列车主动安全

  • 试车线作业安全监控系统
试车线作业安全监控系统

试车线作业安全监控系统

  • 工作温度: -20~+60℃
  • 试车线列车位置跟踪: ≥1500m
  • 障碍物检测能力: 人员≥200m
  • 列车测速精度: 1km/h
  • 告警: 声光复合+LCD图文
  • 报警准确率: ≥99%
  • 供电: DC110V(77~162V)
  • 最大功耗: ≤80W
  • 视频存储容量: 48h
  • 通信接口: 以太网 ×2
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系统概述

本系统创新性将运用人工智能技术,将视频智能识别、北斗卫星定位和嵌入式系统深度融合,实现了小型化的列车试车线作业安全防护功能,充分减少装车部件的数量,进一步提高系统的可靠性,可以适应既有列车改造和新造列车。

系统能够自动检测试车线入侵限界的各类障碍物,自动检查列车至试车线终点的距离,自动测量列车实时速度,根据预定的作业规范参数,适时发出预警或触发列车制动。列车采用视频和卫星定位两种技术共同实现距离测量,具有较高的安全性。

系统具备深度学习的功能,随着调试和运营的样本不断增多,可以不断提升障碍物识别探测的能力,越用越准确。

本系统可获得功能安全完整性 SIL2级安全评估。


系统组成原理

试车线作业安全监控系统(图1)

图1 系统示意图

本系统设备在列车两节端车各安装一套,组成完全相同。在试车线靠近终点的一度停车位和二度停车位各自安装一块图像标记板,作为辅助用。系统车载设备包含摄像机,可以拍摄列车前方轨行区的影像,检查是否存在障碍物和图像标记板。车载设备还接收北斗卫星定位信号,用于列车定位,间接测量列车至试车线终点的距离,同时实时测量列车速度。

试车线作业安全监控系统(图2)

图2 系统拓扑图

  注:上图智能处理机为示意图。

系统主要有高清摄像机、北斗定位天线、智能处理机和闪光蜂鸣器组成,可以采用DC110V供电,并通过M12以太网接口和列车PIS系统互通互联。

系统通过高清摄像机采集试车线列车轨行区的视频影像,通过深度学习的人工智能算法自动分析,自动检测入侵轨行区的各类障碍物,自动测定障碍物距离;通过视频测距和北斗卫星定位数据融合,自动测定列车距离试车线终点的的距离,结合北斗测定的列车走行速度,触发相应告警,提醒司机警惕和采取制动措施。上述界面交互由PIS监控屏实现,即列车驶入试车线时,本系统自动触发PIS系统切换监控屏显示。相应告警信息同时由PIS监控屏和闪光蜂鸣器复合提供,避免监控屏失效或闪光蜂鸣器失效导致失去告警功能。

2.1  摄像机

摄像机安装在司机室,用于探测线路前方障碍物和停车标记板,实现视频测距。摄像机的安装支架充分考虑列车运行振动环境的不利影响,综合采取了多种技术措施进行缓冲和减震,能够在行驶工况下提供良好的图像采集。电路设有多种保护功能,包括极性反接保护、过热保护、浪涌保护等,充分适应地铁车辆的严酷应用场景。

2.2智能处理机

智能处理机采用先进的NPU技术设计,包含电源模块、定位模块、智能计算模块、接口模块等。为了便于和列车供电系统接驳,提供DC110V电源输入,整机功耗<80W。

智能处理机通过M12以太网接口接收摄像机视频码流,由智能计算模块完成障碍物检测;通过SMA接口接收北斗卫星定位信号,由定位模块进行位置解算和列车速度计算。智能计算模块进行上述计算数据的融合,同时通过AI视频处理和卫星定位,确定列车的准确位置,根据列车当前位置和实时速度,触发相应告警输出。

系统功能和接口

1、 系统功能

(1)试车线障碍物检测(异物入侵)和预警。

当系统发现试车线列车前方存在障碍物时,列车提前预警,提前触发制动。

(2)列车实时测距测速,防止列车冲出试车线。

列车在试车线走行时,系统实时测量列车至试车线终点的距离,实时测量列车的当前速度,根据预定的作业安全防护曲线,一旦发现列车在某个地点超速或超过安全位置,则及时告警,必要时触发制动。

(3)检测能力不断进化提升。

系统基于人工智能AI算法,随着运用数据的积累,可以添加新的障碍物类型,不断提升障碍物检测能力,越用越准确。

(4)故障自诊断。

系统具有完善的故障自动诊断能力,在设备异常时自动告警并退出使用。

(5)司机作业规范监控。

系统提供了司机操纵列车在试车线走行的全过程位置、速度信息,可生成列车轨迹曲线,匹配线路数据,将列车位置或速度存在超限的区域进行标记,用于考核司机是否存在不当操纵。

(6)作业过程记录。

系统内置存储器,记录列车在试车线走行的全过程位置、速度信息,形成日志文件,可以下载和分析。

2、系统特点

(1)AI人工智能检测入侵障碍物,越用越准确。

(2)视频测距+卫星定位,列车距离测量异构冗余,更可靠。

(3)试车作业防护同时考虑距离+速度,更安全。

(4)具备互联功能,可将报警信息传送给PIS,借用监控屏,无需司机室再增设显示屏。

(5)分体架构便于既有车辆改造,相机体积小,便于安装在最佳视角位置,智能处理机体积小,可以摆放在适当位置。


工程业绩

深圳地铁6号线试车线;上海地铁7号线试车线;合肥车务段;