城市軌道交通異物探測系統(tǒng)技術(shù)條件

1城市軌道交通異物探測系統(tǒng)技術(shù)條件本文件規(guī)定了城市軌道交通異物探測系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、系統(tǒng)功能、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則等內(nèi)容。本文件適用于城市軌道交通異物探測系統(tǒng)的設(shè)計、制造和檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T4208—2017外殼防護(hù)等級（IP代碼）GB/T21563軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備沖擊和振動試驗GB/T24338.4軌道交通電磁兼容第3-2部分：機(jī)車車輛設(shè)備GB/T25119—2021軌道交通機(jī)車車輛電子裝置GB/T28029.4軌道交通電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN）第2-3部分：TCN通信規(guī)約GB/T28029.9軌道交通電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN）第3-1部分：多功能車輛總線（MVB）GB/T28029.10軌道交通電子設(shè)備列車通信網(wǎng)終（TCN）第3-2部分：多功能車輛總線（MVB）一致性測試GB/T28029.11軌道交通電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN）第3-3部分：CANopen編組網(wǎng)（CCN）GB/T28029.12軌道交通電子設(shè)備列車通信網(wǎng)絡(luò)（TCN）第3-4部分：以太網(wǎng)編組網(wǎng)（ECN）GB/T32347.1—2015軌道交通設(shè)備環(huán)境條件第1部分：機(jī)車車輛設(shè)備3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1異物foreignobject除軌道交通線路設(shè)計允許的，其他一切不應(yīng)存在于設(shè)備限界內(nèi)的物體。3.2異物探測系統(tǒng)foreignobjectdetectionsystem對列車運行前方設(shè)備限界內(nèi)異物進(jìn)行檢測,發(fā)出報警和制動請求的系統(tǒng)。3.3安全距離safetydistance異物探測系統(tǒng)可探測且可滿足列車制動需求的列車車頭與異物間的最短距離。4系統(tǒng)構(gòu)成4.1城市軌道交通異物探測系統(tǒng)（以下簡稱“系統(tǒng)”）應(yīng)具有異物探測功能，系統(tǒng)可包括車載子系統(tǒng)、地面子系統(tǒng)、通信模塊等，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。2圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意4.2車載子系統(tǒng)包括車載雷達(dá)、車載圖像傳感器、存儲設(shè)備、邊緣計算模塊、車載安全檢測預(yù)警終端、通信接口。4.3地面子系統(tǒng)包括地面雷達(dá)、地面圖像傳感器、存儲設(shè)備、邊緣計算模塊、通信接口。5系統(tǒng)功能5.1異物探測系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：a)探測功能：系統(tǒng)應(yīng)能夠探測到車輛前方安全距離內(nèi)的場景及異物；b)數(shù)據(jù)分析：系統(tǒng)應(yīng)能夠?qū)λ綔y到的前方數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，辨識出前方是否存在異物；c)報警功能：系統(tǒng)應(yīng)能夠在前方發(fā)現(xiàn)異物后發(fā)出報警信息，包括聲音、圖像等形式。d)制動請求功能：系統(tǒng)應(yīng)能夠在發(fā)出報警信息的同時向車輛發(fā)出制動請求。