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中老鐵路友誼隧道國界段列車識別景觀燈光控制系統
一、項目概況(kuang):
中(zhong)(zhong)老鐵(tie)(tie)路(lu)位(wei)于(yu)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)-中(zhong)(zhong)南半島經濟(ji)走(zou)(zou)廊,貼(tie)合“一(yi)帶(dai)一(yi)路(lu)”戰(zhan)略 布局,是(shi)泛亞鐵(tie)(tie)路(lu)的重要組成(cheng)部分。是(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)鐵(tie)(tie)路(lu)走(zou)(zou)出國(guo)(guo)門的第一(yi)條,是(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)當前唯(wei)一(yi)的一(yi)條國(guo)(guo)內外(wai)均采(cai)用中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)技術標準的鐵(tie)(tie)路(lu),也是(shi)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)唯(wei)一(yi)的一(yi)條開行動(dong)車的國(guo)(guo)際鐵(tie)(tie)路(lu),同時,中(zhong)(zhong)老鐵(tie)(tie)路(lu)開通后(hou)將(jiang)由中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)進(jin)行運營管理50年(nian)。對中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)鐵(tie)(tie)路(lu)的建設史來說,具有非常重要的意義(yi)。
友誼隧道(dao)跨越中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)和老撾國(guo)(guo)境線,全(quan)長(chang)9595米,中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)和老撾兩國(guo)(guo)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)界(jie)(jie)界(jie)(jie)碑位(wei)于隧道(dao)內(nei)埋深約 220m的(de)(de)(de)位(wei)置。為貫徹落實好習近平總書(shu)記(ji)關于把中(zhong)(zhong)老鐵路建(jian)成“一帶一路”、 中(zhong)(zhong)老友誼標志性工(gong)程的(de)(de)(de)批示(shi)精神,對(dui)友誼隧道(dao)國(guo)(guo)界(jie)(jie)段智能(neng)景觀(guan)工(gong)程方(fang)案(an)進行建(jian)設。通過智能(neng)景觀(guan)照明的(de)(de)(de)生動形式,向國(guo)(guo)際友人展示(shi)中(zhong)(zhong)老兩國(guo)(guo)人民的(de)(de)(de)熱情及中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家形象。
在隧道(dao)(dao)內中老國(guo)界交(jiao)界處附近,將友誼隧道(dao)(dao)裝(zhuang)飾成了最(zui)美隧道(dao)(dao)。隧道(dao)(dao)上方彩有藍天白云,而(er)在隧道(dao)(dao)的兩側,彩繪有中老兩國(guo)國(guo)旗互(hu)相連(lian)接,將整個隧道(dao)(dao)變(bian)成了彩虹隧道(dao)(dao),在智能燈光控制系統控制下,各(ge)種顏色(se)組合的燈光按照預定的時間序列(lie)投射到隧道(dao)(dao)洞(dong)壁上,呈現(xian)出各(ge)種顏色(se)的圖案,實現(xian)時光隧道(dao)(dao)的美麗視覺(jue)效果。
二、實現方案(an):
為了實(shi)現(xian)(xian)節能(neng)減排、提高(gao)使用壽命及減少紅色燈光(guang)對火(huo)車(che)司機(ji)的干擾,采用了基于人工智能(neng)的深度學習(xi)神經(jing)網絡結合(he)毫米(mi)波雷達技術,對旅客列(lie)車(che)、貨(huo)車(che)、牽引機(ji)頭(tou)(tou)、維修車(che)輛實(shi)現(xian)(xian)實(shi)時的動態(tai)識別,在旅客列(lie)車(che)機(ji)頭(tou)(tou)經(jing)過后的瞬間實(shi)現(xian)(xian)燈光(guang)的開啟及跟隨控制(zhi)。
