2021年 第30卷 第10期
2021, 30(10): 1-5.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.01
摘要
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摘要:
在铁路列车运行图调整日趋频繁的背景下，列车时刻表数据集具有数据量大、属性多、不同车次时刻表记录数量差异较大、相同车次时刻表记录属性值相似的特点，列车时刻表数据分析和挖掘面临着数据集不均衡问题。为此，提出基于属性相关分析与聚类的铁路列车时刻表非均衡数据集预处理方法，依据列车时刻表属性与列车运营指标（客座率）的相关分析，可有效合并蕴含冗余信息的相似数据，降低数据集中此类相似数据的占比，可削弱非均衡数据集对后续数据分析的不利影响，并能保留数据所蕴含的主要信息，减少过多相似数据对数据分析模型应用效果的不利影响，提高模型的预测准确度。
在铁路列车运行图调整日趋频繁的背景下，列车时刻表数据集具有数据量大、属性多、不同车次时刻表记录数量差异较大、相同车次时刻表记录属性值相似的特点，列车时刻表数据分析和挖掘面临着数据集不均衡问题。为此，提出基于属性相关分析与聚类的铁路列车时刻表非均衡数据集预处理方法，依据列车时刻表属性与列车运营指标（客座率）的相关分析，可有效合并蕴含冗余信息的相似数据，降低数据集中此类相似数据的占比，可削弱非均衡数据集对后续数据分析的不利影响，并能保留数据所蕴含的主要信息，减少过多相似数据对数据分析模型应用效果的不利影响，提高模型的预测准确度。
2021, 30(10): 6-9.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.02
摘要:
为应对大风天气对铁路运输的影响，设计并实现了铁路大风灾害预警系统。系统基于B/S架构，针对铁路沿线风速监测点的数据状况，利用数据预测模块的移动平均法、单指数平滑法和三次指数平滑法对未来时段的风速进行预测，并进行综合评价预警，辅助调度人员进行调控决策，使列车能够根据限速建议及时做出运行调整。
为应对大风天气对铁路运输的影响，设计并实现了铁路大风灾害预警系统。系统基于B/S架构，针对铁路沿线风速监测点的数据状况，利用数据预测模块的移动平均法、单指数平滑法和三次指数平滑法对未来时段的风速进行预测，并进行综合评价预警，辅助调度人员进行调控决策，使列车能够根据限速建议及时做出运行调整。
2021, 30(10): 10-13.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.03
摘要:
铺画列流图是优化铁路运输规划与组织的重要流程。为提高铁路设计中列流图的编制效率，运用Spring Boot框架与Vue框架，采用Java语言，设计并实现了基于B/S架构的列流图编制系统。系统提供车流计算、列流设计、指标统计、列流图编制与绘制等功能，具有较高的智能化水平，使列流图编制和调整方便快捷，有助于降低铁路设计人员的工作强度，提高列流图编制质量。
铺画列流图是优化铁路运输规划与组织的重要流程。为提高铁路设计中列流图的编制效率，运用Spring Boot框架与Vue框架，采用Java语言，设计并实现了基于B/S架构的列流图编制系统。系统提供车流计算、列流设计、指标统计、列流图编制与绘制等功能，具有较高的智能化水平，使列流图编制和调整方便快捷，有助于降低铁路设计人员的工作强度，提高列流图编制质量。
2021, 30(10): 14-18.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.04
摘要:
在对Canny边缘检测理论研究基础上，针对Canny边缘检测算法在高斯滤波、梯度计算和高低阈值的确定上的缺陷，提出一种改进的小波变换法，替代高斯滤波，实现对图像的降噪，同时，优化了原有梯度幅值和方向的计算方法，采用改进的迭代算法对高低阈值进行计算。运用MATLAB仿真实验对比优化后的Canny边缘检测算法与传统Canny边缘检测算法。结果表明，优化后的Canny边缘检测算法可使检测结果拥有更多的边缘细节，提高了检测的精度和准确度。
在对Canny边缘检测理论研究基础上，针对Canny边缘检测算法在高斯滤波、梯度计算和高低阈值的确定上的缺陷，提出一种改进的小波变换法，替代高斯滤波，实现对图像的降噪，同时，优化了原有梯度幅值和方向的计算方法，采用改进的迭代算法对高低阈值进行计算。运用MATLAB仿真实验对比优化后的Canny边缘检测算法与传统Canny边缘检测算法。结果表明，优化后的Canny边缘检测算法可使检测结果拥有更多的边缘细节，提高了检测的精度和准确度。
