智能交通系統(tǒng)
城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)
城市軌道交通（地鐵）正在我國(guó)各大中城市蓬勃發(fā)展，成為解決城市交通擁塞的有效途徑。要保證軌道交通的正常運(yùn)營(yíng)，核心就是信號(hào)系統(tǒng)，它在可靠性和安全性方面有著非常嚴(yán)苛的要求。信號(hào)系統(tǒng)也叫ATC（自動(dòng)列車(chē)控制系統(tǒng)），它包括基于微機(jī)的聯(lián)鎖系統(tǒng)（CBI）、自動(dòng)列車(chē)防護(hù)系統(tǒng)（ATP）、自動(dòng)列車(chē)駕駛系統(tǒng)（ATO）和自動(dòng)列車(chē)監(jiān)督系統(tǒng)（ATS）。聯(lián)鎖系統(tǒng)能夠確保軌道區(qū)間列車(chē)占用、道岔和紅綠燈信號(hào)之間正確的邏輯關(guān)系。自動(dòng)列車(chē)防護(hù)系統(tǒng)能夠確保列車(chē)的安全行車(chē)間隔和安全行車(chē)速度，確保列車(chē)在各種各樣的異常情況出現(xiàn)時(shí)，能夠及時(shí)地采取緊急制動(dòng)等防護(hù)措施。自動(dòng)列車(chē)駕駛系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的速度和行車(chē)計(jì)劃自動(dòng)控制列車(chē)的操作和行駛。ATS則能夠在中央調(diào)度室中對(duì)全線路的列車(chē)運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督調(diào)度，制定列車(chē)運(yùn)行計(jì)劃。
本公司和上市企業(yè)合作，聯(lián)合研發(fā)了CBTC（基于通信的列控系統(tǒng)）城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)首次通過(guò)了全部子系統(tǒng)的國(guó)際安全認(rèn)證，得到了成功應(yīng)用。
故障-安全計(jì)算機(jī)
對(duì)于安全苛求系統(tǒng)，基于一般的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槿魏纹骷?、軟件和系統(tǒng)都有可能會(huì)失效，需要采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的故障-安全計(jì)算機(jī)。
本公司負(fù)責(zé)人在國(guó)內(nèi)高校唯一開(kāi)設(shè)了專(zhuān)門(mén)的故障-安全計(jì)算機(jī)課程。本公司和上市公司合作研發(fā)了基于二乘二取二和三取二架構(gòu)的故障安全計(jì)算機(jī)，通過(guò)了SIL4級(jí)國(guó)際安全認(rèn)證，已應(yīng)用于軌道交通信號(hào)系統(tǒng)。
自動(dòng)售檢票系統(tǒng)
自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）是實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的自動(dòng)售票、自動(dòng)檢票、票款自動(dòng)清分結(jié)算的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。包括自動(dòng)售票機(jī)、自動(dòng)充值機(jī)、自動(dòng)檢票機(jī)（閘機(jī)）、車(chē)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、線路計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、ACC清分系統(tǒng)。能夠支持單程票購(gòu)買(mǎi)、現(xiàn)金支付、現(xiàn)金找零、銀行卡支付、乘客進(jìn)出站智能化識(shí)別、銀行小錢(qián)包直接進(jìn)站、IC卡充值、不同交通形式的清分結(jié)算等功能。本公司和上市企業(yè)聯(lián)合研制的自動(dòng)售檢票系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)、可靠性好，綜合故障率處于全國(guó)最優(yōu)水平。已經(jīng)成功應(yīng)用于杭州地鐵1、2、4號(hào)線，寧波地鐵1、2號(hào)線等10多條地鐵線路。
該方向上承擔(dān)了杭州市重大科技專(zhuān)項(xiàng)“面向綜合交通網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)售檢票裝備研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，取得了一批研究成果。該系統(tǒng)除了城市軌道交通外，也可用于高鐵、城際鐵路、公交等交通系統(tǒng)。
