检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 969-979页

作者：朱爱红田晓晴何明明兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组... 详细信息

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组方案。其次,根据列车编组方案短编组小间隔控制需求,基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法设计列车自适应控制模型,模型中通过设置奖励函数实现列车多目标控制,通过设计神经网络输出列车最优控制策略。然后,利用Matlab/Simulink仿真平台,以上海地铁2号线2A-2A列车通信协同运行为例,设置其追踪间隔为10 s,搭建加入随机阻力扰动的列车自适应控制模型并进行训练。研究结果表明:列车停车误差为0.1 m,准时误差为0.2 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为180.6 m,满足列车精准停车、速度协同和间隔安全性要求。针对DDPG算法估值过高而导致列车运行速度波动的问题,将神经网络中的Critic网络进行改进,改进后训练仿真表明:列车停车误差为0.03 m,准时误差为0.1 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为181.1 m,列车停车精度和间隔安全性均有提高,且速度波动相对平稳。最后,为验证该控制方法的实时性和安全性,假设前车在意外情况下减速停车,经仿真验证:后车停车误差为1.3 s,停车间隔为220.8 m,满足实时性和安全性的要求。研究成果可为城市轨道交通提供一种灵活匹配客流量的行车编组方案,为新型列控系统列车短编组小间隔运行提供一种安全高效的自适应控制方法。

关键词：新型列控系统大小交路协同运行 DDPG算法自适应控制

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基于超图理论的城市轨道交通超网络级联失效仿真

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系统仿真学报 2024年第12期36卷 2960-2970页

作者：韩紫金钱名军王玺宪张凯悦兰州交通大学交通运输学院甘肃兰州730070 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京110032

为提升城市轨道交通线网的抗毁性能,确保其在面临突发事件时的稳定运行和乘客安全,引入超图理论,构建基于超图的城市轨道交通超网络模型,并建立基于客流加权的非线性负载-容量级联失效模型。针对实际交通网络站点客流疏散过程,从网络层... 详细信息

为提升城市轨道交通线网的抗毁性能,确保其在面临突发事件时的稳定运行和乘客安全,引入超图理论,构建基于超图的城市轨道交通超网络模型,并建立基于客流加权的非线性负载-容量级联失效模型。针对实际交通网络站点客流疏散过程,从网络层面和客流重要度考虑,提出了负载重分配机制。对实际交通网络站点停运时仍可接受负载现象,设计了节点状态判定模型。结果表明:超图分配机制更符合实际交通流传播,介数攻击对网络级联失效影响更大,适当增加节点容量参数可提高网络的鲁棒性,过载能力系数的变化不会对级联失效现象产生影响。

关键词：超网络级联失效轨道交通鲁棒性复杂网络

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基于多智体强化学习的高效率货物列车运行动态调整方法

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铁道学报 2023年第8期45卷 27-35页

作者：蒋灵明倪少权西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

为高效降低货物列车延误的影响,提出基于多智能体强化学习的大规模列车运行计划动态调整方法。与单智能体算法显著不同,该方法提出将上行列车和下行列车设计为两个独立的智能体,进行独立学习与竞争,从而大幅度降低运行计划动态调整的算... 详细信息

为高效降低货物列车延误的影响,提出基于多智能体强化学习的大规模列车运行计划动态调整方法。与单智能体算法显著不同,该方法提出将上行列车和下行列车设计为两个独立的智能体,进行独立学习与竞争,从而大幅度降低运行计划动态调整的算法复杂度。实验结果表明:对于N列货物列车,算法复杂度以指数函数趋势从O(2^(N))降低到O[2^((1+N/2))],计算效率以指数函数趋势提高了2^((N/2-1))倍。以包头—神木铁路万南场—东胜区段为场景(包含22列货物列车和9个车站),测试并统计不同延误扰动下动态调整优化结果:该多智能体方法将计算时间降低至但智能体方法的1%以下。尤其是针对大规模运行计划动态调整(22列车),该多智能体方法基于通用计算机仍可快速获得优化结果,而单智能体方法因计算时间过大(超过3000 d)而无法完成任务。该多智能体强化学习方法对于大规模场景的高效和实时货物列车运行计划动态调整具有重要理论意义和应用价值。

关键词：运行计划动态调整多智体强化学习货物列车计算效率算法复杂度

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基于Agent-CA的继电控制电路逻辑功能仿真研究

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控制工程 2024年

作者：鲁力博杨扬杨明张亚东薛一朴西南交通大学信息科学与技术学院北京全路通信信号研究设计院集团有限公司通信信号设计院

现有继电控制电路逻辑功能仿真方法仅能仿真小规模系统，针对大规模电路面临的逻辑功能仿真困难问题，提出了一种基于Agent和CA的大规模继电控制电路逻辑功能仿真方法。首先，对研究对象进行了形式化描述；然后，提出短通路概念表示局... 详细信息

