2019年 第28卷 第11期
2019, 28(11): 1-4,17.
摘要
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摘要:
为更准确地预测铁路客运量,采用灰色关联法,分析不同因素对铁路客运量的影响程度,确定主要影响因子,并将其作为预测指标,提出基于Verhulst-RBF神经网络的铁路客运量预测组合模型。基于四川省近14年的铁路客运量数据,进行组合模型测试。实验结果表明,Verhulst-RBF神经网络组合模型的预测精确度高于单一的Verhulst模型或单一的RBF神经网络模型。
为更准确地预测铁路客运量,采用灰色关联法,分析不同因素对铁路客运量的影响程度,确定主要影响因子,并将其作为预测指标,提出基于Verhulst-RBF神经网络的铁路客运量预测组合模型。基于四川省近14年的铁路客运量数据,进行组合模型测试。实验结果表明,Verhulst-RBF神经网络组合模型的预测精确度高于单一的Verhulst模型或单一的RBF神经网络模型。
2019, 28(11): 5-8.
摘要:
为解决因采集数据异常导致的列车控制的误动作和误诊断问题,对基于BP神经网络的动车组智能化控制和诊断方法进行了研究,建立了基于BP神经网络的预测模型,采用列车实际运行数据进行多次训练和参数调整,获取最优网络模型,结合该模型的预测值和实际值得到最终可信值,并融入到现有列车控制逻辑中进行控制和诊断。通过实验验证,采用训练模型的预测结果与实际采集值相比具有较高准确性,能够达到预测效果。实验结果表明,采用BP神经网络模型进行状态预测,并结合相关处理策略进行列车运行控制及故障诊断具有可行性。
为解决因采集数据异常导致的列车控制的误动作和误诊断问题,对基于BP神经网络的动车组智能化控制和诊断方法进行了研究,建立了基于BP神经网络的预测模型,采用列车实际运行数据进行多次训练和参数调整,获取最优网络模型,结合该模型的预测值和实际值得到最终可信值,并融入到现有列车控制逻辑中进行控制和诊断。通过实验验证,采用训练模型的预测结果与实际采集值相比具有较高准确性,能够达到预测效果。实验结果表明,采用BP神经网络模型进行状态预测,并结合相关处理策略进行列车运行控制及故障诊断具有可行性。
2019, 28(11): 9-12.
摘要:
为给铁路部门在编制列车开行方案和优化列车运行图方面提供辅助决策,研究旅客在换乘方案(动车组列车或普速旅客列车)选择时,考虑不同影响因素的权重。应用层次分析法(AHP,AnalyticHierarchy Process)构建层次结构模型、对实际换乘数据进行分析并进行一致性检验,求出旅客进行换乘时各方案的权重。数据验证表明,该方法正确可行,是研究旅客换乘方案选择权重的有效方法。
为给铁路部门在编制列车开行方案和优化列车运行图方面提供辅助决策,研究旅客在换乘方案(动车组列车或普速旅客列车)选择时,考虑不同影响因素的权重。应用层次分析法(AHP,AnalyticHierarchy Process)构建层次结构模型、对实际换乘数据进行分析并进行一致性检验,求出旅客进行换乘时各方案的权重。数据验证表明,该方法正确可行,是研究旅客换乘方案选择权重的有效方法。
2019, 28(11): 13-17.
摘要:
现有刚度研究多运用准静态方法进行分析并确定轨道结构的刚度取值范围,而没有考虑轨道刚度对轨道结构动力响应的影响,为改进既有方法,文章以车辆-轨道耦合动力学为基础,建立垂向分析模型,运用Matlab编写动力学仿真计算程序,采用敏感系数法分析轨道结构动力响应对轨道部件刚度变化的敏感度,从而得出轨道结构的合理刚度。以轨道综合动力响应最小建立目标函数,得出33 t轴重货车作用下有砟轨道结构的最优刚度匹配为:扣件刚度120 kN/mm,道床刚度175 kN/mm。
现有刚度研究多运用准静态方法进行分析并确定轨道结构的刚度取值范围,而没有考虑轨道刚度对轨道结构动力响应的影响,为改进既有方法,文章以车辆-轨道耦合动力学为基础,建立垂向分析模型,运用Matlab编写动力学仿真计算程序,采用敏感系数法分析轨道结构动力响应对轨道部件刚度变化的敏感度,从而得出轨道结构的合理刚度。以轨道综合动力响应最小建立目标函数,得出33 t轴重货车作用下有砟轨道结构的最优刚度匹配为:扣件刚度120 kN/mm,道床刚度175 kN/mm。
2019, 28(11): 18-22.
