检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2025年第2期47卷 83-91页

作者：郁文斌邱兆阳北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100073

针对铁路信号系统列控设备的安全软件提出一种基于扩展有限状态机的测试验证方法,此形式化方法可有效地应用于铁路信号控制软件的自动化测试技术中。通过对信号安全软件与外部设备的信息交互流程与其应用功能需求间映射关系的特征分析,... 详细信息

针对铁路信号系统列控设备的安全软件提出一种基于扩展有限状态机的测试验证方法,此形式化方法可有效地应用于铁路信号控制软件的自动化测试技术中。通过对信号安全软件与外部设备的信息交互流程与其应用功能需求间映射关系的特征分析,构建出一个基于应用协议的铁路信号事件扩展有限状态机。此扩展状态机能够识别出根据需求定义的预期测试判定序列是否符合软件的实现,从而发现软件的潜在错误。另外,还给出扩展状态机的核心算法以及原理实现,开发出对应的测试验证系统。最后,选取临时限速服务器设备,通过实验验证应用此方法后与未使用此方法前的判定效果,并进行对比分析,结果表明提出的铁路信号扩展有限状态机模型能够正确有效地对设备安全软件进行符合性测试,具有准确率高、可靠性高、性能稳定等优点。

关键词：铁路信号软件形式化状态机符合性测试自动化

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支持多网融合的市域铁路列车控制系统研究

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铁道工程学报 2024年第5期41卷 61-66,72页

作者：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

研究目的:市域(郊)铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的轨道交通服务,正朝着网络化、公交化、智能化快速发展。市域(郊)铁路作为干线铁路、城际铁路与城市轨道交通连接的纽带... 详细信息

研究目的:市域(郊)铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的轨道交通服务,正朝着网络化、公交化、智能化快速发展。市域(郊)铁路作为干线铁路、城际铁路与城市轨道交通连接的纽带,需要市域(郊)铁路列车控制系统兼容CTCS制式和CBTC制式,支持列车在CTCS线路和CBTC线路之间不停车跨线运营,推动干线铁路网、城际铁路网、市域(郊)铁路网、城市轨道交通网“四网融合”,实现轨道交通网络互联互通,提高区域总体运能,提升旅客服务质量。研究结论:(1)建议CTCS与CBTC设置重叠区,两个系统的地面设备增加接口,支持列车跨线运行;(2)建议研制兼容CTCS和CBTC的车载设备,通过车载设备适应CTCS线路的地面设备和CBTC线路的地面设备,支持跨线运行;(3)对于建设工期紧张且车辆安装空间充足的项目,可以采用分体式车载设备,系统成熟可靠,易于开发实现;(4)对于建设工期宽松且车辆安装空间有限的项目,可采用一体式车载设备,系统集成度高,节约成本,易于安装;(5)本研究成果可为存在CTCS和CBTC跨线运营的市域铁路信号系统的系统研制、工程设计、建设实施提供参考和借鉴。

关键词：市域铁路 CTCS CBTC 多网融合跨线运营

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市域铁路列车自动折返效率提升方法研究

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铁道标准设计 2024年第5期68卷 165-169,188页

作者：崔佳诺北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应... 详细信息

市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务。为提高运输效率,市域铁路要求列控系统满足3 min追踪间隔,而站后折返间隔成为缩短追踪间隔、提高运输效率的最大障碍。应用于莞惠城际的CTCS2+ATO列控系统虽然具备半自动折返功能,但无法满足市域3 min的站后自动折返间隔要求。CTCS2+ATO列控系统应增加自动折返功能,以满足市域铁路需求。建议车载ATP实现快速换端、快速启机,减少换端过程耗时;建议车载ATO实现快速发车、快速运行、快速停车,减少运行过程耗时;建议CTC实现自动办理折入进路、自动办理折出进路,减少进路办理耗时;建议为不同编组列车设置不同的停车点,提升不同编组列车的折返效率;建议优化折返站的车站股道有效长和车站咽喉区长度,尽量减小折返进路长度,提升折返效率。通过以上改进措施,经过实验室验证,可以满足市域铁路的3 min折返间隔要求。

关键词：市域铁路列车控制系统列车自动防护列车自动驾驶自动折返快速启动

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市域铁路车站股道有效长优化研究

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铁道工程学报 2025年第3期42卷 65-69页

作者：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

研究目的:市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务,因此有些市域铁路车站修建在城市地下或高架线路上。股道有效长度直接影响着铁路车站建设的工程投资额、土地资... 详细信息