2021, 30(10): 19-23.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.05
摘要:
为加强应急能力建设和加快应急信息化建设，设计铁路时空大数据应急辅助决策系统。介绍系统结构、数据架构、网络架构，以及系统功能；阐述系统中的地理信息系统、遥感监测、北斗卫星导航等关键技术和应用场景。目前，该系统已经在部分铁路局集团公司开展应用，为应急指挥人员提供全方位应急决策信息，切实提高了突发事件应急处置效率。
为加强应急能力建设和加快应急信息化建设，设计铁路时空大数据应急辅助决策系统。介绍系统结构、数据架构、网络架构，以及系统功能；阐述系统中的地理信息系统、遥感监测、北斗卫星导航等关键技术和应用场景。目前，该系统已经在部分铁路局集团公司开展应用，为应急指挥人员提供全方位应急决策信息，切实提高了突发事件应急处置效率。
2021, 30(10): 24-29.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.06
摘要:
针对铁路基础设施三维空间数据缺乏、采集困难、采集效率低、数据分散、难以集中管理维护等问题，研制了基于移动实景测量技术的便携式非接触采集装置，实现了铁路基础设施三维空间数据的采集；搭建了铁路基础设施三维空间数据管理系统，实现了对三维空间数据的集中、高效管理及存储。该系统采用线性参考系统构建技术，实现铁路基础设施三维空间数据与线性里程坐标的快速匹配。试验结果表明，所研制的采集装置和搭建的管理系统具有科学性、先进性和实用性，有效提高了铁路基础设施空间数据的采集效率和信息化管理水平。
针对铁路基础设施三维空间数据缺乏、采集困难、采集效率低、数据分散、难以集中管理维护等问题，研制了基于移动实景测量技术的便携式非接触采集装置，实现了铁路基础设施三维空间数据的采集；搭建了铁路基础设施三维空间数据管理系统，实现了对三维空间数据的集中、高效管理及存储。该系统采用线性参考系统构建技术，实现铁路基础设施三维空间数据与线性里程坐标的快速匹配。试验结果表明，所研制的采集装置和搭建的管理系统具有科学性、先进性和实用性，有效提高了铁路基础设施空间数据的采集效率和信息化管理水平。
2021, 30(10): 30-34.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.07
摘要:
为了解决轨道交通建筑信息模型（BIM，Building Information Model）在Web端的渲染需求，提出了基于WebGL（Web Graphics Library）技术、JSON（JavaScript Object Notation）文件格式、FastDFS存储技术3者相结合的轨道交通BIM在Web端的轻量化应用方案。通过Revit的二次开发，提取Revit自有的BIM表面模型数据，将其使用JSON的方式存储；针对完整BIM对应的JSON格式文件较大的问题，提出了多个JSON格式文件代替一个JSON格式文件的存储方案；使用FastDFS文件服务器，将这些JSON格式文件存储；利用WebGL分级渲染FastDFS中的JSON格式文件。所提方案实现了轨道交通各专业BIM Web端显示。试验结果表明，BIM轻量化显示方案拥有非常好的通用性，对轨道交通的大模型兼容性好，保证了原始BIM数据精确，实现了各专业BIM的交互。
为了解决轨道交通建筑信息模型（BIM，Building Information Model）在Web端的渲染需求，提出了基于WebGL（Web Graphics Library）技术、JSON（JavaScript Object Notation）文件格式、FastDFS存储技术3者相结合的轨道交通BIM在Web端的轻量化应用方案。通过Revit的二次开发，提取Revit自有的BIM表面模型数据，将其使用JSON的方式存储；针对完整BIM对应的JSON格式文件较大的问题，提出了多个JSON格式文件代替一个JSON格式文件的存储方案；使用FastDFS文件服务器，将这些JSON格式文件存储；利用WebGL分级渲染FastDFS中的JSON格式文件。所提方案实现了轨道交通各专业BIM Web端显示。试验结果表明，BIM轻量化显示方案拥有非常好的通用性，对轨道交通的大模型兼容性好，保证了原始BIM数据精确，实现了各专业BIM的交互。
