2020年 第29卷 第4期
2020, 29(4): 1-4.
摘要
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摘要:
对城市轨道交通系统建设成本的估算能够在设计时实现城市轨道交通系统建设成本的控制与优化。针对传统成本估算模型计算量大、计算方法繁琐等缺点，基于多条在运营城市轨道交通线路的建设阶段成本数据，采用数据扩展的方法建立成本数据集。在选取少量关键成本指标的情况下，建立极限学习机（ELM，Extreme Learning Machine）模型，对城市轨道交通系统建设成本进行估算。测试结果表明，基于ELM的城市轨道交通系统建设成本估算模型的平均绝对百分比误差（MAPE，Mean Absolute Percentage Error）小于6%，在误差允许的范围内与实际数据吻合。该估算方法科学有效，能够满足城市轨道交通系统建设成本估算的工程需要。
对城市轨道交通系统建设成本的估算能够在设计时实现城市轨道交通系统建设成本的控制与优化。针对传统成本估算模型计算量大、计算方法繁琐等缺点，基于多条在运营城市轨道交通线路的建设阶段成本数据，采用数据扩展的方法建立成本数据集。在选取少量关键成本指标的情况下，建立极限学习机（ELM，Extreme Learning Machine）模型，对城市轨道交通系统建设成本进行估算。测试结果表明，基于ELM的城市轨道交通系统建设成本估算模型的平均绝对百分比误差（MAPE，Mean Absolute Percentage Error）小于6%，在误差允许的范围内与实际数据吻合。该估算方法科学有效，能够满足城市轨道交通系统建设成本估算的工程需要。
2020, 29(4): 5-8,17.
摘要:
为实现轮轨力在线监测类系统设备状态的预判,提高维护效率,设计了轮轨力在线监测类系统设备状态智能预警平台,对平台的总体架构和功能架构进行了详细描述,研究了设备异常状态的预报警策略和平台安全管理方法,提供设备状态监控、趋势展示、预警、查询、统计等功能。该平台的应用可大幅降低设备维护人员的劳动强度,提高工作效率,实现设备故障的预判,有效缩短故障时间,为设备维护单位提供有力的技术支撑。
为实现轮轨力在线监测类系统设备状态的预判,提高维护效率,设计了轮轨力在线监测类系统设备状态智能预警平台,对平台的总体架构和功能架构进行了详细描述,研究了设备异常状态的预报警策略和平台安全管理方法,提供设备状态监控、趋势展示、预警、查询、统计等功能。该平台的应用可大幅降低设备维护人员的劳动强度,提高工作效率,实现设备故障的预判,有效缩短故障时间,为设备维护单位提供有力的技术支撑。
2020, 29(4): 9-12.
摘要:
构建科学、合理、系统的铁路信息化规章制度体系是铁路信息化建设的一项重要工作。借鉴系统工程的方法论与分析逻辑,结合铁路信息化工作流程与管理需要,基于结构化方法,对铁路信息化进行纵向、横向双重维度的要素划分,构建铁路信息化规章制度体系框架模型。系统地梳理信息化规划计划、工程建设、运行维护等的管理流程和管理制度,提出铁路信息化制度体系文件制定建议,论述各体系文件的适用范围和约束内容,有效地解决铁路信息化规章制度纷繁杂乱、层次模糊且不成系统的问题,为建立健全铁路信息化规章制度奠定了基础。
构建科学、合理、系统的铁路信息化规章制度体系是铁路信息化建设的一项重要工作。借鉴系统工程的方法论与分析逻辑,结合铁路信息化工作流程与管理需要,基于结构化方法,对铁路信息化进行纵向、横向双重维度的要素划分,构建铁路信息化规章制度体系框架模型。系统地梳理信息化规划计划、工程建设、运行维护等的管理流程和管理制度,提出铁路信息化制度体系文件制定建议,论述各体系文件的适用范围和约束内容,有效地解决铁路信息化规章制度纷繁杂乱、层次模糊且不成系统的问题,为建立健全铁路信息化规章制度奠定了基础。
2020, 29(4): 13-17.