5.2車載子系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：a)車載探測功能:利用雷達(dá)、圖像傳感器或其他傳感器，對車輛前方安全距離內(nèi)的場景及異物進(jìn)行探測；b)車載存儲功能:車載主機(jī)應(yīng)能存儲探測裝置探測記錄，視頻（不低于720Pix、15fps）存儲容量不應(yīng)少于15天，應(yīng)能存儲10次報警和制動請求前后2min的視頻（不低于1080Pix、15fps）和報警和制動請求信息，存儲信息可下載；c)車載邊緣計算功能:車載子系統(tǒng)應(yīng)能對車載設(shè)備探測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣計算，并分析是否存在異物；d)車載安全檢測預(yù)警功能：車載子系統(tǒng)應(yīng)對分析結(jié)果進(jìn)行預(yù)警，在車載子系統(tǒng)或地面子系統(tǒng)確認(rèn)存在異物的情況下，通過聲音、圖像等方式發(fā)出報警，并發(fā)出制動請求。5.3地面子系統(tǒng)應(yīng)包括以下功能：a)地面探測功能:利用雷達(dá)、圖像傳感器或其他傳感器，對地面探測設(shè)備前方200m范圍內(nèi)的場景及異物進(jìn)行探測；b)地面存儲功能：應(yīng)能存儲探測裝置探測記錄，視頻（不低于720Pix、15fps）存儲容量不應(yīng)少于15天，應(yīng)能存儲10次報警和制動請求前后2min的視頻（不低于1080Pix、15fps）和報警和制動請求信息，存儲信息可下載；c)地面邊緣計算模塊:應(yīng)能對地面設(shè)備探測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行邊緣計算，并分析是否存在異物。36技術(shù)要求6.1一般要求6.1.1系統(tǒng)的電氣連接、組件故障不應(yīng)影響車輛其他系統(tǒng)或設(shè)備的正常運行。6.1.2車外安裝的電氣設(shè)備經(jīng)連接器連接后防護(hù)等級應(yīng)符合GB/T4208—2017中IP67的規(guī)定，車內(nèi)安裝的設(shè)備防護(hù)等級應(yīng)不低于GB/T4208—2017中IP20的規(guī)定。6.1.3系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)采用雙電源冗余供電，任一路電源故障不應(yīng)影響系統(tǒng)的正常運行。6.1.4在GB/T25119—2021中5.1.1、5.1.2和5.2規(guī)定的電源波動、GB/T25119—2021中5.1.1.3規(guī)定的S2級電源中斷等電壓條件下，設(shè)備應(yīng)能正常工作。6.1.5設(shè)備的絕緣及電阻不應(yīng)小于20MΩ,在耐壓試驗過程中應(yīng)無擊穿或閃絡(luò)等破壞性放電現(xiàn)象。6.2環(huán)境適應(yīng)性條件在以下環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作：a）海拔不超過2000m；b）環(huán)境溫度范圍為-25℃~+45℃,電子元件周圍的空氣溫度可在-25℃~+70℃之間變化，短時（10min）可達(dá)85℃;c）允許在-40℃~+70℃的環(huán)境溫度下存放；d）最濕月月平均最大相對濕度不大于95%（該月月平均最低溫度為25℃);e）GB/T32347.1—2015中4.5~4.11規(guī)定的風(fēng)、沙、雨、雪、霧、冰、雷以及其他化學(xué)、生物活性物、機(jī)械、污染物的侵蝕及污染。6.3供電要求供電電壓宜為DC110V，允許電壓范圍為DC77V~DC137.5V。6.4探測能力6.4.1當(dāng)列車運行速度不大于120km/h且處于平直軌道時，系統(tǒng)的檢測性能應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1異物探測性能異物類型異物最小投影（寬×高）mm×mm檢測距離m響應(yīng)時間s人400×1600≥500≤0.5其他異物400×600≥500≤0.56.4.2當(dāng)系統(tǒng)檢測到異物并發(fā)出報警和制動請求后，將異物移到設(shè)備限界外，系統(tǒng)應(yīng)自動解除報警和制動請求。