2022年 第31卷 第5期
2022, 31(5): 1-6.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.01
摘要
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摘要:
为快速、准确地掌握列车的运行状态及未来的运行趋势，需要对列车运行晚点预测方法进行深入研究。文章根据对北京—上海高速铁路（简称：京沪高铁）2020年列车运行数据的分析，包括停站时长对于晚点的影响及不同初始晚点时长下的传播车站数，提出了基于循环神经网络（RNN，Recurrent Neural Network）的全段预测方法，使用同步多对多模式的RNN模型作为基础模型结构，建立列车运行晚点预测模型。在特征值的选择上，采用集成梯度打分法，从多个特征值中选择12个最显著的变量作为模型自变量。采用该模型对京沪高铁2020年晚点数据进行验证，结果表明，该模型在验证集上5 min的误差范围内可以达到89%的准确率，该预测方法可以满足实际生产的需要，有助于调度部门进行科学决策，有利于提升铁路旅客服务质量。
为快速、准确地掌握列车的运行状态及未来的运行趋势，需要对列车运行晚点预测方法进行深入研究。文章根据对北京—上海高速铁路（简称：京沪高铁）2020年列车运行数据的分析，包括停站时长对于晚点的影响及不同初始晚点时长下的传播车站数，提出了基于循环神经网络（RNN，Recurrent Neural Network）的全段预测方法，使用同步多对多模式的RNN模型作为基础模型结构，建立列车运行晚点预测模型。在特征值的选择上，采用集成梯度打分法，从多个特征值中选择12个最显著的变量作为模型自变量。采用该模型对京沪高铁2020年晚点数据进行验证，结果表明，该模型在验证集上5 min的误差范围内可以达到89%的准确率，该预测方法可以满足实际生产的需要，有助于调度部门进行科学决策，有利于提升铁路旅客服务质量。
2022, 31(5): 7-11.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.02
摘要:
针对铁路关键信息基础设施网络安全态势日趋严峻、安全保护体系亟待优化与完善的问题，提出了一套基础牢固、措施高效的安全防护框架，具有夯实网络安全基础 ，提高铁路关键信息基础设施安全防护能力的功能。实践表明，所提框架能够提高现有系统关键信息基础设施安全防御能力， 改善其主动防御和纵深防御的性能， 可为进一步完善和优化铁路关键信息基础设施安全保护体系的设计、建设提供理论和实践参考。
针对铁路关键信息基础设施网络安全态势日趋严峻、安全保护体系亟待优化与完善的问题，提出了一套基础牢固、措施高效的安全防护框架，具有夯实网络安全基础 ，提高铁路关键信息基础设施安全防护能力的功能。实践表明，所提框架能够提高现有系统关键信息基础设施安全防御能力， 改善其主动防御和纵深防御的性能， 可为进一步完善和优化铁路关键信息基础设施安全保护体系的设计、建设提供理论和实践参考。
2022, 31(5): 12-16.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.03
摘要:
国家和企业都对网络安全给予前所未有的重视，而密码是网络安全的核心技术，是安全可控的重要基础。为促进铁路商用密码应用体系发展，对铁路商用密码应用现状进行深入研究，分析了国家商用密码标准规范的合规性对策，提出铁路商用密码管理体系、技术体系与安全体系，为进一步加快推进铁路商用密码建设奠定基础。
国家和企业都对网络安全给予前所未有的重视，而密码是网络安全的核心技术，是安全可控的重要基础。为促进铁路商用密码应用体系发展，对铁路商用密码应用现状进行深入研究，分析了国家商用密码标准规范的合规性对策，提出铁路商用密码管理体系、技术体系与安全体系，为进一步加快推进铁路商用密码建设奠定基础。
2022, 31(5): 17-21.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.04
摘要:
为实现以客货运输需求为驱动的综合运输管控模式，将管控过程贯穿到中老（中国—老挝）铁路调度、车务、客运、货运、国际联运的生产业务流程中，研究贯穿全流程的中老铁路客货运输一体化平台总体架构。该架构采用微服务组件，遵循平台+应用、系统整合、轻量化应用的信息系统设计理念，通过将生产业务微服务化，实现对客货运输、作业管控、智能分析等业务的高效便捷管理。客货运输一体化平台总体架构在中老铁路工程中的应用，提高了铁路客货运输效率，提升了铁路信息化水平。
为实现以客货运输需求为驱动的综合运输管控模式，将管控过程贯穿到中老（中国—老挝）铁路调度、车务、客运、货运、国际联运的生产业务流程中，研究贯穿全流程的中老铁路客货运输一体化平台总体架构。该架构采用微服务组件，遵循平台+应用、系统整合、轻量化应用的信息系统设计理念，通过将生产业务微服务化，实现对客货运输、作业管控、智能分析等业务的高效便捷管理。客货运输一体化平台总体架构在中老铁路工程中的应用，提高了铁路客货运输效率，提升了铁路信息化水平。
2022, 31(5): 22-27.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.05
摘要:
文章基于WebGIS技术，研究了铁路线路三维场景构建方法并将其应用于工程实践中。利用数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）与高分辨率遥感影像构建了铁路线路三维带状地理环境；对铁路工程要素模型进行参数化建模，并将建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）与三维地理环境场景进行交互定位；基于ArcGIS Online平台，实现某条铁路线路三维场景的发布、在线浏览、空间分析等功能的应用。
文章基于WebGIS技术，研究了铁路线路三维场景构建方法并将其应用于工程实践中。利用数字高程模型（DEM，Digital Elevation Model）与高分辨率遥感影像构建了铁路线路三维带状地理环境；对铁路工程要素模型进行参数化建模，并将建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）与三维地理环境场景进行交互定位；基于ArcGIS Online平台，实现某条铁路线路三维场景的发布、在线浏览、空间分析等功能的应用。
2022, 31(5): 28-32.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.06
摘要:
随着铁路工程建设的高质量发展，铁路建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）自主化建模对BIM自动化生成技术的需求日益增长。文章以铁路客站为例，根据其二维图纸自动转化生成BIM的工程需求特点，从数据采集、转换、构件匹配、模型优化等方面，提出了BIM自动化生成技术体系主要内容。基于数据交换格式（DXF，Data Exchange Format）的数据读取、矢量图形识别、图形巡径模糊识别技术，提出了二维图纸关键信息存储方式和提取方法；基于BIM构件间的逻辑关系，提出了标准构件模型的二维转三维、快速布置及优化技术。研究结果表明，在铁路工程建设项目中应用以上技术，可提高BIM建模效率，提升铁路工程管理质量与水平。
随着铁路工程建设的高质量发展，铁路建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）自主化建模对BIM自动化生成技术的需求日益增长。文章以铁路客站为例，根据其二维图纸自动转化生成BIM的工程需求特点，从数据采集、转换、构件匹配、模型优化等方面，提出了BIM自动化生成技术体系主要内容。基于数据交换格式（DXF，Data Exchange Format）的数据读取、矢量图形识别、图形巡径模糊识别技术，提出了二维图纸关键信息存储方式和提取方法；基于BIM构件间的逻辑关系，提出了标准构件模型的二维转三维、快速布置及优化技术。研究结果表明，在铁路工程建设项目中应用以上技术，可提高BIM建模效率，提升铁路工程管理质量与水平。