摘要:
按照中国国家铁路集团有限公司执行承运清算管理办法的要求,为统计部门在承运清算时提供铁路行车迂回调度命令及迂回详细信息。通过分析历史迂回调度命令内容,总结铁路行车迂回运输的主要原因及数据来源,提出调度命令系统与铁路调度计划编制系统之间建立数据共享服务接口及数据联动,实现在发布迂回调度命令时细化列车编组的方案,为承运清算提供迂回调度命令号码及迂回车辆的车号、迂回径路等精细化费用结算依据。目前,该方案已在全国铁路得到广泛应用,为调度生产部门减少了一半以上因为迂回延续而发布的调度命令,并对迂回车辆的动态趋势进行预警,得到了用户的认可和好评。
按照中国国家铁路集团有限公司执行承运清算管理办法的要求,为统计部门在承运清算时提供铁路行车迂回调度命令及迂回详细信息。通过分析历史迂回调度命令内容,总结铁路行车迂回运输的主要原因及数据来源,提出调度命令系统与铁路调度计划编制系统之间建立数据共享服务接口及数据联动,实现在发布迂回调度命令时细化列车编组的方案,为承运清算提供迂回调度命令号码及迂回车辆的车号、迂回径路等精细化费用结算依据。目前,该方案已在全国铁路得到广泛应用,为调度生产部门减少了一半以上因为迂回延续而发布的调度命令,并对迂回车辆的动态趋势进行预警,得到了用户的认可和好评。
2019, 28(11): 23-26,37.
摘要:
为将铁路客票系统数据应急模型由集中式改造为分布式,通过分析比较分布式系统关键技术特点,研究区块链应用技术,设计了基于应急交易私链和应急数据私链的双链客票智能应急模型,并从网络拓扑架构、同步机制、数据结构组织等方面详细阐述了客票智能应急系统的实现。该模型较好地满足了客票应急系统分布式同步、快速响应和数据可追溯的需要。
为将铁路客票系统数据应急模型由集中式改造为分布式,通过分析比较分布式系统关键技术特点,研究区块链应用技术,设计了基于应急交易私链和应急数据私链的双链客票智能应急模型,并从网络拓扑架构、同步机制、数据结构组织等方面详细阐述了客票智能应急系统的实现。该模型较好地满足了客票应急系统分布式同步、快速响应和数据可追溯的需要。
2019, 28(11): 27-31.
摘要:
随着铁路客票系统的不断发展和业务需求的不断增加,海量客运营销数据的多源、异构特征越发明显,跨节点跨网段数据交换越发频繁。基于开源ETL数据分析工具Kettle构建营销数据ETL过程模型,设计高可配数据模型管理、定制触发规则、根据调度周期自主运行作业的数据交换核心模块。采用面向接口服务的架构体系,融合分布式技术,开发客运营销数据交换平台,对客运营销数据进行抽取、转换、加载,实现数据的快速集成与交换。设计了基于Web的任务配置、节点管理和异常处理等功能,支持跨节点跨网段的数据交换作业以及分布式部署,能够及时进行异常作业预警和消息推送。由此,营销数据交换平台的使用极大地满足了当前铁路客运营销数据汇集、交换的需求,在充分合理利用现有数据资源、减轻数据维护工作量等方面发挥了重要作用。
随着铁路客票系统的不断发展和业务需求的不断增加,海量客运营销数据的多源、异构特征越发明显,跨节点跨网段数据交换越发频繁。基于开源ETL数据分析工具Kettle构建营销数据ETL过程模型,设计高可配数据模型管理、定制触发规则、根据调度周期自主运行作业的数据交换核心模块。采用面向接口服务的架构体系,融合分布式技术,开发客运营销数据交换平台,对客运营销数据进行抽取、转换、加载,实现数据的快速集成与交换。设计了基于Web的任务配置、节点管理和异常处理等功能,支持跨节点跨网段的数据交换作业以及分布式部署,能够及时进行异常作业预警和消息推送。由此,营销数据交换平台的使用极大地满足了当前铁路客运营销数据汇集、交换的需求,在充分合理利用现有数据资源、减轻数据维护工作量等方面发挥了重要作用。
2019, 28(11): 32-37.