解除報整和制動請求的時間應(yīng)可調(diào)，宜為15s。6.4.3對于異物探測，當(dāng)系統(tǒng)檢測到設(shè)備限界外的異物并發(fā)出報警和制動請求，或無異物時發(fā)出報警和制動請求時為系統(tǒng)誤報警；當(dāng)檢測范圍內(nèi)存在異物但系統(tǒng)未發(fā)出報警和制動請求時為系統(tǒng)漏報警。系統(tǒng)誤報警率和系統(tǒng)漏報警率按以下公式的規(guī)定進(jìn)行計算，系統(tǒng)誤報警率和系統(tǒng)漏報警率均應(yīng)小于0.1%。式中：P——誤報警率；M——誤報警次數(shù)，單位為次；N——正確檢測次數(shù)，單位為次。式中：S——漏報警率；Q——漏報警次數(shù)，單位為次。6.5通信要求4應(yīng)支持符合GB/T28029.4和GB/T28029.9，或GB/T28029.11，或GB/T28029.12規(guī)定的車輛通信總線。6.6電磁兼容電磁兼容應(yīng)符合GB/T24338.4的規(guī)定。7試驗方法7.1試驗要求試驗環(huán)境條件應(yīng)符合下列要求：a）溫度范圍：-25℃~+45℃;b）濕度范圍：25%RH~75%RH；c）海拔：不大于2000m；d）照度范圍：51x~9001x。7.2靜態(tài)試驗7.2.1應(yīng)在平直軌道上進(jìn)行。7.2.2行人檢測時，應(yīng)將行人（或模型）分別在設(shè)備限界內(nèi)和設(shè)備限界外，系統(tǒng)前方10m~500m范圍內(nèi)往復(fù)移動至少各兩次，檢查系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確檢測到行人（或模型）并發(fā)出報警和制動請求，檢查檢測距離是否滿足要求；7.2.3其他異物檢測時，應(yīng)將異物分別在設(shè)備限界內(nèi)和設(shè)備限界外，系統(tǒng)前方10m~500m范圍內(nèi)往復(fù)移動至少各兩次，檢查系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確檢測到異物并發(fā)出報警和制動請求，檢查檢測距離是否滿足要求。7.3動態(tài)試驗7.3.1應(yīng)在平直軌道上進(jìn)行。7.3.2應(yīng)在列車運行速度為120km/h和50km/h兩種工況下分別進(jìn)行。7.3.3行人檢測時，運行前方，設(shè)備限界內(nèi)和設(shè)備限界外分別設(shè)置兩個行人（或模型），列車以一定的運行速度靠近并開始檢測。當(dāng)列車與行人（或模型）的最小距離為500時，列車運行速度應(yīng)達(dá)到規(guī)定值，列車?yán)^續(xù)運行直至距離兩個行人（或模型）均進(jìn)入檢測盲區(qū)，檢查系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確檢測到行人（或模型）并發(fā)出報警和制動請求，檢查檢測距離是否滿足要求；7.3.4其他異物檢測時，運行前方，設(shè)備限界內(nèi)和設(shè)備限界外分別設(shè)置兩個投影面積為400mm×600m的箱子，列車以一定的運行速度靠近并開始檢測。當(dāng)列車與異物的最小距離為500m時列車運行速度應(yīng)達(dá)到規(guī)定值，列車?yán)^續(xù)運行直至兩個異物均進(jìn)入檢測盲區(qū)，檢查系統(tǒng)是否能準(zhǔn)確檢測到異物并發(fā)出報警和制動請求，檢查檢測距離是否滿足要求。7.4響應(yīng)時間試驗a)將系統(tǒng)按照實際安裝位置固定在平直線路上.b)使行人（或模型）從檢測范圍外進(jìn)入檢測范圍內(nèi)，并觸發(fā)系統(tǒng)發(fā)出報警和制動請求，記錄并計算每次從開始檢測到開始發(fā)出報警和制動請求之間的時間差。c)重復(fù)試驗，使系統(tǒng)至少累計發(fā)出10次報整和制動請求，取最大時間差為系統(tǒng)響應(yīng)時間，檢查是否滿足要求。