2021, 30(10): 35-40.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.08
摘要:
针对建筑信息模型（BIM，Building Information Model）技术在智能一体化机柜中的应用需求，以Revit建模软件为平台进行了BIM建模辅助软件的二次开发，完成了一体化机柜布置、柜内设备布置、机房布局生成这3个功能模块的开发；在此基础上，结合实际工程阐述了实现流程。实例应用表明，该辅助设计软件能够实现智能一体化机柜BIM的快速建立，并为BIM技术在智能一体化机柜中的全生命周期应用提供参考。
针对建筑信息模型（BIM，Building Information Model）技术在智能一体化机柜中的应用需求，以Revit建模软件为平台进行了BIM建模辅助软件的二次开发，完成了一体化机柜布置、柜内设备布置、机房布局生成这3个功能模块的开发；在此基础上，结合实际工程阐述了实现流程。实例应用表明，该辅助设计软件能够实现智能一体化机柜BIM的快速建立，并为BIM技术在智能一体化机柜中的全生命周期应用提供参考。
2021, 30(10): 41-46.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.09
摘要:
针对铁路建筑施工过程中施工进度、成本控制效率低及施工安全风险预警不及时等问题，设计一种基于BIM的建设项目全生命周期工程管理系统，从前期项目标准制订到后期运维都进行了具体规划。由于建设期和运维期之间存在数据传递的问题，设计了竣工后（建设最后阶段）模型到运维之间的转换过程模型。该系统已应用于北京局集团公司丰台站站房改建项目中，满足项目需求。
针对铁路建筑施工过程中施工进度、成本控制效率低及施工安全风险预警不及时等问题，设计一种基于BIM的建设项目全生命周期工程管理系统，从前期项目标准制订到后期运维都进行了具体规划。由于建设期和运维期之间存在数据传递的问题，设计了竣工后（建设最后阶段）模型到运维之间的转换过程模型。该系统已应用于北京局集团公司丰台站站房改建项目中，满足项目需求。
2021, 30(10): 47-53.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.10
摘要:
针对城市轨道交通车站运营管理和安全保障需求，结合移动终端检测、超宽带（UWB，Ultra Wide Band）定位技术、智能视频分析及多源数据融合等技术，研究开发了城市轨道交通人员综合监测及运营管理系统；介绍了系统构成及逻辑架构，着重描述现场信息采集设备部署方案、应用功能及关键技术。该系统可实现信息智能采集、人员状态综合监测、人员状态预测预警、车站应急管理等功能，有助于增强车站运营安全保障能力，促进智慧车站发展。
针对城市轨道交通车站运营管理和安全保障需求，结合移动终端检测、超宽带（UWB，Ultra Wide Band）定位技术、智能视频分析及多源数据融合等技术，研究开发了城市轨道交通人员综合监测及运营管理系统；介绍了系统构成及逻辑架构，着重描述现场信息采集设备部署方案、应用功能及关键技术。该系统可实现信息智能采集、人员状态综合监测、人员状态预测预警、车站应急管理等功能，有助于增强车站运营安全保障能力，促进智慧车站发展。
2021, 30(10): 54-58.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.11
摘要:
传统的车载安全计算机一般采用较大的机箱设计，大型机箱不利于车载设备的灵活配置和功能扩展。为此，设计一种基于FlexRay总线的分布式车载安全计算机系统。采用两套小型机箱设计，单套机箱内部采用FlexRay总线组成二取二安全计算机；两套相同的二取二安全计算机通过FlexRay总线和切换模块连接，组成二乘二取二安全计算机系统。设计的安全计算机系统可以灵活配置，满足不同类型车辆的小型化需求，可为小型化的安全计算机设计提供参考。
传统的车载安全计算机一般采用较大的机箱设计，大型机箱不利于车载设备的灵活配置和功能扩展。为此，设计一种基于FlexRay总线的分布式车载安全计算机系统。采用两套小型机箱设计，单套机箱内部采用FlexRay总线组成二取二安全计算机；两套相同的二取二安全计算机通过FlexRay总线和切换模块连接，组成二乘二取二安全计算机系统。设计的安全计算机系统可以灵活配置，满足不同类型车辆的小型化需求，可为小型化的安全计算机设计提供参考。
2021, 30(10): 59-62.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.12
