1T/SDASXXXX—XXXX電子導向快軌車輛前向感知系統本文件規定了電子導向快軌車輛前向感知系統的使用條件、系統組成、技術要求、檢驗方法、檢驗規則、軟件發布、標志、包裝、運輸和貯存。本文件適用于電子導向快軌車輛的前向感知系統的設計、制造和應用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構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外殼防護等級（IP代碼）GB4824—2013工業、科學和醫療（ISM）射頻設備騷擾特性限制和測量方法GB/T17626.2—2018電磁兼容試驗和測量技術靜電放電抗擾度試驗GB/T17626.3—2016電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁場輻射抗擾度試驗GB/T17626.4—2018電磁兼容試驗和測量技術電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗GB/T17626.5—2019電磁兼容試驗和測量技術浪涌（沖擊）抗擾度試驗GB/T17626.6—2017電磁兼容試驗和測量技術射頻場感應的傳導騷擾抗擾度試驗GB/T17626.8—2006電磁兼容試驗和測量技術工頻磁場抗擾度試驗GB/T17626.29—2006電磁兼容試驗和測量技術直流電源輸入端口電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗GB/T19520.12—2009電子設備機械結構482.6mm（19in）系列機械結構尺寸第3-101部分：插箱及其插件GB/T19520.17—2010電子設備機械結構482.6mm（19in）系列機械結構尺寸第3-105部分：1U高度機箱GB/T21563—2018軌道交通機車車輛設備沖擊和振動試驗GB/T24338.4—2018軌道交通電磁兼容第3-2部分：機車車輛設備GB/T25119—2021軌道交通機車車輛電子裝置GB/T28808—2012軌道交通通信、信號和和處理系統控制和防護系統軟件GB/T28809—2012軌道交通通信、信號和處理系統信號用安全相關電子系統GB/T32347.1—2015軌道交通設備環境條件第1部分：機車車輛設備GB/T34590（所有部分）道路車輛功能安全GB/T34571軌道交通機車車輛布線規則IEC60825-1激光雷達安全標準產品的安全第1部分：設備分類、要求3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1障礙物obstacle不應該存在于車輛限界內的影響車輛運行的車輛、人員和其他物體。3.2前向感知系統forwardperceptionsystem2T/SDASXXXX—XXXX安裝于列車上，通過視覺、激光雷達、毫米波雷達、組合導航設備等感知設備，獲取列車前進方向的虛擬軌道，控制列車沿虛擬軌道安全運行并獲取車輛前方車輛限界內障礙物與本車的相對距離、方位和速度信息，根據實際應用需求提供安全距離聲光警示或其他干預措施的組合裝置，簡稱“系統”。4縮略語下列縮略語適用于本文件。CAN：控制區域網絡（ControllerAreaNetwork）GMSL：千兆多媒體串行鏈路（GigabitMultimediaSerialLinks）MTBF：平均故障間隔時間（MeanTimeBetweenFailure）RTC：實時時鐘（RealTimeClock）TCMS：列車控制與管理系統（TrainControlManagementSystem）5使用條件系統在以下條件中應能正常工作：a)環境溫度范圍為-25℃~+45℃,電子元器件周圍的空氣溫度可在-25℃~+70℃之間變化，短時（10min）可達85℃;b)最濕月月平均最大相對濕度不大于95該月平均最低溫度為25℃);c)GB/T32347.1—2015中4.5～4.11規定的風、沙、雨、雪、霧、冰、雷以及其他化學、生物活性物、機械、污染物的侵蝕及污染；d)系統在進出隧道、夜間行駛、對向來車等場景下感知能力無明顯降低。