燈光區段總(zong)長620m, 旅客列車(che)時速160千米/小時,全(quan)程通過時間僅14秒。整個項目的核(he)心(xin)是高(gao)速(su)列(lie)車車型(xing)的準確識別(bie)及高(gao)精(jing)度的燈(deng)光時間(jian)控制。。為此國鐵集團(tuan)于2021年(nian)5月(yue)召開了(le)友誼隧道景觀(guan)照明控制方式研(yan)究會議,討(tao)論(lun)了(le)深(shen)圳安銳科技有限公(gong)司(si)提出的列(lie)車行(xing)車信號控制和人工智能控制兩種方案:
2.1、列(lie)車信號控制方(fang)案
原(yuan)理(li):通過(guo)列車行車控制系統(tong)中協調相關(guan)部門(men),修改現有(you)列車行車控制系統(tong)的軟(ruan)件,給景(jing)觀照明系統(tong)提供控制信號(hao)。
優(you)勢:原理(li)簡單,直接費用相(xiang)對較低
劣勢:1.由于列(lie)車行車系(xi)統(tong)的(de)高度安(an)(an)全(quan)性,對外修改軟件(jian)、提(ti)供信息控(kong)制接口(kou),可能(neng)會對現有系(xi)統(tong)帶來潛在安(an)(an)全(quan)隱患,形(xing)成安(an)(an)全(quan)漏洞。
2、跨部門協(xie)(xie)調(diao)多(duo)級部門,協(xie)(xie)調(diao)難度大(da),周期長,變數多(duo),難以保證景觀工(gong)程的(de)施工(gong)進度。
3、協(xie)調系統(tong)軟件的(de)提供方進(jin)行(xing)系統(tong)修改(gai),會增加費(fei)用,且費(fei)用難以估計。
4、后(hou)期無論是景(jing)觀控制系(xi)統升(sheng)級或行車控制系(xi)統升(sheng)級,均需(xu)要協調第三方進(jin)行配套升(sheng)級,系(xi)統獨立性較低。
5、只能(neng)知(zhi)道是否有(you)列車(che)從車(che)站出(chu)發,無法確切知(zhi)道客車(che)機(ji)(ji)頭到達景觀燈(deng)光(guang)處的(de)確切時間(jian)。燈(deng)光(guang)需要(yao)在列車(che)到達前較早的(de)時間(jian)提前打開,紅(hong)色燈(deng)光(guang)會對列車(che)司機(ji)(ji)造成干擾,影響行車(che)安(an)全。
2.2、AI智能控(kong)制方(fang)案
原理:通過對列車視頻的(de)智能識別,給景觀照明系統提(ti)供控制信號。
(一)優(you)勢:
1、基(ji)于視(shi)頻的(de)AI智(zhi)能(neng)識別(bie)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)穩定成熟,已得到較大(da)范圍的(de)引用(yong)(yong)(yong)。如(ru)使用(yong)(yong)(yong)極為(wei)普(pu)遍的(de)通過視(shi)頻識別(bie)車(che)輛車(che)牌控(kong)(kong)(kong)制(zhi)道閘起(qi)降的(de)停車(che)收(shou)費系統(tong),人(ren)(ren)臉(lian)識別(bie)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)閘機的(de)旅客列車(che)檢票系統(tong)等(deng)。深(shen)圳(zhen)安銳(rui)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司在(zai)基(ji)于視(shi)頻識別(bie)的(de)人(ren)(ren)工智(zhi)能(neng)技(ji)術(shu)(shu)和多傳(chuan)感器融合(he)應(ying)用(yong)(yong)(yong)方面有(you)深(shen)厚的(de)技(ji)術(shu)(shu)積累。成功(gong)的(de)開發出基(ji)于機器視(shi)覺的(de)實(shi)彈設計智(zhi)能(neng)報(bao)靶(ba)系統(tong)、基(ji)于AI的(de)射擊(ji)姿態輔助訓練系統(tong)等(deng)、基(ji)于二維碼的(de)結構位移監測控(kong)(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)等(deng)多項技(ji)術(shu)(shu)得到實(shi)際應(ying)用(yong)(yong)(yong)。基(ji)于AI的(de)軟件控(kong)(kong)(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)(shu)已經是深(shen)圳(zhen)安銳(rui)科(ke)技(ji)有(you)限(xian)公(gong)司商業化、規模化使用(yong)(yong)(yong)的(de)成熟技(ji)術(shu)(shu);
