作者 李育瑾 张琦 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第2期152-160,共9页
随着城市轨道交通运营里程的增加,客流分布呈现明显的区间聚集和时空分布不均特征。现行技术体系下通过提高列车发车频率、开行大编组、多交路列车等运输组织方式来满足客流集中出行需求,但仍存在列车组织灵活性差、追踪时间间隔较长等... 随着城市轨道交通运营里程的增加,客流分布呈现明显的区间聚集和时空分布不均特征。现行技术体系下通过提高列车发车频率、开行大编组、多交路列车等运输组织方式来满足客流集中出行需求,但仍存在列车组织灵活性差、追踪时间间隔较长等问题。虚拟编组技术的应用在缩短列车追踪时间间隔和折返时间的同时,可有效提高列车运输组织灵活性和断面不均衡客流背景下的列车运能。研究利用虚拟编组这一无线通信技术,提出了应对时空分布不均客流的“大小交路跳停”组织策略,通过案例分析,以乘客旅行时间、滞留乘客数等为评价指标,突出虚拟编组技术在打破列车间独立运行状态、增加开行计划编制多样性及实现不均衡客流供需匹配和改善运输效率方面的优势。 展开更多
关键词 城市轨道交通 虚拟编组 大小交路跳停 运输组织策略 列车开行方案
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延误场景下列车速度曲线与动态调度联合优化方法 被引量：1
13
作者 林俊亭 李茂林 邱晓辉 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第1期173-187,共15页
为使发生延误的高速列车能够快速恢复正常运营,同时满足停车精度、准时性、节能性及调度实时性等多方面的要求,综合考虑一体化模型在平衡多个目标时面临的多重非线性约束问题,以及非一体化模型需分别求解多个独立模型的局限性,本文提出... 为使发生延误的高速列车能够快速恢复正常运营,同时满足停车精度、准时性、节能性及调度实时性等多方面的要求,综合考虑一体化模型在平衡多个目标时面临的多重非线性约束问题,以及非一体化模型需分别求解多个独立模型的局限性,本文提出一种列车动态调度与速度曲线的联合优化方法。首先,基于参考系统的约束,应用集成内在好奇心模块和优先经验回放机制的双决斗深度强化学习算法(Intrinsic Curiosity Module Prioritized Experience Replay Dueling Double Deep Q-Network,ICM-PER-D3QN)优化列车速度曲线模型,保证列车的停车精度、准时性和节能性,并将此数据用作联合模型训练的基础;其次,采用ICM-PER-D3QN算法求解列车的动态调度模型,缓解列车延误并确保调度的实时性;最后,基于列车在站间区间的运行信息,使用集成长短期记忆网络的卷积神经网络完成列车速度曲线与动态调度的联合。实验环境选择京沪高铁的一段下行线路,设置3组延误场景验证所提方法的有效性。仿真结果表明,在联合优化模型下,列车的平均调度时长为0.92 s,列车动态调度结果与速度曲线的平均匹配度为98.89%,平均匹配时长为0.0014 s。此外,相较于仅基于动态调度模型的未优化速度曲线,平均牵引能耗降低了9%,平均总延误时间降低了6.38%。 展开更多
关键词 铁路运输 联合方法 深度学习 速度曲线 动态调度 强化学习
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基于随机可达集的“撞软墙”移动闭塞列车追踪安全防护方法 被引量：1
14
作者 王成 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第8期196-201,共6页
[目的]现有城市轨道交通列车控制系统所采用的“撞硬墙”移动闭塞防护模式,虽然在一定程度上缩短了列车的追踪间隔,但仍无法满足高峰时段的运营需求,故有必要基于随机可达集的“撞软墙”移动闭塞列车追踪安全防护方法进行研究。[方法]... [目的]现有城市轨道交通列车控制系统所采用的“撞硬墙”移动闭塞防护模式,虽然在一定程度上缩短了列车的追踪间隔,但仍无法满足高峰时段的运营需求,故有必要基于随机可达集的“撞软墙”移动闭塞列车追踪安全防护方法进行研究。[方法]考虑列车运行过程中存在随机扰动的因素,分析实现追踪安全防护算法的两个关键部分的表示形式,即前车的全过程预测轨迹及追踪列车的安全制动轨迹。结合前车和本车的概率分布函数,建立碰撞概率的高效计算模型,根据对城市轨道交通列车的安全性验证结果生成相应的安全防护曲线。基于北京地铁11号线西段线路数据,对所提出的方法进行仿真验证。[结果及结论]试验结果表明,与短时间预测相比,基于随机可达集的列车追踪安全防护方法能够在实现完全避撞的基础上,延长追踪列车安全防护曲线的反向计算起点,缩短列车间的追踪间隔,证明了该方法的必要性和适用性。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车追踪 安全防护 随机可达集 轨迹预测
