高速铁路列控系统车载模式显示识别研究_袁磊_甘庆鹏_付强

第３８卷第３期铁 道 学 报

Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．３

２　０　１　

６年３月ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＴＨＥ　ＣＨＩＮＡ　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＯＣＩＥＴＹ　Ｍａｒｃｈ　２

０１６文章编号：１００１－８３６０（２０１６）０３－００９２－

０６高速铁路列控系统车载模式显示识别研究

袁　磊１，　甘庆鹏２，　付　强

２

（１．北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室，北京　１０００４４；２．北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心，北京　１０００４４

）摘　要：高速铁路列车运行控制系统车载设备通过人机界面（ＤＭＩ）图像显示和按键点击等方式和司机进行交互。通过ＤＭＩ信息自动识别实时获取列控车载设备工作模式，对实现车载设备状态监控、自动测试等，均具有重要意义。本文基于支持向量机（ＳＶＭ）和粒子群算法（ＰＳＯ）等方法，对在ＤＭＩ上显示的列控车载工作模式的分类识别进行研究。在对ＤＭＩ图像进行预处理得到包含车载工作模式的图像区域后，首先对图像采用２ＤＰＣＡ方法进行降维并提取特征，然后采用支持向量机（ＳＶＭ）进行训练和学习，其中ＳＶＭ参数的优化采用改进的粒子群算法（ＰＳＯ）。仿真实验表明，经过训练后的分类器可快速准确识别ＤＭＩ显示的车载工作模式，平均识别率达到９８．３％。该方法对ＤＭＩ其它显示信息的识别具有参考意义。关键词：列控系统；ＣＴＣＳ

；图像识别；支持向量机；改进的粒子群算法中图分类号：Ｕ２３８；ＴＰ３９１．４３ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ

．ｉｓｓｎ．１００１－８３６０．２０１６．０３．００１Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍｆｏｒ　Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　Ｒａｉｌｗａｙ

ＹＵＡＮ　Ｌｅｉ　１，　ＧＡＮ　Ｑｉｎｇｐｅｎｇ２，　ＦＵ　Ｑｉａｎｇ

２

（１．Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｒａｉｌ　Ｔｒａｆｆｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ａｎｄ　Ｓａｆｅｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　

１０００４４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ　ｏｆ　Ｒａｉｌ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　

１０００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｏｎ－ｂｏａｒｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｔｒａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ（ＣＴＣＳ）ｉｎｔｅｒａｃｔｓ　ｗｉｔｈ　ｄｒｉｖｅｒｓ　ｔｈｒｏｕｇ

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ａｎｄ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｔｅｓｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｎ－ｂｏａｒｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＳＶＭ（Ｓｕｐｐｏｒｔ　Ｖｅｃｔｏｒ　Ｍａｃｈｉｎｅ）ａｎｄ　ＰＳＯ（Ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｓｗａｒｍ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ，ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｓｔｕｄｙ　ｗａｓ　ｃｏｎ－ｄｕｃｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　

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ＴＣＳ列车运行控制系统（简称列控系收稿日期："２０１５－０３－１０；修回日期：２０１５－０５－

１７基金项目：轨道交通控制与安全国家重点实验室２０１４年自主研究

课题（ＲＣＳ２０１４ＺＴ０６）作者简介：袁磊（１９７８—）

，男，山东滕州人，博士研究生。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｙｕａｎ＠ｂｊ

ｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ统）车载设备通过人机界面ＤＭＩ（Ｄｒｉｖｅｒ－Ｍａｎ　Ｉｎｔｅｒ－

ｆａｃｅ）向司机实时显示距离监督信息、速度信息、补充驾驶信息、运行计划信息、监控信息等，信息显示方式

包括：文字、数字、图案、颜色、标尺、图形等。［１］

目前，列

控系统的第３方测试（如：互联互通测试、产品认证检