现有继电控制电路逻辑功能仿真方法仅能仿真小规模系统，针对大规模电路面临的逻辑功能仿真困难问题，提出了一种基于Agent和CA的大规模继电控制电路逻辑功能仿真方法。首先，对研究对象进行了形式化描述；然后，提出短通路概念表示局部电路，定义了高阶短通路的多叉树结构；随后，构建了Agent和CA相结合的继电控制电路仿真模型，设计了Agent内局部电路状态演化控制策略和CA整体演化规则；最后，将该仿真模型运用于继电电路逻辑功能仿真分析软件，以铁路继电集中联锁系统为案例进行逻辑功能仿真，验证方法的正确性。仿真结果表明，所提方法能够有效模拟大规模电路逻辑功能动态过程。

关键词：继电控制电路元胞自动机智能体逻辑仿真

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城市轨道交通多编组列车时刻表和车底周转综合优化研究

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交通运输系统工程与信息 2024年第3期24卷 184-193页

作者：冉昕晨陈坚陈绍宽刘葛辉邹庆茹重庆交通大学智能综合立体交通重庆市重点实验室重庆400074 北京交通大学中国综合交通研究中心北京100044 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

为缓解城市轨道交通高峰客流拥挤,减少平峰运力浪费,本文研究多编组列车混跑场景下的列车时刻表和车底周转综合优化问题。基于动态变化的OD客流需求和多类型的行车资源,以最小化乘客等待时间和列车运行费用为优化目标,以开行列车总数、... 详细信息

为缓解城市轨道交通高峰客流拥挤,减少平峰运力浪费,本文研究多编组列车混跑场景下的列车时刻表和车底周转综合优化问题。基于动态变化的OD客流需求和多类型的行车资源,以最小化乘客等待时间和列车运行费用为优化目标,以开行列车总数、列车时刻表、编组类型、列车出入段情况和车底接续关系为决策变量,考虑时刻表、车底衔接、车底资源、折返线占用和列车能力等约束,构建城市轨道交通多编组列车时刻表和车底周转综合优化模型。根据开行列车总数可变的特点,设计变长度非支配排序遗传算法Ⅱ求解双目标的帕累托集合。以某地铁线路为例进行案例分析,结果表明:相比于单一编组方案,优化的多编组方案可同时降低26.16%和25.75%的乘客总等待时间和列车运行费用;优化后的列车平均满载率增加了1.3%~9.6%,进一步提高了运输能力和客流需求的匹配度。

关键词：城市交通列车时刻表 NSGA-Ⅱ 灵活编组车底周转

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高速列车制动曲线减速度选择方法研究

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铁道标准设计 2023年第4期67卷 164-168,179页

作者：张友兵崔佳诺吴培栋王怀江刘真北京全路通信信号研究设计院集团有限公司安全控制技术研究院北京100070

在采用欧标法计算列车制动曲线时,需对列车速度进行分段,分段内采用固定减速度。当前速度分段内采用最小减速度,以保证行车安全。但采用最小减速度计算列车制动曲线,偏差较大,导致列车追踪间隔加大,降低了铁路运输效率。研究提出速度分... 详细信息

在采用欧标法计算列车制动曲线时,需对列车速度进行分段,分段内采用固定减速度。当前速度分段内采用最小减速度,以保证行车安全。但采用最小减速度计算列车制动曲线,偏差较大,导致列车追踪间隔加大,降低了铁路运输效率。研究提出速度分段内的减速度选择方法,一方面,给出校正系数计算方法,使用校正系数对速度分段内的平均减速度进行校正;另一方面,在制动初始速度所在的速度分段内使用[下限速度,制动初始速度]范围内的平均减速度。仿真计算考虑线路坡度影响,经过计算证明,速度分段内采用校正后的平均减速度计算制动曲线,计算得到的列车制动曲线精度足够高;在保证行车安全的前提下,可以缩短列车追踪间隔,提高铁路运输效率,在行车安全和运输效率两个方面取得双赢。

关键词：高速列车列车控制系统列车制动曲线计算分段式减速度模型速度分段减速度计算

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支持四网融合的列控系统关键技术方案研究

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都市快轨交通 2024年第5期37卷 21-28页

作者：张友兵崔佳诺陈志强王建敏王佳北京全路通信信号研究设计院集团有限公司安全控制技术研究院北京100070

针对干线铁路、城际铁路采用的中国列车控制系统(China train control system,CTCS)系统与城市轨道交通采用的基于通信的列车控制系统(communication based train control system,CBTC)系统互不兼容,阻碍四网融合发展和轨道交通系统整... 详细信息

针对干线铁路、城际铁路采用的中国列车控制系统(China train control system,CTCS)系统与城市轨道交通采用的基于通信的列车控制系统(communication based train control system,CBTC)系统互不兼容,阻碍四网融合发展和轨道交通系统整体运输效率低下的问题,对支持四网融合的列控系统的车载设备、地面设备、重叠区设计、制式切换过程等关键技术进行研究,具体包括列车自动防护技术、列车自动驾驶技术、人机接口技术、列车接口技术的一体化车载设备关键技术,支持列车跨线运行的重叠区地面设备关键技术,支持列车不停车安全、平滑切换制式的重叠区设计技术,并分析列车在重叠区内不停车从CTCS到CBTC制式的互相切换过程。研究结果表明:通过车载设备兼容地面设备实现跨线运行,可以减少地面设备数量,简化系统结构,提高系统安全性、可靠性和可维护性,且具有成本优势;采用一体化车载设备,系统结构简单,设备成本低,对安装空间要求较低,是未来技术的发展方向;提出的兼容CTCS和CBTC的列控系统关键技术可用于指导系统设计、研发和应用,对实现四网融合具有指导意义。