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基于声音信号的转辙机故障诊断研究 被引量：1
15
作者 梁续继 戴胜华 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第2期183-190,共8页
铁路信号系统中转辙机的故障率较高,需要采用智能化解决方案对故障进行诊断。传统的解决方案基于电信号,未能充分利用机械电子设备的物理特征。针对这一问题,基于转辙机动作时的声音进行故障诊断。首先,根据转辙机的动作特性提出6种会... 铁路信号系统中转辙机的故障率较高,需要采用智能化解决方案对故障进行诊断。传统的解决方案基于电信号,未能充分利用机械电子设备的物理特征。针对这一问题,基于转辙机动作时的声音进行故障诊断。首先,根据转辙机的动作特性提出6种会影响声音信号的常见机械故障。然后,根据声音诊断在特征提取方面的不同路线,采用3种技术方案。端到端方案通过wav2vec2.0语音识别框架直接进行训练和识别;特征矩阵方案提取声音信号的梅尔倒谱系数(MFCC),通过主成分分析(PCA)得到固定尺寸的特征矩阵,由多分类支持向量机(SVM)进行故障分类;声音图像化方案生成声音信号的语谱图,同时建立卷积神经网络VGG16的轻量化改进模型,将语谱图输入至该模型中进行训练和识别。实验结果表明,3种技术方案均能有效地对包括正常工作和6种故障类型的7种工作状态实现诊断,准确率分别为99.8%、94.2%和96.6%。验证了基于声音进行转辙机故障诊断的3种技术方案的可行性,并体现了语音领域技术在转辙机故障诊断中的应用价值。 展开更多
关键词 转辙机 故障诊断 声音信号 特征提取 wav2vec2.0 MFCC 语谱图
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若和铁路新型列控系统工程设计与创新应用 被引量：1
16
作者 袁娟 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期22-27,共6页
新型列控系统作为CTCS列控体系的新成员,具备卫星定位、移动闭塞、列车完整性检查等技术特征,经过多年技术攻关,构建了标准体系,完成了成套装备研制,并在若和铁路全线试用。从工程设计的角度,分析新型列控系统在若和铁路应用的重难点,... 新型列控系统作为CTCS列控体系的新成员,具备卫星定位、移动闭塞、列车完整性检查等技术特征,经过多年技术攻关,构建了标准体系,完成了成套装备研制,并在若和铁路全线试用。从工程设计的角度,分析新型列控系统在若和铁路应用的重难点,研究提出新技术应用、多种应用场景适应性设计、无线通信系统配套设计等创新方案,梳理总结在工程设计及实施流程方面的创新举措,并开展技术经济效益分析,旨在为新型列控系统推广提供技术支撑,并为科研与工程实践的结合提供参考。 展开更多
关键词 新型列控系统 若和铁路 列控联锁一体化 工程设计 实施流程
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轨道交通自主运行控制技术综述
17
作者 余祖俊 王洪伟 +2 位作者 王悉 李阳 李学汉 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第5期6-33,共28页
随着我国轨道交通网络规模的不断扩大和运行环境的日益复杂,既有的自动化列车运行控制系统在运营效率提升、环境适应性增强等方面面临多样化挑战,难以满足更高密度运行和复杂动态环境下的安全高效运行需求.轨道交通自主运行控制技术有... 随着我国轨道交通网络规模的不断扩大和运行环境的日益复杂,既有的自动化列车运行控制系统在运营效率提升、环境适应性增强等方面面临多样化挑战,难以满足更高密度运行和复杂动态环境下的安全高效运行需求.轨道交通自主运行控制技术有望通过融合感知、低时延高可靠通信、列车自主运行控制和智能调度实现列车在复杂环境下的安全高效运行,助力轨道交通的智能化发展.本文围绕轨道交通自主运行控制技术展开综述,首先,总结了国内外在该领域的研究与应用进展,分析了自主运行的内涵,比较了船舶、道路交通与轨道交通领域的自主概念,系统梳理了由融合感知、低时延高可靠通信、复杂环境下的列车自主运行控制以及列车运行智能调度组成的轨道交通自主运行关键技术体系;其次,分析了自主运行控制关键技术在轨道交通领域的应用与发展前景,并结合典型案例对其应用实践进行了探讨;最后,总结了自主运行控制在实际应用中面临的瓶颈与挑战,展望了未来的发展方向.研究成果可以为轨道交通自主运行控制的理论研究与工程实践提供系统化参考与支撑. 展开更多
关键词 轨道交通 自主运行 融合感知 低时延高可靠通信 智能调度
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基于明度动态感知裁剪和YOLOv8的铁路沿线异常感知检测方法 被引量：2