2022, 31(5): 33-36.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.07
摘要:
针对互联网快速发展引发的铁路网络安全严峻形势，为提升应对全国煤炭交易平台相关突发事件的能力，最大限度地减轻甚至消除突发事件对平台业务造成的损害，提出了全国煤炭交易平台信息和网络安全建设及运行与维护（简称：运维）管理方案。该方案从平台及应用安全、硬件网络环境、日常运维、管理机制、业务系统安全保护、网络安全保护、新技术新应用、安全管理与防护机制等方面加强信息和网络安全建设，强化运维管理力度，从技术和管理层面共同保障全国煤炭交易平台安全稳定运行，助力铁路网络安全管理工作的创新发展。
针对互联网快速发展引发的铁路网络安全严峻形势，为提升应对全国煤炭交易平台相关突发事件的能力，最大限度地减轻甚至消除突发事件对平台业务造成的损害，提出了全国煤炭交易平台信息和网络安全建设及运行与维护（简称：运维）管理方案。该方案从平台及应用安全、硬件网络环境、日常运维、管理机制、业务系统安全保护、网络安全保护、新技术新应用、安全管理与防护机制等方面加强信息和网络安全建设，强化运维管理力度，从技术和管理层面共同保障全国煤炭交易平台安全稳定运行，助力铁路网络安全管理工作的创新发展。
2022, 31(5): 37-41.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.08
摘要:
针对冷藏集装箱运输业务的需求，设计并实现冷藏集装箱管理信息系统。该系统能够对冷藏集装箱位置、温度、湿度、电池状态等信息的接入、回传及运用情况进行监控和预警，实现冷藏集装箱资产管理、场地管理及位置追踪。实践证明，该系统能够实现以铁路货运为主的物流全链条信息化管理，降低铁路冷藏运输成本，缩短运输周期，提高运输组织效率，延伸铁路的服务触角，有效推动我国铁路冷藏运输快速发展。
针对冷藏集装箱运输业务的需求，设计并实现冷藏集装箱管理信息系统。该系统能够对冷藏集装箱位置、温度、湿度、电池状态等信息的接入、回传及运用情况进行监控和预警，实现冷藏集装箱资产管理、场地管理及位置追踪。实践证明，该系统能够实现以铁路货运为主的物流全链条信息化管理，降低铁路冷藏运输成本，缩短运输周期，提高运输组织效率，延伸铁路的服务触角，有效推动我国铁路冷藏运输快速发展。
2022, 31(5): 42-48.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.09
摘要:
为解决纸质铁路客运运价里程表和全国铁路客运营业站示意图出版周期过长、用户使用中存在诸多不便的问题，开发了铁路客运运价里程表数据管理系统；基于微服务技术，采用“C/S+B/S”混合应用模式，实现全国铁路客运运价里程表及营业站示意图数据的统一管理与维护，提供便捷的定制化数据查询功能，并可为其它业务应用系统提供客运运价里程表数据共享服务。该系统构造了干线–支线2级树形结构的全国客运铁路网数据模型，采用矢量图形技术绘制营业站示意图；提供营业站示意图与里程表数据一致性检查和数据版本管理功能，可保证数据完整性和数据更新过程可追溯，以及数据更新与发布有序可控。该系统的应用规范了客运运价里程表数据的管理与维护，方便系统最终用户准确使用客运运价里程表数据，有助于提高相关客运业务的工作质量和效率。
为解决纸质铁路客运运价里程表和全国铁路客运营业站示意图出版周期过长、用户使用中存在诸多不便的问题，开发了铁路客运运价里程表数据管理系统；基于微服务技术，采用“C/S+B/S”混合应用模式，实现全国铁路客运运价里程表及营业站示意图数据的统一管理与维护，提供便捷的定制化数据查询功能，并可为其它业务应用系统提供客运运价里程表数据共享服务。该系统构造了干线–支线2级树形结构的全国客运铁路网数据模型，采用矢量图形技术绘制营业站示意图；提供营业站示意图与里程表数据一致性检查和数据版本管理功能，可保证数据完整性和数据更新过程可追溯，以及数据更新与发布有序可控。该系统的应用规范了客运运价里程表数据的管理与维护，方便系统最终用户准确使用客运运价里程表数据，有助于提高相关客运业务的工作质量和效率。