关键词：轨道交通四网融合市域铁路中国列车控制系统(CTCS) 基于通信的列车控制系统(CBTC) 互联互通跨制式运行

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考虑顺序和组合关系的列控车载设备测试序列生成方法

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铁道标准设计 2022年第11期66卷 167-174页

作者：王硕崔佳诺吴培栋张友兵北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

在列控车载设备测试过程中,测试案例之间往往存在顺序关系和组合关系,这些关系在实际测试中具有重要作用。为使测试序列以最小的成本覆盖测试案例集、顺序关系集和组合关系集,提出一种测试序列生成方法。首先,通过在有向图中引入弧的关... 详细信息

在列控车载设备测试过程中,测试案例之间往往存在顺序关系和组合关系,这些关系在实际测试中具有重要作用。为使测试序列以最小的成本覆盖测试案例集、顺序关系集和组合关系集,提出一种测试序列生成方法。首先,通过在有向图中引入弧的关联关系集,提出一种新的弧路径问题—关联弧路径问题,并给出一种基于遗传算法的求解算法。然后,将具有顺序关系和组合关系的测试序列生成问题转化为关联弧路径问题。最后,以CTCS2级列控车载设备模式转换场景中的部分测试案例为例进行验证分析,生成的测试序列能够同时覆盖测试案例集、顺序关系集和组合关系集;与人工+DCPP方法相比能够有效降低测试序列的总成本;与遗传算法相比,本文算法的性能更优。

关键词：列控系统车载设备测试序列测试案例关联弧路径问题生成算法

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基于改进Powell方向加速法的CBTC车-地通信优化

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铁道工程学报 2025年第1期42卷 95-100页

作者：杨骞苏宏升杨建刚刘大为董煜兰州交通大学兰州730070 兰州工业学院兰州730050 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:针对CBTC系统车-地通信过程产生的高时延、系统容量不足等情况,进而引发系统瞬时通信中断的问题,对其影响因素进行分析,提出一种CBTC系统车-地通信性能的优化方案,并通过建模仿真验证其有效性。根据CBTC系统的时变信道不完全... 详细信息

研究目的:针对CBTC系统车-地通信过程产生的高时延、系统容量不足等情况,进而引发系统瞬时通信中断的问题,对其影响因素进行分析,提出一种CBTC系统车-地通信性能的优化方案,并通过建模仿真验证其有效性。根据CBTC系统的时变信道不完全信道状态信息特征,用接收端信噪比低于拟设阈值的概率,即中断概率作为车-地通信性能的评价指标,建立数学模型表述其与轨旁通信节点位置、信道小尺度衰落和列车位置等决策变量的关系,利用改进的Powell方向加速算法对目标函数的解进行迭代优化,得到全局最优解。研究结论:(1)利用降低列车速度、降低车-地信息传输速率、改善通信信道环境等方法,可降低车-地通信中断概率,但寻求轨旁通信节点的最优布置方式是改善CBTC系统车-地通信性能的最佳方案,且成本最低;(2)与随机搜索方法相比,通过改进的Powell方向加速算法求解模型中的无约束优化问题,展现出高效性,收敛速度比随机搜索快80%以上;(3)通过优化中断概率,可为提升CBTC系统车-地通信性能提供理论指导,为城轨施工轨旁通信节点设置问题提供解决方案。

关键词： CBTC 车-地通信不完全信道状态信息信噪比中断概率改进的Powell方向加速算法

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铁路线路安全环境管控平台及试点应用

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中国铁路 2024年第1期 169-174页

作者：张乐军马一丹庄文林高源中国铁路济南局集团有限公司电务部山东济南250000 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司通信信号设计院北京100070

为满足铁路对外部环境、防洪防汛、险情、灾情、反恐治安等安全防范领域的高标准需求,国铁集团规划在全路统一建设“线路安全环境管控平台”。以济南局集团公司管控平台试点项目为例,梳理济南局集团公司既有视频监控系统现状,并深入剖... 详细信息

为满足铁路对外部环境、防洪防汛、险情、灾情、反恐治安等安全防范领域的高标准需求,国铁集团规划在全路统一建设“线路安全环境管控平台”。以济南局集团公司管控平台试点项目为例,梳理济南局集团公司既有视频监控系统现状,并深入剖析传统视频监控模式存在的问题;对管控平台国铁集团、铁路局集团公司2级架构建设模式进行论述,主要包括具体实现方式以及平台各功能模块;提出管控平台试点项目的建设方案,并总结先行试点应用中的不足,为后续全路全面推广和完善管控平台建设提供参考。

关键词：铁路线路巡防线路安全环境管控平台视频监控系统建设方案

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