摘要:
针对乘务员携带行车资料的不易管理和使用、途中故障不能及时有效处理、指导司机不能充分发挥管理职责、乘务员学习方式单一等问题,以基于Android系统的高效智能搜索引擎技术、手持终端数据安全性保障技术、无线组网技术、VPDN组网技术、Web技术为软件基础,以乘务员手持终端、服务器、管理工作站、无线路由器为硬件支撑,设计机务乘务作业动态管理应用系统,在指导司机、机车乘务员和运用管理人员之间搭建一个信息交互平台,将运用管理信息及时发送到作业一线,提高指导司机对乘务员指导的针对性和时效性。
针对乘务员携带行车资料的不易管理和使用、途中故障不能及时有效处理、指导司机不能充分发挥管理职责、乘务员学习方式单一等问题,以基于Android系统的高效智能搜索引擎技术、手持终端数据安全性保障技术、无线组网技术、VPDN组网技术、Web技术为软件基础,以乘务员手持终端、服务器、管理工作站、无线路由器为硬件支撑,设计机务乘务作业动态管理应用系统,在指导司机、机车乘务员和运用管理人员之间搭建一个信息交互平台,将运用管理信息及时发送到作业一线,提高指导司机对乘务员指导的针对性和时效性。
2019, 28(11): 38-43.
摘要:
针对铁路客站设备管理手段落后,管理过程碎片化,管理时效性滞后,管理人员劳动强度大等问题,铁路客站设备运用监控系统通过构建国铁集团-铁路局集团公司-车站三级管理架构,建立标准设备编码体系,定义设备核心部件、规范设备运行参数,利用物联网平台接口技术,实现车站设备运维保养过程全线追踪、状态实时在线监测、设备控制精细智能。通过动静态履历的管理,为设备建立"一物一档"唯一标识,实现设备全寿命周期管理。系统为车站设备管理提供了有效手段,实现管理过程连续、故障修复及时,同时降低车站能耗,减少作业人员工作量,降低车站运营成本。
针对铁路客站设备管理手段落后,管理过程碎片化,管理时效性滞后,管理人员劳动强度大等问题,铁路客站设备运用监控系统通过构建国铁集团-铁路局集团公司-车站三级管理架构,建立标准设备编码体系,定义设备核心部件、规范设备运行参数,利用物联网平台接口技术,实现车站设备运维保养过程全线追踪、状态实时在线监测、设备控制精细智能。通过动静态履历的管理,为设备建立"一物一档"唯一标识,实现设备全寿命周期管理。系统为车站设备管理提供了有效手段,实现管理过程连续、故障修复及时,同时降低车站能耗,减少作业人员工作量,降低车站运营成本。
2019, 28(11): 44-48,58.
摘要:
城市轨道交通行业已在开发下一代列车运行控制(NGTC)系统。由于NGTC的设计缺乏足够的经验或相关标准,使得传统的安全分析方法很难为其定义合适的安全需求。将系统理论过程分析方法应用于NGTC系统设计概念定义阶段的安全分析过程中,发现了一些在传统的安全分析中容易忽略的潜在危害。在此基础上,扩展了列车移动授权的概念,提出了新的安全约束条件,不仅提高了NGTC的安全性,而且证明了系统理论过程分析(STPA)在列车运行控制系统安全分析中的适用性和可用性。
城市轨道交通行业已在开发下一代列车运行控制(NGTC)系统。由于NGTC的设计缺乏足够的经验或相关标准,使得传统的安全分析方法很难为其定义合适的安全需求。将系统理论过程分析方法应用于NGTC系统设计概念定义阶段的安全分析过程中,发现了一些在传统的安全分析中容易忽略的潜在危害。在此基础上,扩展了列车移动授权的概念,提出了新的安全约束条件,不仅提高了NGTC的安全性,而且证明了系统理论过程分析(STPA)在列车运行控制系统安全分析中的适用性和可用性。
2019, 28(11): 49-54.
摘要:
与目前应用的光缆防护技术相比,分布式光纤传感具有成本较低、灵敏度高、抗电磁干扰、可复用、分布式连续测量等优点,因此,提出了一种基于分布式光纤传感的铁路通信光缆盗挖告警方法。该方法通过提取振动信号的时域特征和小波域特征作为特征向量,来识别盗挖过程中产生的振动事件类型。同时,还设计了一种两级振动模式识别方案,在正常情况下,系统只对时域特征进行监测,当时域特征的值超出设定的阈值时,再联合小波域特征进行模式识别。由此,提出的方法可以减少大量复杂的小波域变换计算,提高算法的时效性。
与目前应用的光缆防护技术相比,分布式光纤传感具有成本较低、灵敏度高、抗电磁干扰、可复用、分布式连续测量等优点,因此,提出了一种基于分布式光纤传感的铁路通信光缆盗挖告警方法。该方法通过提取振动信号的时域特征和小波域特征作为特征向量,来识别盗挖过程中产生的振动事件类型。同时,还设计了一种两级振动模式识别方案,在正常情况下,系统只对时域特征进行监测,当时域特征的值超出设定的阈值时,再联合小波域特征进行模式识别。由此,提出的方法可以减少大量复杂的小波域变换计算,提高算法的时效性。
2019, 28(11): 55-58.