摘要:
针对铁路车站联锁系统缺乏深层次、全方位的综合性实训室的现状，设计了基于计算机联锁仿真软件的铁路信号车间级实训室建设方案。该方案不仅实现了计算机联锁全功能仿真，还搭载信号集中检测仿真软件和室内外设备等模拟设置故障场景，使学员逐步掌握计算机联锁的原理和知识。实践证明，该实训室的建设给现场试验带来了极大的便捷，为计算机联锁设备的现场维护提供了科学合理的手段。
针对铁路车站联锁系统缺乏深层次、全方位的综合性实训室的现状，设计了基于计算机联锁仿真软件的铁路信号车间级实训室建设方案。该方案不仅实现了计算机联锁全功能仿真，还搭载信号集中检测仿真软件和室内外设备等模拟设置故障场景，使学员逐步掌握计算机联锁的原理和知识。实践证明，该实训室的建设给现场试验带来了极大的便捷，为计算机联锁设备的现场维护提供了科学合理的手段。
2021, 30(10): 63-68.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.13
摘要:
针对城市轨道交通基于通信的列车运行控制（CBTC，Communication Based Train Control）系统互联互通测试规范的要求，研究CBTC系统的测试方法。文章介绍了CBTC系统测试平台、测试流程和测试案例的开发，并以CBTC系统运行过程中的区域控制器（ZC，Zone Controller）移交场景为例，以车载控制设备（VOBC，Vehicle On Board Controller）为被测对象，提取测试需求，编写测试案例。测试系统从外围设备模拟系统中获得设备的状态信息，与脚本中预期的反馈结果进行比对。测试结果验证了CBTC系统测试方法的可用性。
针对城市轨道交通基于通信的列车运行控制（CBTC，Communication Based Train Control）系统互联互通测试规范的要求，研究CBTC系统的测试方法。文章介绍了CBTC系统测试平台、测试流程和测试案例的开发，并以CBTC系统运行过程中的区域控制器（ZC，Zone Controller）移交场景为例，以车载控制设备（VOBC，Vehicle On Board Controller）为被测对象，提取测试需求，编写测试案例。测试系统从外围设备模拟系统中获得设备的状态信息，与脚本中预期的反馈结果进行比对。测试结果验证了CBTC系统测试方法的可用性。
2021, 30(10): 69-72.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2021.10.14
摘要:
为解决城市轨道交通乘客个性化服务水平低、便民服务标志不够清晰、高峰期排队进站等诸多问题，基于H5、微服务等新一代信息技术，提出城市轨道交通智慧出行App设计与实现方案。从业务需求出发，对智慧出行App技术架构、主要功能、关键技术进行了设计和阐述，实现了车站信息、线路详情、致歉卡推送、失物招领和出行路径规划等功能，为乘客提供便捷、高品质的移动应用服务具有参考意义。
为解决城市轨道交通乘客个性化服务水平低、便民服务标志不够清晰、高峰期排队进站等诸多问题，基于H5、微服务等新一代信息技术，提出城市轨道交通智慧出行App设计与实现方案。从业务需求出发，对智慧出行App技术架构、主要功能、关键技术进行了设计和阐述，实现了车站信息、线路详情、致歉卡推送、失物招领和出行路径规划等功能，为乘客提供便捷、高品质的移动应用服务具有参考意义。
2021, 30(10): 73-77.
doi: 10.3969/j.isssn.1005-8451.2021.10.15
摘要:
为实现地铁列车的制动过程仿真，分析了地铁列车制动系统仿真所需的车辆及制动系统的简化模型，开发了仿真软件。车辆子模型采用模块化建模方法，将车辆拆分成轮对、弹簧阻尼、构架、车体等部件进行建模。制动系统子模型基于实验数据构建，通过对试验曲线进行插值计算等方式得到仿真所需要的制动相关曲线，该软件可以执行实时仿真，仿真结果准确可信。
为实现地铁列车的制动过程仿真，分析了地铁列车制动系统仿真所需的车辆及制动系统的简化模型，开发了仿真软件。车辆子模型采用模块化建模方法，将车辆拆分成轮对、弹簧阻尼、构架、车体等部件进行建模。制动系统子模型基于实验数据构建，通过对试验曲线进行插值计算等方式得到仿真所需要的制动相关曲线，该软件可以执行实时仿真，仿真结果准确可信。
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