6系統組成6.1系統按功能劃分為負責環境感知的各種傳感器和負責感知融合處理器，傳感器設備宜采用視覺傳感器、激光雷達、毫米波雷達、組合導航設備，系統構成如圖1所示。6.2系統宜采用硬線信號與車輛控制電路連接。6.3系統宜采用以太網與TCMS連接。圖1電子導向快軌車輛前向感知系統構成示意圖7技術要求7.1一般要求7.1.1工作電壓3T/SDASXXXX—XXXX系統設備額定工作電壓應為DC24V，電壓波動范圍應為DC22V～DC28V。電源電壓的變化應滿足GB/T25119—2021中5.1.1.1中的要求。當電源輸入中斷10ms以內時，系統不應影響正常運行。7.1.2系統可靠性傳感設備的壽命不應低于10年（激光雷達壽命要求不低于5年單個傳感設備的MTBF應大于200007.1.3電磁兼容要求設備應具有良好的電磁兼容性，其傳導騷擾發射、輻射騷擾發射、靜電放電抗擾度、射頻電磁場輻射抗擾度、電快速脈沖群抗擾度、浪涌抗擾度、射頻共模抗擾度、工頻磁場抗擾度均應符合GB4824輻射騷擾發以及GB/T17626中的相關規定。7.1.4連接器要求系統設備所有電氣接口均應通過連接器連接，且連接器的插針采用冷壓方式。7.2機械特性要求7.2.1外形尺寸要求系統主機宜為1U標準機箱。機箱、插件箱和插件板外形尺寸設計應符合GB/T19520.12—2009、GB/T19520.17—2010的要求。產品外觀應完整，無破損、劃痕、變形和污染，零部件連接應緊固無松動。7.2.2防護等級要求系統設備防護等級應滿足GB/T4208—2017標準要求。安裝在車廂內部的感知設備應達到IP20及以上，安裝在車廂外部的感知設備應達到IP65及以上，設備連接器應達到IP67及以上。地面設備應達到IP65以上，設備連接器應達到IP67及以上。7.2.3振動沖擊要求系統應能承受車輛正常運行中的各種振動和沖擊。7.2.4安裝要求系統主機安裝方式宜為標準機柜安裝，散熱方式宜為上下自然通風，上方宜預留至少50mm空間散熱。出線方式宜為前面板出線。感知設備安裝應采用安裝托架。7.2.5接地保護要求系統所有電氣設備都應接地保護。7.2.6緊固要求系統主機各緊固件及應采用不銹鋼材質。7.3接口要求7.3.1系統應支持CAN、以太網等對外通信接口，7.3.2系統應支持GMSL接口。7.4功能要求7.4.1系統應通過視覺傳感器完成對車道線的感知識別。7.4.2系統應通過雷達設備完成車輛運行線路電子地圖的構建。7.4.3系統應通過雷達和組合導航設備完成電子線路的構建。4T/SDASXXXX—XXXX7.4.4系統在運行中應實現自車的精準定位并實現與電子地圖和電子線路的實時匹配。7.4.5系統應根據識別到的車道線信息，結合自車位置信息來確定自車相對車道中心線的偏移信息。7.4.6系統應可以根據環境感知結果對車輛行駛做出轉向指令，控制車輛運行。7.4.7系統應可以感知前方障礙物信息，并作出主動避障決策。7.4.8系統應具備自診斷功能，系統上電后進行自檢，包括但不限于：傳感器模塊，感知融合處理器。7.4.9系統應設有實時時鐘（RTC），能自動與TCMS時鐘同步，至少每天校時一次，累計誤差1s以內。在系統掉電后可以持續累計運行20天以上，累計誤差3s以內。7.4.10系統主機應能對系統內部各傳感器設備進行校時，保持時間同步。7.4.11系統的功能安全應滿足GB/T34590的要求。7.5性能要求7.5.1攝像頭應滿足以下性能指標：a)視頻分辨率：≥1080P；b)幀率：≥25fps；c)支持光照強度：0.01luxd)檢測距離：≥350m；e)水平方位角：滿足彎曲半徑≥250m彎道工況下檢測能力的要求；f)垂直方位角：滿足盲區≤8m檢測能力的要求；g)使用壽命：≥10年。7.5.2激光雷達應滿足以下性能指標：a)激光等級：符合IEC60825-1中Class1人眼安全；b)檢測距離：≥300m；c)檢測盲區：≤10m（按照安裝在車輛司機操縱臺前方區域考慮）；d)水平方位角：滿足彎曲半徑≥25m彎道工況下檢測能力的要求；e)垂直方位角：滿足盲區≤10m檢測能力的要求；f)測距精度：≤5cm；g)使用壽命：≥50000h。