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作者 林俊亭 陈权 +2 位作者 马赫 彭嘉维 柴金川 《铁路通信信号工程技术》 2025年第1期19-27,共9页
铁路轨道沿线场景具有空旷开阔、占地面积大的特点。由于高清摄像头的普及,导致大部分入侵物体目标在图像中具有占比面积小,像素点数量少,进而降低算法对目标尤其是小目标的检测性能。针对该问题,提出基于明度动态感知裁剪和YOLOv8的铁... 铁路轨道沿线场景具有空旷开阔、占地面积大的特点。由于高清摄像头的普及,导致大部分入侵物体目标在图像中具有占比面积小,像素点数量少,进而降低算法对目标尤其是小目标的检测性能。针对该问题,提出基于明度动态感知裁剪和YOLOv8的铁路沿线异常感知检测方法。首先通过明度动态感知方法感知运动目标区域,再以动态目标为中心裁剪图片输入YOLOv8网络进行检测,防止目标区域图像输入网络时特征信息被压缩,最后在RailD49数据集上验证了该算法的召回率为80.33%,准确率为81.67%,相较于原始YOLOv8m对铁路运动目标的检测能力有所提升。 展开更多
关键词 目标检测 铁路综合视频监控系统 明度动态感知 深度学习 YOLOv8
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基于改进YOLO11的站场图图元检测方法
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作者 李开成 李相龙 +1 位作者 袁磊 魏国栋 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第5期198-208,共11页
针对铁路信号系统站场图图纸信息难以提取的问题,提出一种基于YOLO11改进的站场图图元检测模型YOLO11-AT,通过构建融合目标检测与关键点检测的检测模型,实现了图元检测与关键点的自动提取.首先,在颈部网络部分引入了注意力尺度序列融合(... 针对铁路信号系统站场图图纸信息难以提取的问题,提出一种基于YOLO11改进的站场图图元检测模型YOLO11-AT,通过构建融合目标检测与关键点检测的检测模型,实现了图元检测与关键点的自动提取.首先,在颈部网络部分引入了注意力尺度序列融合(Attentional Scale Se-quence Fusion,ASF)模块,融合不同尺度的特征,增强模型对小目标的检测性能;其次,在检测头部分采用了任务对齐动态检测头(Task Align Dynamic Detect Head,TADDH),通过任务对齐机制改善分类任务和定位任务之间的特征交互,减少特征冲突,提高密集目标检测精度;最后,采用切片辅助超推理(Slicing Aided Hyper Inference,SAHI)技术提高模型在高分辨率站场图像上的检测精度.在构建的多样式站场图数据集上,对提出的方法进行实验验证.实验结果表明:相较于YOLO11s-pose,YOLO11-AT在精确率、召回率、mAP0.5和mAP0.5-kp分别提升了9%、2.2%、4.2%和3.2%,同时参数量下降了4.3%;与现有主流检测模型相比,YOLO11-AT在检测精度与效率之间取得了更优的平衡;研究结果能够适应多种样式的站场图,可以满足实际应用的需求,为站场图图纸的自动化信息提取提供了一种可行的解决方案. 展开更多
关键词 站场图 图像识别 YOLO11 关键点检测 图纸信息提取
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铁路防洪防灾无人机智能巡检关键技术应用研究 被引量：3
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作者 李斌 张俊武 王爽 《铁路通信信号工程技术》 2025年第3期1-8,共8页
为解决铁路沿线防洪防灾等风险隐患的排查过程中,巡检作业效率低、识别告警率低、辅助研判精度不高、现场巡检人员作业风险大等诸多问题,提出基于“无人机+A I”的铁路防洪防灾智能巡检系统建设方案。研究低空经济相关的行业政策规划,... 为解决铁路沿线防洪防灾等风险隐患的排查过程中,巡检作业效率低、识别告警率低、辅助研判精度不高、现场巡检人员作业风险大等诸多问题,提出基于“无人机+A I”的铁路防洪防灾智能巡检系统建设方案。研究低空经济相关的行业政策规划,对无人机在铁路行业的应用现状及铁路防洪防灾需求进行归纳总结分析。在“多感知融合的铁路防洪防灾智能巡检”技术框架下,设计并研发一套契合铁路行业汛期现场巡检需求的无人机智能巡检系统,重点探讨系统的构成、功能和核心关键技术。通过长期的现场试验和汛期应急演练,验证基于“无人机+A I”的铁路防洪防灾智能巡检系统的有效性以及自然灾害和安全事件识别算法的准确性,为强化铁路安全管控能力和应急处置能力,提供强大的技术保障。 展开更多
关键词 低空经济 无人机巡检 多感知融合 AI智能分析 深度学习
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