2、使用的(de)硬件(jian)(jian)屬于標準商(shang)業(ye)用途的(de)計算機硬件(jian)(jian)。其核心配件(jian)(jian)為英特爾(er)等國際大廠生產,技(ji)術穩定成熟,市場供貨充足。如果(guo)出(chu)現故(gu)障,可(ke)以很快更(geng)換配件(jian)(jian)恢復正常(chang)工作;
3、系(xi)統(tong)(tong)獨(du)立(li)性較強,不會影響到(dao)鐵(tie)(tie)路(lu)其他(ta)系(xi)統(tong)(tong)的正常工作,升級(ji)維護不需要協(xie)調鐵(tie)(tie)路(lu)其他(ta)部門;易;
4、自適應性能(neng)力強:系統采用機器學習原(yuan)理,能(neng)夠通過學習獲得新車(che)型的識別(bie)能(neng)力。智能(neng)化程度高,人(ren)工干預少;
5、安全程度(du)(du)高。可以(yi)準確的(de)(de)知道列車接(jie)近景觀燈光區的(de)(de)速度(du)(du),可以(yi)較為(wei)準確的(de)(de)控制燈光開啟的(de)(de)時間,對(dui)列車司機的(de)(de)燈光干擾較少(shao)。
(二)劣勢:
1、系統成本(ben)相對較高;
2、對人(ren)工智(zhi)能訓(xun)練(lian)的圖像(xiang)有(you)要求(qiu),而要在通(tong)車前(qian)調(diao)用實(shi)際的客車配合通(tong)過采集訓(xun)練(lian)視(shi)頻,需(xu)要多單位配合協調(diao);
專家們在(zai)會(hui)議上總結出(chu)兩種(zhong)控制(zhi)方式(shi)的特點
1、列(lie)車(che)信(xin)號(hao)控(kong)制方案優點是原理簡單,直接(jie)(jie)費用低。缺點是需要(yao)修改(gai)現有(you)的行(xing)車(che)控(kong)制系(xi)(xi)統(tong)的,增加(jia)對外通訊接(jie)(jie)口(kou)。對景(jing)觀控(kong)制系(xi)(xi)統(tong)的控(kong)制時間準確性差,存在(zai)燈(deng)光對司(si)機的干(gan)擾,安全性較差。系(xi)(xi)統(tong)獨立性較低存在(zai)行(xing)車(che)安全隱(yin)患、協調難(nan)度(du)大,間接(jie)(jie)費用難(nan)以估(gu)計(ji)預(yu)算。
2、AI智(zhi)能識別控制方案,系統獨立性(xing)較強(qiang),安全(quan)程度高,自適應(ying)能力強(qiang),升級(ji)維護容易。缺點(dian)是成(cheng)本高。
會議最后決定(ding)采用基于AI智(zhi)能識(shi)別(bie)控制方案。
深圳安(an)銳(rui)科技有限公司隨后(hou)成立(li)項目小組,克服(fu)疫情影響,先后(hou)到老撾磨(mo)丁和(he)云南(nan)磨(mo)憨的隧(sui)道現場進行(xing)了(le)實際(ji)踏勘(kan),晚上(shang)了(le)技術方案(an),制定了(le)基(ji)于AI人工智(zhi)能和(he)毫米波雷達多(duo)傳感器數(shu)據融合的技術方案(an),并(bing)搭建模(mo)擬環境(jing)進行(xing)算法及控制系統的反復實測,確保在2021年12月的通車儀式上(shang)實現完美效(xiao)果。
經過(guo)緊張的現場安裝及測(ce)試,整個系(xi)(xi)統項目在2021年11月建(jian)成(cheng)并投(tou)入使(shi)(shi)用。在通車儀式(shi)前,系(xi)(xi)統準確的識(shi)別(bie)出通車儀式(shi)前從中國開到老撾(zhua)的旅客列車,正確的控制燈(deng)光(guang)系(xi)(xi)統實現了(le)(le)預(yu)期的效果。經過(guo)現場實際使(shi)(shi)用,效果良好,獲得了(le)(le)中央電(dian)視(shi)臺的報道。
該項目的(de)成功實施(shi),標(biao)志著深圳安(an)銳科技有(you)限公(gong)司(si)在應用(yong)智能(neng)化技術(shu)服務(wu)國(guo)家大(da)型基礎設(she)(she)施(shi)的(de)建設(she)(she)方面的(de)能(neng)力,達(da)到了(le)國(guo)內領先。
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