7.5.3毫米波雷達應滿足以下性能指標：a)測速范圍：-300km/h～+300km/h；b)測速精度：≤0.1km/h；c)檢測距離：≥250m；d)測距精度：≤1m；e)發射頻率：≥77GHz。7.5.4組合導航設備應滿足以下性能指標：a)RTK水平定位精度：≤1cm；b)RTK垂直定位精度：≤1ppm；c)測速精度：≤0.03m/s；d)時鐘精度：≤20ns。7.5.5感知融合處理器應滿足以下性能指標：a)算力：≥32TOPS；b)接口：GMSL接口≥2個，USB接口≥2個，HDMI接口≥1個；以太網口≥2個；c)供電：9V～36VDC；8檢驗方法8.1低溫試驗5T/SDASXXXX—XXXX按GB/T25119—2021中12.2.3的規定進行。8.2高溫試驗按GB/T25119—2021中12.2.4的規定進行。8.3交變濕熱試驗按GB/T25119—2021中12.2.5的規定進行。8.4低溫存放試驗按GB/T25119—2021中12.2.14的規定進行。8.5鹽霧試驗按GB/T25119—2021中12.2.10的規定進行。8.6工作電壓試驗通過檢查產品手冊，驗證其工作電壓范圍滿足7.1的要求。8.7傳導騷擾發射試驗按GB4824—2013的規定進行。8.8輻射騷擾發射試驗按GB4824—2013的規定進行。8.9靜電放電抗擾度試驗按GB/T17626.2—2018的規定進行。8.10射頻電磁場輻射抗擾度試驗按GB/T17626.3—2016的規定進行。8.11電快速脈沖群抗擾度試驗按GB/T17626.4—2018的規定進行。8.12浪涌抗擾度試驗按GB/T17626.5—2019的規定進行。8.13射頻共?？箶_度試驗按GB/T17626.6—2017的規定進行。8.14工頻磁場抗擾度試驗按GB/T17626.8—2006的規定進行。8.15外觀檢查按GB/T25119—2021中12.2.1的規定進行。8.16防護等級試驗按GB/T4208—2017的規定進行。8.17沖擊和振動試驗按GB/T21563—2018的規定進行。6T/SDASXXXX—XXXX8.18接口檢查8.18.1通過以太網抓包工具捕獲到系統的以太網通信數據，經過數據分析，確定數據的正確性。8.18.2通過CAN分析儀捕獲系統的CAN通信數據，經過數據分析，確定數據的正確性。8.18.3通過GMSL接口獲取視頻流數據，通過顯示器顯示捕獲到的視頻數據，確定其正確性。8.19功能檢查系統按附錄A功進行能檢查。8.20性能檢查通過檢查系統各設備的產品手冊，驗證其性能指標是否符合7.5中對各設備對性能要求。9檢驗規則9.1出廠檢驗9.1.1出廠檢驗應逐臺進行，檢驗合格后應出具產品合格證。9.1.2用戶和制造商協商一致后，方可在交付的產品中按合同規定抽樣進行出廠檢驗。9.1.3在出廠檢驗過程中，若任意一項不合格，均判該產品不合格。9.1.4首次裝車使用時宜按照8.20進行全面功能測試檢驗。9.2型式檢驗9.2.1檢驗樣品在出廠檢驗的合格品中抽取。9.2.2型式檢驗全部項目應在同一批次抽樣的樣品上進行，試驗項目全部合格時，該產品合格；若發現任意一項不合格，則該產品不合格。9.2.3在下列情況下應進行型式檢驗：a)新產品定型時；b)產品結構、材料、生產工藝有重大改變，可能影響其性能及行車安全時；c)停產2年以上再生產時；d)已定型產品轉廠生產時；e)連續生產5年時。9.3設備出廠檢驗和型式檢驗項目試驗檢驗分為型式檢驗和出廠檢驗，檢驗項目應符合表1規定。表1設備型式檢驗和出廠檢驗項目1√―52√―53√―54√―55√―56√―7√―8√√9√―√―√√√√7T/SDASXXXX—XXXX√√10軟件發布出廠軟件應提供軟件的版本號和版本說明，版本號應能通過專用工具查詢。11標志、包裝、運輸和貯存11.1標志生產廠家的廠名、產品圖號、名稱、物料編碼