城市軌道交通線網(wǎng)中心調(diào)度控制系統(tǒng)
隨著城市軌道交通線路的建設(shè)，多數(shù)重點(diǎn)城市已經(jīng)形成了城軌線網(wǎng)，為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)線網(wǎng)的調(diào)度控制，需要建設(shè)線網(wǎng)中心調(diào)度控制系統(tǒng)。線網(wǎng)中心調(diào)度控制系統(tǒng)是一個(gè)集運(yùn)營(yíng)監(jiān)視、數(shù)據(jù)共享和應(yīng)急指揮功能為一體的綜合指揮平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)視頻、行車(chē)、供電、客流、災(zāi)情等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)視和管理。本公司受客戶(hù)企業(yè)委托成功開(kāi)發(fā)了線網(wǎng)中心調(diào)度控制系統(tǒng)，包括線網(wǎng)中心通信控制系統(tǒng)、線網(wǎng)中心自動(dòng)調(diào)度系統(tǒng)，成功應(yīng)用于多個(gè)城市地鐵線網(wǎng)。
基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的地鐵障礙物檢測(cè)系統(tǒng)
城市軌道交通現(xiàn)有的ATP（列車(chē)防護(hù)系統(tǒng)），一般只能實(shí)現(xiàn)列車(chē)間的防護(hù)和移動(dòng)授權(quán)的分發(fā)，很難實(shí)現(xiàn)軌道上障礙物的檢測(cè)識(shí)別。地鐵障礙物目前依靠司機(jī)遠(yuǎn)程瞭望，存在一定的視角限制和人眼疲勞等諸多問(wèn)題。我司開(kāi)發(fā)的基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的地鐵障礙物檢測(cè)系統(tǒng)能代替人眼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瞭望，提前預(yù)警軌道上可能出現(xiàn)的障礙物。該系統(tǒng)主要分為三個(gè)模塊：軌道限界提取模塊、圖像檢索模塊、基于比對(duì)的障礙物檢測(cè)模塊。軌道限界提取，將傳統(tǒng)軌道線檢測(cè)與深度學(xué)習(xí)軌道線檢測(cè)相結(jié)合的算法，實(shí)現(xiàn)軌道線的檢測(cè)通過(guò)其外擴(kuò)得到軌道限界。圖像檢索模塊，輸入當(dāng)前幀到參考圖像庫(kù)中查找最相似的對(duì)應(yīng)幀。通過(guò)相似圖像間的比對(duì)，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)障礙物的定位和識(shí)別。算法復(fù)雜度較高，為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理，部分算法引入cuda加速。
我司在此項(xiàng)目中應(yīng)用的圖像處理和人工智能技術(shù)，具有較好的魯棒性、達(dá)到了較高的準(zhǔn)確性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)能精確實(shí)現(xiàn)列車(chē)前方障礙物的有效檢測(cè)和提前預(yù)警。
城軌交通互操作綜合測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)
本課題是本團(tuán)隊(duì)和國(guó)內(nèi)重要企業(yè)和高等院所合作所承擔(dān)的國(guó)家級(jí)重大項(xiàng)目中的課題。隨著城市軌道交通的發(fā)展，系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)非常多，這些子系統(tǒng)是由不同的廠家設(shè)計(jì)和制造的，城軌系統(tǒng)要保證可靠運(yùn)行，這些子系統(tǒng)之間能否確保良好的互操作行和兼容性是非常關(guān)鍵的。但是在一個(gè)實(shí)際的軌道交通線路上去實(shí)物驗(yàn)證這樣的互操作性又是非常昂貴的，也是不現(xiàn)實(shí)的。所以需要建設(shè)一個(gè)基于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的、虛實(shí)結(jié)合、半實(shí)物半仿真的一個(gè)測(cè)試驗(yàn)證環(huán)境，對(duì)城軌交通設(shè)計(jì)的子系統(tǒng)，特別是其中的軟件系統(tǒng)的互操作性進(jìn)行綜合測(cè)試驗(yàn)證。
本團(tuán)隊(duì)在該項(xiàng)目中承擔(dān)了重要的研究?jī)?nèi)容，對(duì)于軟件系統(tǒng)的互操作測(cè)試驗(yàn)證積累了大量經(jīng)驗(yàn)，為本項(xiàng)目的順利完成貢獻(xiàn)了力量。
問(wèn)題