7.5報警解除和制動請求時間試驗a)用異物觸發(fā)系統(tǒng)發(fā)出報警和制動請求后，又將異物從設(shè)備限界內(nèi)移到設(shè)備限界外，記錄系統(tǒng)解除報警和制動請求時間。b)重復(fù)試驗，直至系統(tǒng)至少累計5次解除報警和制動請求，計算平均值為系統(tǒng)解除報整和制動請求時間，檢查是否滿足要求。7.6誤報警率和漏報警率試驗57.6.1靜態(tài)和動態(tài)試驗應(yīng)至少各試驗一次，且總檢測次數(shù)不少于1000次，統(tǒng)計誤報警次數(shù)M、正確檢測次數(shù)N和漏報警次數(shù)Q，按照系統(tǒng)誤報警率和系統(tǒng)漏報警率公式分別計算誤報警率和漏報警率，檢查是否滿足要求。7.6.2可與靜態(tài)功能試驗和動態(tài)功能試驗一起進(jìn)行。7.7電源波動和電源中斷試驗按GB/T25119—2021中12.2.3的規(guī)定進(jìn)行。7.8低溫試驗按GB/T25119—2021中12.2.4的規(guī)定進(jìn)行。7.9高溫試驗按GB/T25119—2021中12.2.5的規(guī)定進(jìn)行。7.10交變濕熱試驗按GB/T25119—2021中12.2.6的規(guī)定進(jìn)行。7.11電源過電壓試驗按GB/T25119—2021中12.2.7的規(guī)定進(jìn)行。7.12電磁兼容試驗7.12.1浪涌、靜電放電和電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗按GB/T25119—2021中的12.2.8規(guī)定進(jìn)行7.12.2射頻試驗按GB/T25119—2021中的12.2.9規(guī)定進(jìn)行。7.13絕緣試驗按GB/T25119—2021中12.2.10規(guī)定進(jìn)行7.14沖擊和振動試驗按GB/T21563的規(guī)定進(jìn)行。7.15低溫存放試驗按GB/T25119—2021中12.2.15的規(guī)定進(jìn)行。7.16防護(hù)等級試驗按GB/T4208—2017的規(guī)定進(jìn)行。7.17鹽霧試驗按GB/T25119—2021中12.2.11規(guī)定的ST4級進(jìn)行。7.18一致性測試7.18.1MVB一致性測試按GB/T28029.10的規(guī)定進(jìn)行。7.18.2以太網(wǎng)一致性測試按GB/T28029.12的規(guī)定進(jìn)行。7.18.3CANopen一致性測試按GB/T28029.11的規(guī)定進(jìn)行。8檢驗規(guī)則8.1檢驗分類檢驗分為出廠檢驗、型式檢驗。68.2出廠檢驗8.2.1對每套出廠的產(chǎn)品，進(jìn)行出廠檢驗。8.2.2在出廠檢驗過程中，若任意一項不合格，均判該產(chǎn)品不合格。8.2.3檢驗合格后出具檢驗合格證，內(nèi)容至少包括：a）制造單位名稱或商標(biāo)；b）出廠年月；c）檢驗人員姓名或代號；d）合格印章。8.3型式檢驗8.3.1在下列情況下應(yīng)進(jìn)行型式檢驗：a）新產(chǎn)品定型時；b）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料、生產(chǎn)工藝有重大改變，可能影響其性能時；c）停產(chǎn)2年及以上再生產(chǎn)時；d）已定型產(chǎn)品轉(zhuǎn)場生產(chǎn)時；e）連續(xù)生產(chǎn)5年時。8.3.2應(yīng)由具有資質(zhì)的檢驗檢測機(jī)構(gòu)實施。8.3.3檢驗樣品在出廠檢驗的合格品中抽取，數(shù)量為1套。8.3.4型式檢驗全部項目應(yīng)在同一次抽樣的樣品上進(jìn)行，檢驗項目全部合格時，該產(chǎn)品合格；若任意項不合格，則該產(chǎn)品不合格。8.4檢驗項目檢驗項目應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2檢驗項目序號檢驗項目型式試驗檢驗檢驗方法對應(yīng)條款1功能試驗靜態(tài)試驗√-7.22動態(tài)試驗√-7.33系統(tǒng)響應(yīng)時間試驗√-7.44系統(tǒng)解除報警和制動請求時