城市轨道交通列车司机驾驶状态监测系统设计研究

城市轨道交通列车司机驾驶状态监测系统设计研究

曹瑞

济南轨道交通集团第一运营有限公司， 山东省济南市， 250300

摘要：随着社会经济的高速发展以及城市化建设的持续深入，社会已经进入到了全新的发展阶段中，这也为交通领域的发展起到了良好的促进作用，而在城市轨道交通列车的实际运转过程中，为了有效降低列车运转的安全风险，就应当在其中科学合理的引入列车司机状态监测系统，以此来进一步明确司机的驾驶状态，并对其展开针对性的监测，从而保证列车可以更好的实现安全运转。因此，文章首先对司机驾驶状态监测的基本概述展开深入分析；在此基础上，提出城市轨道交通列车司机驾驶状态监测系统的设计措施。

关键词：城市轨道交通；列车司机；驾驶状态监测系统；设计措施

前言：在近年来的发展进程中，我国的城市轨道交通行业呈现出一种极其迅猛的发展状态，结合我国城市轨道交通协会当中的统计数据可以明显看出我国目前轨道交通的整体里程仍旧处在不断提升的状态，而在这种各类指标都在持续提升的背景下，其对于列车后续的运转安全来说也提出了比较严格的需求。但在城市轨道交通列车司机实际运转情况的角度上来看，司机属于对列车运转安全性产生影响的主要因素，但大多数地铁运营公司，其内部所采用的大多为司机值乘的方式，而为了更好的提高地铁列车运转的安全性，就应当针对司机的具体驾驶状态展开稳定监测。

一、司机驾驶状态监测的基本概述

（一）以运行状态为基础的监测技术

这种技术主要就是结合车体的实际运转状态，从而对司机驾驶状态展开间接监测的一种重要方式，可以在列车当中安装好各种类型的传感器，对车体实际运转过程中涉及到的状态指标进行监测，比如速度、方向盘以及档位等状态更新优化，更好的判断出司机目前的具体状态。通常情况下，由于列车大多都处在特殊的轨道中运转，这也使得这种方式并不适合对于城市轨道交通列车司机的实际驾驶状态进行监测[1]。

（二）以生理信号为基础的监测技术

这种技术就是将司机的生理指标作为主要内容，从而对司机的具体状态进行分析，其中包括了司机的心电信号以及脑电信号等多种内容，这种方式具备着极高的可靠性，但在实际应用阶段中，其所采用的大多为接触式传感器的方式来采集相关的生理信号，这种方式在适应性方面会受到较为显著的限制。站在城市交通行业发展的角度上来看，针对司机驾驶状态所进行的监测与研究，其大多都集中在高铁行业以及汽车行业当中，其中对于城市轨道交通行业所进行的研究相对比较少，所采用的各种监测方式也十分单一，整体准确性比较低，很难在城市轨道交通列车司机状态的监测工作中起到更加全面的作用。

二、城市轨道交通列车司机驾驶状态监测系统的设计措施

（一）系统的整体设计

城市轨道交通的列车司机状态监测系统当中，应当在内部综合采用视觉识别技术以及计算机技术等多种技术手段，从而针对司机的实际驾驶状态指标进行高效采集，比如司机驾驶过程中注意力的集中程度、操作手势以及心率血压等内容，而后结合这部分采集到的数据信息来对司机的驾驶状态进行分析，利用车地通信方式来将相关的监测结果传送至集中控制中心当中。相关的监测管理平台，可以针对分析的各类驾驶状态指标进行全方位的管理与储存，并在后续工作过程中进行统计分析，行车的调度员也应当针对司机的实际驾驶状态展开集中化的监测，在产生预警情况后进行干预，以此来大幅度降低各类事故的发生几率。在系统功能方面，应当结合系统所产生的基本需求，将其划分为四个完全不同的部分，主要就是数据信息采集子系统、实时监测子系统等。首先为数据信息采集子系统，其中需要采集的指标主要就是操作手势、注意力集中程度以及心率血压，可以通过视觉识别技术与智能手环来完成相关的采集工作；其次则是实时监测子系统，可以结合以上三种所采集到的数据信息，在三个不同的维度上针对司机的具体状态进行深入分析，通过数据信息融合等多种方式来明确司机具体的驾驶状态，并在产生异常问题后及时进行报警[2]。

（二）系统的基本架构设计

首先为硬件设备的设计，第一种是集中控制中心设备，在部分设备当中主要为数据信息服务器、接口服务器以及操作终端等内容，在操作终端方面能够更好的实现人机交互，相关的行车调度人员也可以进行全面的管理与查看，并在其中导出列车司机体征信息。而数据信息服务器，能更好的接收各个司机的实际驾驶状态，并对管理子系统当中的各类软件以及储存信息展开集中控制，接口服务器则接收调度系统以及列车时刻表管理系统当中提取的数据信息。第二种则是司机室设备，其中可以利用摄像头来充分获取到列车司机眼部的视频信号，而手环当中存在的三轴加速度传感器，能够更好的获取到司机手臂的运行轨迹，利用这部分医用智能手环来更好的获取司机血压与心率等多种信息，利用信息融合模块来对这方面信息展开综合分析，从而完成对于司机实际驾驶状态的全面监测；其次则是软件业务的设计，软件业务中主要涉及到了管理层、核心层等多种内容，在管理层当中，能够有效实现各类与行车调度管理相关的功能，比如报警功能、管理功能以及监测功能等。而核心层则是针对采集到的数据信息进行储存融合以及整合处理，从而判断出司机具体的驾驶状态，这也有利于后续报警信息的输出，还可以提供出通信接口以及与其他系统之间的数据信息交互接口

[3]。

结论：综上所述，在目前的城市发展进程中，轨道交通已经成为了群众日常出行中必不可少的交通方式，而为了有效提高列车运转的安全性与稳定性，就应当将多信息融合作为基础所在，进一步设计出针对司机驾驶状态的监测系统，其中可以对司机的实际驾驶状态展开实时监测，通过车地无线通信的方式来将相关的监测信息发送至对应的集中控制中心当中，从而实现集中化的管理与分析，这样就可以有效降低司机对列车运转所产生的安全风险。

参考文献：

[1]叶龙,褚福磊,郭名,宋柯妮.城市轨道交通列车司机心理素质测试标准的研究[J].城市轨道交通,2022(02):55-57.

[2]王亮军,陈燕飞,陶雨濛,胡明旭.城市轨道交通列车司机驾驶状态监测系统设计[J].铁道通信信号,2020,56(10):79-82.

[3]王亮军,陈燕飞,靳育权.城市轨道交通列车司机驾驶状态监测研究[J].中国新技术新产品,2020(05):10-12.DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2020.05.004.

曹瑞，男，汉族，籍贯：山东济南，生于：1993-11，工作单位：济南轨道交通集团第一运营有限公司，单位省市：山东省济南市，单位邮编：250300，职称：初级工程师，大学本科，研究方向：主要从事工程车驾驶与电客车驾驶。