摘要:
为解决铁路科研协作过程中效率相对较低的问题,研究并设计了基于微服务架构的铁路科研协作平台。结合对平台功能需求的分析,提出平台的总体架构、技术架构和功能架构。使用SpringCloud作为系统微服务应用框架,基于Spring Boot进行开发,将不同功能开发成为不同的组件,并注册为独立的微服务,其耦合关联性较小,满足了铁路科研项目各参与方对科研协作效率提升的需求,具有一定的可行性和实用性。
为解决铁路科研协作过程中效率相对较低的问题,研究并设计了基于微服务架构的铁路科研协作平台。结合对平台功能需求的分析,提出平台的总体架构、技术架构和功能架构。使用SpringCloud作为系统微服务应用框架,基于Spring Boot进行开发,将不同功能开发成为不同的组件,并注册为独立的微服务,其耦合关联性较小,满足了铁路科研项目各参与方对科研协作效率提升的需求,具有一定的可行性和实用性。
2020, 29(4): 18-22.
摘要:
通过对机车重要零部件检修数据模型化关键技术的研究,实现对机车重要零部件检修记录数据规范化、格式化、模型化的统一管理。收集各检修单位检修记录单数据,结合零部件检修规程要求,参考各类零部件检修工艺,按照零部件类型进行检修记录单数据模型化制作,然后对数据进行分析和处理,实现了机车重要零部件检修数据标准化、模型化应用,简化了检修数据采集方式,降低了使用难度,方便了机车检修记录数据维护工作,为机车数据化检修提供了良好的基础。
通过对机车重要零部件检修数据模型化关键技术的研究,实现对机车重要零部件检修记录数据规范化、格式化、模型化的统一管理。收集各检修单位检修记录单数据,结合零部件检修规程要求,参考各类零部件检修工艺,按照零部件类型进行检修记录单数据模型化制作,然后对数据进行分析和处理,实现了机车重要零部件检修数据标准化、模型化应用,简化了检修数据采集方式,降低了使用难度,方便了机车检修记录数据维护工作,为机车数据化检修提供了良好的基础。
2020, 29(4): 23-27.
摘要:
为了快速准确地生成铁路隧道BIM建模所需的骨架线,并在骨架线当中附加必要的设计信息,通过二次开发编写程序,采用C++语言,借助达索平台CAA开发功能,将骨架线创立为自定义特征,将计算骨架线生成所需数据的方法包含到程序中,通过程序读取设计数据,批量生成骨架线。用该方法生成的骨架线与传统EKL语言批量生成UDF骨架线的方法相比,生成速度更快,可以包含更多的设计信息,具备了随着输入数据的修改自动更新的功能。通过试用表明,该软件可以提高骨架线的建模速度,减少设计人员在建模及修改过程中的工作量。
为了快速准确地生成铁路隧道BIM建模所需的骨架线,并在骨架线当中附加必要的设计信息,通过二次开发编写程序,采用C++语言,借助达索平台CAA开发功能,将骨架线创立为自定义特征,将计算骨架线生成所需数据的方法包含到程序中,通过程序读取设计数据,批量生成骨架线。用该方法生成的骨架线与传统EKL语言批量生成UDF骨架线的方法相比,生成速度更快,可以包含更多的设计信息,具备了随着输入数据的修改自动更新的功能。通过试用表明,该软件可以提高骨架线的建模速度,减少设计人员在建模及修改过程中的工作量。
2020, 29(4): 28-32.
摘要:
客流预测是铁路客运运营管理的重要依据,铁路客流具有非线性、非平稳的特点,传统预测模型很难得到满意的结果,因此利用经验模态分解(EMD)方法对客流进行自适应的分解,利用支持向量回归机(SVR)对固有模态函数(IMF)进行预测,建立基于EMD的SVR铁路客流预测模型。利用Matlab对SVR预测、BP神经网络预测和基于EMD的SVR预测模型进行仿真实验,得出3种预测模型的平均相对误差,分别为22%、25%和13%。结果表明,基于EMD的SVR方法的预测精度明显高于另外两种预测方法,能够有效地提高铁路客流预测准确性。
客流预测是铁路客运运营管理的重要依据,铁路客流具有非线性、非平稳的特点,传统预测模型很难得到满意的结果,因此利用经验模态分解(EMD)方法对客流进行自适应的分解,利用支持向量回归机(SVR)对固有模态函数(IMF)进行预测,建立基于EMD的SVR铁路客流预测模型。利用Matlab对SVR预测、BP神经网络预测和基于EMD的SVR预测模型进行仿真实验,得出3种预测模型的平均相对误差,分别为22%、25%和13%。结果表明,基于EMD的SVR方法的预测精度明显高于另外两种预测方法,能够有效地提高铁路客流预测准确性。
2020, 29(4): 33-36.