摘要:
针对25 Hz相敏轨道电路故障的复杂性,提出一种模拟退火(SA,Simulated Annealing)算法与BP神经网络相结合的故障诊断方法。发挥SA算法全局寻优的特点来优化BP神经网络的学习过程,避免网络训练时间长和陷入局部极小值;通过Matlab进行仿真分析,结果表明,将该方法应用于轨道电路故障诊断,可有效提高故障诊断效率和准确度。
针对25 Hz相敏轨道电路故障的复杂性,提出一种模拟退火(SA,Simulated Annealing)算法与BP神经网络相结合的故障诊断方法。发挥SA算法全局寻优的特点来优化BP神经网络的学习过程,避免网络训练时间长和陷入局部极小值;通过Matlab进行仿真分析,结果表明,将该方法应用于轨道电路故障诊断,可有效提高故障诊断效率和准确度。
2019, 28(11): 59-64.
摘要:
介绍铁路领域安全计算机的相关标准及安全计算机平台通用架构,以铁路信号领域安全计算机的应用为主题,总结安全计算机在计算机联锁、无线闭塞中心、车载系统的应用情况,研究安全计算机的应用现状和研究热点。研究表明,铁路信号领域安全计算机的研究热点主要集中在表决与同步的设计与实现、安全通信设计、安全评估算法、利用商用现成品和技术(COTS)部件和现场可编程门阵列(FPGA)实现安全需求等方面。
介绍铁路领域安全计算机的相关标准及安全计算机平台通用架构,以铁路信号领域安全计算机的应用为主题,总结安全计算机在计算机联锁、无线闭塞中心、车载系统的应用情况,研究安全计算机的应用现状和研究热点。研究表明,铁路信号领域安全计算机的研究热点主要集中在表决与同步的设计与实现、安全通信设计、安全评估算法、利用商用现成品和技术(COTS)部件和现场可编程门阵列(FPGA)实现安全需求等方面。
2019, 28(11): 65-69.
摘要:
轨道交通混合变电站仿真系统的建立能够为变电站检修工提供一个有效的培训系统。在建立混合变电站电气设备的三维模型与数学模型基础上,通过模拟车站与列车负载,结合电力调度系统的操作,对变电站进行潮流计算得到各电气设备的电气量,从而模拟实现电气设备的三维浏览及操作,以及供电系统的远控、站控及近控3种控制方式。轨道交通混合变电站仿真系统具有可反复操作、不费材、无危险等特点,对提高培训人员的培训效率能起到重要作用。
轨道交通混合变电站仿真系统的建立能够为变电站检修工提供一个有效的培训系统。在建立混合变电站电气设备的三维模型与数学模型基础上,通过模拟车站与列车负载,结合电力调度系统的操作,对变电站进行潮流计算得到各电气设备的电气量,从而模拟实现电气设备的三维浏览及操作,以及供电系统的远控、站控及近控3种控制方式。轨道交通混合变电站仿真系统具有可反复操作、不费材、无危险等特点,对提高培训人员的培训效率能起到重要作用。
2019, 28(11): 70-74.
摘要:
从不同尺度对城市轨道交通列车运行图进行协调性分析与评估,是实现城市轨道交通网络化运营协调与优化的重要基础。通过选取大量的指标数据进行归纳总结,提取了运营协调决策中的共性需求,构建了适应运营管理的城市轨道交通列车运行图协调性评估指标新体系。基于该指标体系,开发了完整的城市轨道交通列车运行图协调性评估系统,可以对点(车站)、线(运行线)与面(运行图)进行全方位综合评估。以北京市实际路网运营情况为例,在10 s内完成各项指标计算,计算结果得到了北京市交通信息中心与北京地铁运营有限公司的专家认可,可以为列车运行图进一步优化编制提供有效的参考。
从不同尺度对城市轨道交通列车运行图进行协调性分析与评估,是实现城市轨道交通网络化运营协调与优化的重要基础。通过选取大量的指标数据进行归纳总结,提取了运营协调决策中的共性需求,构建了适应运营管理的城市轨道交通列车运行图协调性评估指标新体系。基于该指标体系,开发了完整的城市轨道交通列车运行图协调性评估系统,可以对点(车站)、线(运行线)与面(运行图)进行全方位综合评估。以北京市实际路网运营情况为例,在10 s内完成各项指标计算,计算结果得到了北京市交通信息中心与北京地铁运营有限公司的专家认可,可以为列车运行图进一步优化编制提供有效的参考。
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