一城一北斗|黃大線無人駕駛列車基于北斗時空定位深度應用

申報單位：國能朔黃鐵路發(fā)展有限責任公司機輛分公司

聯(lián)合申報單位：

主要完成人：王建華、靳新元、周占松、白建凌、陶學亮、尹軼

一、案例簡介

在鐵路運輸朝著智能化、自動化大步邁進的當下，傳統(tǒng)人工操作在過分相、機車信號轉換及車站進路 預告等關鍵環(huán)節(jié)，暴露出效率低下、容易出錯等問題，嚴重制約著鐵路運輸?shù)母哔|量發(fā)展。北斗衛(wèi)星導航 系統(tǒng)憑借高精度、高可靠性的定位服務優(yōu)勢，為破解上述難題、提升鐵路運行自動化水平提供了強有力的 支持。具體應用包括：借助北斗定位技術，實現(xiàn)黃大線無人駕駛系統(tǒng)的自動過分相功能。通過精準定位， 確保列車在過分相時的安全、自動計算最優(yōu)減載/加載地點，長編組列車沖動，實現(xiàn)高效運行，大幅提升運 行安全性與效率；依據(jù)北斗位置信息，自動轉換機車信號上下行開關。利用北斗定位的高精度特點，精確 判斷列車所處位置，自動切換機車信號模式，避免因人工操作不當而引發(fā)的信號錯誤，有效保障列車運行 的安全與穩(wěn)定；利用北斗定位進行車站進路信息預告。依靠北斗定位的實時性和準確性，提前獲取列車位 置信息，優(yōu)化列車運行調度，合理安排車站進路，提高鐵路運輸?shù)恼w效率，推動鐵路運輸智能化、自動 化的深入發(fā)展。通過上述應用，充分發(fā)揮北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的優(yōu)勢，助力鐵路運輸實現(xiàn)從傳統(tǒng)人工操作向 智能化、自動化操作的轉變，提升鐵路運輸?shù)陌踩浴⒖煽啃院瓦\行效率。

二、技術方案

1、系統(tǒng)架構

1)硬件方面：在機車上安裝北斗高精度定位終端，實時接收北斗衛(wèi)星信號。同時配置信號處理模塊、 通信模塊等，用于處理定位數(shù)據(jù)并與列車控制系統(tǒng)通信。

2)軟件方面：開發(fā)基于北斗定位數(shù)據(jù)的過分相開發(fā)集成自動過分相控制、機車信號轉換邏輯、車站 進路預告算法的綜合控制系統(tǒng)軟件，與機車運行控制系統(tǒng)深度融合。控制軟件，集成于無人駕駛系統(tǒng)中， 實現(xiàn)對定位數(shù)據(jù)的分析、判斷與指令輸出。

2、技術路線

1)自動過分相：通過北斗實時獲取機車位置，與預先設定的分相區(qū)位置信息匹配，在機車接近分相 區(qū)時，自動發(fā)送過分相指令給機車控制系統(tǒng)。

2)機車信號轉換：根據(jù)北斗定位判斷機車所處上/下行區(qū)間，當機車到達預定位置后，系統(tǒng)根據(jù)列車 實施位置信息，自動切換機車信號上下行開關，確保信號準確。

3)車站進路預告：基于北斗定位確定機車距離車站的位置和行駛方向，結合集控中心進路設置規(guī)則， 提前向機車發(fā)送進路信息，自動駕駛根據(jù)進路信息自動控制列車運行，實現(xiàn)LKJ自動對標功能。

4)北斗實時定位與智能接管：依托北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的厘米級高精度定位能力，系統(tǒng)可動態(tài)獲取列車實時空間坐標與運行軌跡，為遠程操控提供毫米級時空基準。當列車出現(xiàn)突發(fā)性故障或運行異常時，遠 程遙控臺可通過北斗定位數(shù)據(jù)精準鎖定故障點位，結合車載智能診斷系統(tǒng)實現(xiàn)秒級響應，有效防止次生事 故。

三、創(chuàng)新亮點

技術創(chuàng)新：首次在黃大線將北斗定位技術與自動駕駛控制策略相結合，全面應用于自動過分相、機車 信號轉換及車站進路預告，實現(xiàn)多環(huán)節(jié)集成創(chuàng)新。模式創(chuàng)新：構建了基于北斗定位的鐵路無人駕駛系統(tǒng)綜 合應用模式，提高鐵路運輸自動化、智能化水平。北斗實時定位與智能接管：依托北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的厘 米級高精度定位能力，系統(tǒng)可動態(tài)獲取列車實時空間坐標與運行軌跡，為遠程操控提供毫米級時空基準