摘要:
设计基于资产全生命周期管理理念的铁路企业固定资产全程化管理信息系统,解决目前铁路企业对固定资产核算数据集中管控机制不健全、业务协同和内部卡控机制薄弱等问题。利用计算机网络和信息技术,通过优化业务流程、建立数据集中管控机制等手段,实现资产从新建到最终处置的全业务全过程管理;基于铁路地理信息平台,实现对资产部署情况和大修更改情况的可视化展示与分析,实现铁路企业各级管理部门多级网络化管理,满足铁路企业对资产的精细化管理要求。
设计基于资产全生命周期管理理念的铁路企业固定资产全程化管理信息系统,解决目前铁路企业对固定资产核算数据集中管控机制不健全、业务协同和内部卡控机制薄弱等问题。利用计算机网络和信息技术,通过优化业务流程、建立数据集中管控机制等手段,实现资产从新建到最终处置的全业务全过程管理;基于铁路地理信息平台,实现对资产部署情况和大修更改情况的可视化展示与分析,实现铁路企业各级管理部门多级网络化管理,满足铁路企业对资产的精细化管理要求。
2020, 29(4): 42-46.
摘要:
为了提高铁路货运行业从业和参与人员的安全意识,降低铁路安全演练成本,设计实现一套多终端铁路货车事故虚拟演练系统。系统采用模块化设计,主要由3部分组成,包括知识学习模块、事故模拟模块和考试系统模块。系统采用多终端设计模式,提供虚拟现实(VR)端、桌面端、移动端和移动VR端供用户使用,各个终端在交互方式、学习便利性等方面可优势互补,为用户提供一套沉浸感强、高参与感和体验友好的演练系统。为了增加培训人员的学习效率和使用意愿,提出了一种新的腿部绑定位置跟踪器实现演练人员在场景中自然行走和大范围移动的人机交互方案,该方法通过腿部绑定位置追踪器将人物在真实空间中的原地踏步运动转换为在虚拟空间中的位置移动。同时提出一种事件自动触发的智能弹窗设计,达到了演练人员在虚拟环境中更加智能地引导学习的效果。系统的实现将为铁路货车工作人员的培训提供一种全新的方式。
为了提高铁路货运行业从业和参与人员的安全意识,降低铁路安全演练成本,设计实现一套多终端铁路货车事故虚拟演练系统。系统采用模块化设计,主要由3部分组成,包括知识学习模块、事故模拟模块和考试系统模块。系统采用多终端设计模式,提供虚拟现实(VR)端、桌面端、移动端和移动VR端供用户使用,各个终端在交互方式、学习便利性等方面可优势互补,为用户提供一套沉浸感强、高参与感和体验友好的演练系统。为了增加培训人员的学习效率和使用意愿,提出了一种新的腿部绑定位置跟踪器实现演练人员在场景中自然行走和大范围移动的人机交互方案,该方法通过腿部绑定位置追踪器将人物在真实空间中的原地踏步运动转换为在虚拟空间中的位置移动。同时提出一种事件自动触发的智能弹窗设计,达到了演练人员在虚拟环境中更加智能地引导学习的效果。系统的实现将为铁路货车工作人员的培训提供一种全新的方式。
2020, 29(4): 47-49,54.
摘要:
从效益测算内容和效益测算方法等方面,研究"一日一图"列车运行模式下的列车开行效益分析方法,据此研发了基于效益效率综合优化"一日一图"分析辅助决策系统,介绍系统的功能架构。该系统已在兰州局集团有限公司试运行,系统运行稳定,效果良好。旅客列车开行效益分析结果可为列车开行方案调整提供依据。
从效益测算内容和效益测算方法等方面,研究"一日一图"列车运行模式下的列车开行效益分析方法,据此研发了基于效益效率综合优化"一日一图"分析辅助决策系统,介绍系统的功能架构。该系统已在兰州局集团有限公司试运行,系统运行稳定,效果良好。旅客列车开行效益分析结果可为列车开行方案调整提供依据。
2020, 29(4): 50-54.