2022, 31(5): 49-53.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.10
摘要:
针对高速动车组受电弓检修时操作不规范导致事故发生的问题，利用虚拟现实技术，基于Unity3D，设计并开发了高速动车组受电弓检修事故虚拟演示系统。通过3Ds Max进行建模，结合实际的检修事故案例，进行Unity3D场景搭建，利用Unity3D提供的碰撞检测功能监测检修行为。本系统与传统教学培训相比，减少了枯燥性，增强了沉浸感，满足受电弓检修人员的知识培训、模拟训练等需求。
针对高速动车组受电弓检修时操作不规范导致事故发生的问题，利用虚拟现实技术，基于Unity3D，设计并开发了高速动车组受电弓检修事故虚拟演示系统。通过3Ds Max进行建模，结合实际的检修事故案例，进行Unity3D场景搭建，利用Unity3D提供的碰撞检测功能监测检修行为。本系统与传统教学培训相比，减少了枯燥性，增强了沉浸感，满足受电弓检修人员的知识培训、模拟训练等需求。
2022, 31(5): 54-59.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.11
摘要:
为满足铁路轨道工程数量铺轨新定额的提交要求，提高工程数量计算效率，利用Visual Studio开发平台和C#语言，设计研发了基于铺轨新定额的铁路轨道工程数量计算软件。该软件可实现专业间接口数据的快速输入、数据的自动检验和预警、有砟轨道断面面积计算、工程数量计算、结果复核及输出。软件的有砟轨道断面面积计算结果与既有的CAD插件对比，误差在6‰左右；软件的工程数量计算结果与人工统计结果进行对比，两者一致，验证了软件的正确性。
为满足铁路轨道工程数量铺轨新定额的提交要求，提高工程数量计算效率，利用Visual Studio开发平台和C#语言，设计研发了基于铺轨新定额的铁路轨道工程数量计算软件。该软件可实现专业间接口数据的快速输入、数据的自动检验和预警、有砟轨道断面面积计算、工程数量计算、结果复核及输出。软件的有砟轨道断面面积计算结果与既有的CAD插件对比，误差在6‰左右；软件的工程数量计算结果与人工统计结果进行对比，两者一致，验证了软件的正确性。
2022, 31(5): 60-64.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.12
摘要:
我国铁路运输复杂的运行环境给机车运行安全和自动驾驶安全防护控制带来了挑战，针对货运机车自动驾驶系统在西康（西安—安康）铁路新丰站—安康东站特殊场景下的运用需求，结合空气制动运用规则要求和司机操控习惯，介绍了自动驾驶系统贯通试验控制方法的研究与应用情况。货运机车自动驾驶系统在西康铁路的运行验证表明，该控制方法对列车空气制动系统的功能完整性起到了有效的监测、检验与确认作用，达到了预期效果，为自动驾驶控制模式下的列车安全运行提供了重要的防护保障。
我国铁路运输复杂的运行环境给机车运行安全和自动驾驶安全防护控制带来了挑战，针对货运机车自动驾驶系统在西康（西安—安康）铁路新丰站—安康东站特殊场景下的运用需求，结合空气制动运用规则要求和司机操控习惯，介绍了自动驾驶系统贯通试验控制方法的研究与应用情况。货运机车自动驾驶系统在西康铁路的运行验证表明，该控制方法对列车空气制动系统的功能完整性起到了有效的监测、检验与确认作用，达到了预期效果，为自动驾驶控制模式下的列车安全运行提供了重要的防护保障。
2022, 31(5): 65-70.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.13
摘要:
列车进路接近锁闭状态对列车冒进信号后的安全防护起到重要作用。现有列车进路接近锁闭处理逻辑沿用传统继电联锁的设计原理，能满足常见应用场景的需求，但不能适用于接近锁闭区段延长至后方两段及以上进路的场景；此外，在特定故障场景下，还存在列车进路错误转为接近锁闭状态的缺陷。为此，在分析现有继电电路逻辑缺陷的基础上，提出一种改进的列车进路接近锁闭区段延长处理方法。文章介绍继电电路实现接近锁闭的缺陷及改进后接近锁闭延长方法的实现过程，详细阐述其处理逻辑。该方法能适用于接近锁闭区段延长至后方两段及以上进路的应用场景，规避了人工编制接近锁闭处理逻辑带来的风险，解决了进路内道岔失去表示后列车进路错误转为接近锁闭状态的问题。
列车进路接近锁闭状态对列车冒进信号后的安全防护起到重要作用。现有列车进路接近锁闭处理逻辑沿用传统继电联锁的设计原理，能满足常见应用场景的需求，但不能适用于接近锁闭区段延长至后方两段及以上进路的场景；此外，在特定故障场景下，还存在列车进路错误转为接近锁闭状态的缺陷。为此，在分析现有继电电路逻辑缺陷的基础上，提出一种改进的列车进路接近锁闭区段延长处理方法。文章介绍继电电路实现接近锁闭的缺陷及改进后接近锁闭延长方法的实现过程，详细阐述其处理逻辑。该方法能适用于接近锁闭区段延长至后方两段及以上进路的应用场景，规避了人工编制接近锁闭处理逻辑带来的风险，解决了进路内道岔失去表示后列车进路错误转为接近锁闭状态的问题。
2022, 31(5): 71-76.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.14
摘要:
地铁线路三维模型的自动生成有助于快速实现三维视景仿真。以线路平面和纵断面数据为基础，研究了线路路径点的坐标计算方法；采用Unity3D和C#程序，结合数据库技术，实现了数据读取与路径生成；采用线渲染器组件和生成Mesh网格的方法，实现了轨道、道岔等模型的创建；并通过Douglas–Peucker算法，实现对轨道三维模型的简化，有效提升了画面渲染速度和帧率；运用碰撞检测、消息广播等技术，实现了虚拟场景漫游和列车运行模拟。基于该研究开发的软件可快速构建地铁线路模型并进行驱动，为地铁运营场景仿真提供三维视景基础。
地铁线路三维模型的自动生成有助于快速实现三维视景仿真。以线路平面和纵断面数据为基础，研究了线路路径点的坐标计算方法；采用Unity3D和C#程序，结合数据库技术，实现了数据读取与路径生成；采用线渲染器组件和生成Mesh网格的方法，实现了轨道、道岔等模型的创建；并通过Douglas–Peucker算法，实现对轨道三维模型的简化，有效提升了画面渲染速度和帧率；运用碰撞检测、消息广播等技术，实现了虚拟场景漫游和列车运行模拟。基于该研究开发的软件可快速构建地铁线路模型并进行驱动，为地铁运营场景仿真提供三维视景基础。
2022, 31(5): 77-80.
doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2022.05.15
摘要:
城市轨道交通无人值守运营模式下，在全自动运行（FAO，Fully Automatic Operation）区设置人员防护开关（SPKS，Staff Protection Key Switch），是保障地面人员安全的重要手段。文章以太原轨道交通2号线为例，根据SPKS功能需求，结合其线路条件，介绍SPKS的工程应用方案，包括SPKS的设置方式、防护分区划分原则，以及与该SPKS应用相匹配的管理方式。该方案已在太原轨道交通2号线实施，有效地保障了现场人员的安全，提高了应急场景下的应急处置能力，可为其他FAO线路的建设提供参考。
城市轨道交通无人值守运营模式下，在全自动运行（FAO，Fully Automatic Operation）区设置人员防护开关（SPKS，Staff Protection Key Switch），是保障地面人员安全的重要手段。文章以太原轨道交通2号线为例，根据SPKS功能需求，结合其线路条件，介绍SPKS的工程应用方案，包括SPKS的设置方式、防护分区划分原则，以及与该SPKS应用相匹配的管理方式。该方案已在太原轨道交通2号线实施，有效地保障了现场人员的安全，提高了应急场景下的应急处置能力，可为其他FAO线路的建设提供参考。
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