Застосування штучних нейронних мереж для визначення лінійної координати поїзда
Loading...
Date
2019
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Abstract
UKR: В сучасних локомотивних пристроях безпеки визначається лінійна залізнична координата поїзда, що дозволяє знайти відстань до перешкоди та розрахувати криву гальмування. Для вирішення таких задач використовується локомотивний модуль супутникової навігації та електронна карта, до якої записуються географічні та відповідні лінійні координати опорних точок, в якості яких, як правило, використовуються кілометрові стовпчики. За допомогою модуля супутникової навігації визначаються поточні географічні координати поїзда (довгота та широта), далі виконується пошук двох найближчих опорних точок в електронній карті та виконується розрахунок поточної лінійної координати поїзда. При цьому не враховується кривизна та профіль колії. Було встановлено, що похибка такого метода визначення лінійної координати поїзда складає десятки метрів, а в деяких випадках може перевищувати 100 метрів. Для зменшення похибки запропоновано проводити апроксимацію залізничних кривих за допомогою штучної нейронної мережі, а також записувати в електронну карту в якості опорних точок не лише кілометрові, але і пікетні стовпчики. В результаті моделювання було встановлено, що для різних тестових залізничних ділянок нейронна мережа визначала лінійну координату поїзда з похибкою не більше трьох метрів. Таким чином, запропонований метод є достатньо ефективним і може бути використаним для удосконалення алгоритму роботи локомотивних пристроїв безпеки.
ENG: In modern locomotive safety devices, the linear railway coordinate of the train is determined. This allows finding the distance to the obstacle and calculating the braking curve. To solve such tasks, electronic map and locomotive satellite navigation module are used. The geographical and corresponding linear coordinates of control points (kilometer posts) are recorded into electronic map. With the help of the satellite navigation module, the current geographic coordinates of the train (longitude and latitude) are determined, then the two nearest control points are searched in the electronic map and the current linear coordinate of train is calculated. This does not take into account the curvature and profile of the railway track. It was found that the error of this method for determining the linear coordinate of train is tens of meters and in some cases may exceed 100 meters. To reduce the error, it was proposed to approximate railway curves using an artificial neural network, as well as to write into electronic map as reference points not only kilometer, but also picket poles. As a result of modeling, it was found that for different test railway sections, the neural network determined the linear coordinate of the train with an error of no more than three meters. Thus, the proposed method is quite effective and can be used to improve the algorithm for the operation of locomotive safety devices.
ENG: In modern locomotive safety devices, the linear railway coordinate of the train is determined. This allows finding the distance to the obstacle and calculating the braking curve. To solve such tasks, electronic map and locomotive satellite navigation module are used. The geographical and corresponding linear coordinates of control points (kilometer posts) are recorded into electronic map. With the help of the satellite navigation module, the current geographic coordinates of the train (longitude and latitude) are determined, then the two nearest control points are searched in the electronic map and the current linear coordinate of train is calculated. This does not take into account the curvature and profile of the railway track. It was found that the error of this method for determining the linear coordinate of train is tens of meters and in some cases may exceed 100 meters. To reduce the error, it was proposed to approximate railway curves using an artificial neural network, as well as to write into electronic map as reference points not only kilometer, but also picket poles. As a result of modeling, it was found that for different test railway sections, the neural network determined the linear coordinate of the train with an error of no more than three meters. Thus, the proposed method is quite effective and can be used to improve the algorithm for the operation of locomotive safety devices.
Description
Keywords
локомотивна автоматика, лінійна координата поїзда, супутникова навігація, нейронна мережа, locomotive automation, linear coordinate of train, satellite navigation, neural network, КАТ
Citation
Гончаров К. В., Нагорна Н. А. Застосування штучних нейронних мереж для визначення лінійної координати поїзда. Електромагнітна сумісність та безпека на залізничному транспорті. 2019. № 18. С. 97–103. DOI: 10.15802/ecsrt2019/254780.