摘要:
研究基于大数据的网络安全态势感知技术在铁路行业的应用,使铁路信息网络具有全面感知、主动预警的能力是当前铁路网络安全建设的重点任务之一。为此,需要解决目前由于无法及时监测和感知信息网络中所存在的安全风险而导致的应用系统发展受限问题;解决传统网络安全态势感知平台由于实际网络环境中数据处理量巨大、业务复杂、层次套叠所导致的误报警率高、易遗漏报警等问题。以大数据高速存取为基础,利用人工智能和并行处理等技术优化感知预测算法,提出适于铁路行业应用的网络安全态势感知平台解决方案,并在测试环境中进行测试验证。结果表明:在具有高通量、复杂化特点的铁路信息网络环境中,该解决方案对潜在安全风险的感知和发现能力优于传统网络安全态势感知平台,满足铁路信息网络高通量、高实时性响应要求,有效地降低误报警率,提升了报警质量和水平。
研究基于大数据的网络安全态势感知技术在铁路行业的应用,使铁路信息网络具有全面感知、主动预警的能力是当前铁路网络安全建设的重点任务之一。为此,需要解决目前由于无法及时监测和感知信息网络中所存在的安全风险而导致的应用系统发展受限问题;解决传统网络安全态势感知平台由于实际网络环境中数据处理量巨大、业务复杂、层次套叠所导致的误报警率高、易遗漏报警等问题。以大数据高速存取为基础,利用人工智能和并行处理等技术优化感知预测算法,提出适于铁路行业应用的网络安全态势感知平台解决方案,并在测试环境中进行测试验证。结果表明:在具有高通量、复杂化特点的铁路信息网络环境中,该解决方案对潜在安全风险的感知和发现能力优于传统网络安全态势感知平台,满足铁路信息网络高通量、高实时性响应要求,有效地降低误报警率,提升了报警质量和水平。
2020, 29(4): 55-59.
摘要:
矢量瓦片技术通过融合矢量图形算法与金字塔规则,定义各类场景对应的坐标系及其转换方法,实现对矢量图形数据的分组与拼接。介绍矢量瓦片技术的基本原理、运用方法及其在铁路路网数据可视化方面的应用实践,证明了其在解决数据可视化方面的可行性和高效性;最后,对铁路运输调度系统改进运维模式、提高维护效率提出了建议和措施。
矢量瓦片技术通过融合矢量图形算法与金字塔规则,定义各类场景对应的坐标系及其转换方法,实现对矢量图形数据的分组与拼接。介绍矢量瓦片技术的基本原理、运用方法及其在铁路路网数据可视化方面的应用实践,证明了其在解决数据可视化方面的可行性和高效性;最后,对铁路运输调度系统改进运维模式、提高维护效率提出了建议和措施。
2020, 29(4): 60-65.
摘要:
针对列控中心(TCC)的工作原理和主要功能,在CTCS-3列控仿真平台的基础上,提出TCC仿真子系统的整体架构、通信接口设计方案,实现轨道电路编码、有源应答器报文编制、临时限速和信号降级处理、区间改变运行方向、区间信号机点灯等主要功能。通过二维可视化操作界面,实时显示轨道区段的码序变化、区间运行方向,查看通信报文数据,模拟通信故障等。结合Unity3D开发环境下的三维TCC机柜模型,动态展示与其他子系统的通信状态。TCC仿真子系统将逻辑功能的实现与可操作性、可视性相结合,具有良好的实践教学意义。
针对列控中心(TCC)的工作原理和主要功能,在CTCS-3列控仿真平台的基础上,提出TCC仿真子系统的整体架构、通信接口设计方案,实现轨道电路编码、有源应答器报文编制、临时限速和信号降级处理、区间改变运行方向、区间信号机点灯等主要功能。通过二维可视化操作界面,实时显示轨道区段的码序变化、区间运行方向,查看通信报文数据,模拟通信故障等。结合Unity3D开发环境下的三维TCC机柜模型,动态展示与其他子系统的通信状态。TCC仿真子系统将逻辑功能的实现与可操作性、可视性相结合,具有良好的实践教学意义。
2020, 29(4): 66-70.
摘要:
针对联锁系统进路搜索效率低下的问题,分析了广度优先、A*等搜索算法的局限性,提出了一种带有约束条件的深度优先搜索(DFS)进路搜索算法,搭建站场型拓扑网络,动态创建二叉树模型,设计改进DFS进路搜索算法的程序流程。从教学角度提出软件设计方案,以Visual Studio 2010为平台进行软件开发,实现CTCS-3级列控系统中的联锁仿真教学系统,该系统不但具备良好的可操作性,还集成故障设置、通信数据包查询等功能。
针对联锁系统进路搜索效率低下的问题,分析了广度优先、A*等搜索算法的局限性,提出了一种带有约束条件的深度优先搜索(DFS)进路搜索算法,搭建站场型拓扑网络,动态创建二叉树模型,设计改进DFS进路搜索算法的程序流程。从教学角度提出软件设计方案,以Visual Studio 2010为平台进行软件开发,实现CTCS-3级列控系统中的联锁仿真教学系统,该系统不但具备良好的可操作性,还集成故障设置、通信数据包查询等功能。
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