研究目的:市域铁路是适用于都市圈中心城市城区连接周边城镇组团的轨道交通系统,提供公交化、大运量、快速便捷的交通服务,因此有些市域铁路车站修建在城市地下或高架线路上。股道有效长度直接影响着铁路车站建设的工程投资额、土地资源利用率等。本文通过分析高速铁路、城际铁路股道有效长度的组成,结合国内延续进路原理和ETCS保护区段原理,提出市域铁路缩短股道有效长方案和股道有效长设计方案。研究结论:(1)接车进路设置保护区段,列车进站停车时,以保护区段末端为行车许可终点,提高进站停车效率;(2)列车进站停稳停准后,车载设备将行车许可终点回撤到出站信号机,并向地面设备报告停稳停准信息,地面设备自动解锁保护区段,降低保护区段锁闭时间,减小对车站其他进路的影响;(3)该方案可将市域铁路到发线有效长度缩短到270m,对减小市域铁路车站规模、降低工程投资具有重要意义,可为类似工程提供借鉴和参考。

关键词：市域铁路到发线有效长度列车控制系统

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重载群组列控系统安全计算机国产芯片替代关键技术研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：丁欢戴鹏飞黄彬彬北京全路通信信号研究设计院集团有限公司

为解决重载群组列控系统装备安全计算机平台国产芯片替代的问题。制定了安全计算机平台全部采用国产芯片的总体目标，使用平台构建的列控设备具备在役设备的整机级替代能力。分析总结了安全计算机平台进行国产芯片替代的三个难点，进而... 详细信息

为解决重载群组列控系统装备安全计算机平台国产芯片替代的问题。制定了安全计算机平台全部采用国产芯片的总体目标，使用平台构建的列控设备具备在役设备的整机级替代能力。分析总结了安全计算机平台进行国产芯片替代的三个难点，进而提出了解决问题的关键技术措施。构建模型论证了电路单元采取异构设计是降低共因故障的直接且有效的方式。通过异构设计的方法，解决了国产芯片可选种类少的问题，从而保证平台安全性不降低。通过全面降额设计的方法加强平台的可靠性设计，并采用高加速寿命试验等加强验证措施寻找器件、设计等方面的潜在缺陷，解决了国产芯片一致性不高的问题。通过平台内系统级和单板级优化设计，研制车地统一平台，降低列控装备国产芯片替代难度。采用上述技术措施，成功解决了替代的难点问题，完成了基于国产芯片的安全计算机平台的研制。研制的基于国产芯片的安全计算机平台通过了测试和安全认证，在重载群组列控系统中的群组控制中心、群组临时限速服务器和群组ATP设备中得到成功应用，实现了重载群组列控系统装备底层软硬件完全自主可控。研制的安全计算机平台具有通用性，能够满足高铁、地铁等领域车、地多种列控装备应用需求。研究结果为彻底实现我国列控装备的软硬件完全自主可控和保障铁路安全营运提供参考。

关键词：重载群组控制列控系统安全计算机平台国产芯片替代技术

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面向铁路应用场景的下一代通信承载网网络分片技术及应用方案

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中国铁路 2024年第8期 19-25页

作者：高源北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

在5G网络中,承载网网络分片是实现多样化应用场景中差异化系统及业务综合承载的关键特征之一,将单一物理网络逻辑化分片为多张网络,意图通过多张分片网络应对和满足铁路通信应用场景中复杂业务的差异化服务质量要求,其优势为在平滑无感... 详细信息

在5G网络中,承载网网络分片是实现多样化应用场景中差异化系统及业务综合承载的关键特征之一,将单一物理网络逻辑化分片为多张网络,意图通过多张分片网络应对和满足铁路通信应用场景中复杂业务的差异化服务质量要求,其优势为在平滑无感兼容现有网络业务的基础上,具备高效灵活的新型业务快速部署与开通运行能力。围绕下一代通信承载网的网络分片技术进行深入探析,结合铁路应用场景中对网络分片的需求驱动,研究面向铁路应用场景的下一代通信承载网网络分片的分片架构和应用方案,为铁路5G-R建设时网络分片的应用部署提供参考。

关键词： 5G-R 通信承载网网络分片灵活以太网虚拟化

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CTCS系统增加平交道口监控功能的系统方案研究

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铁道工程学报 2022年第5期39卷 80-84,113页

作者：张友兵崔佳诺王建敏陈志强张国振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:平交道口是铁路和公路的交叉路口,对平交道口进行有效管理和安全监控,可以提高平交道口安全和通过效率。国内现有的平交道口技术存在自动化程度低、效率低下等问题,且CTCS系统未将平交道口监控作为系统功能的一部分,CTCS系统... 详细信息

研究目的:平交道口是铁路和公路的交叉路口,对平交道口进行有效管理和安全监控,可以提高平交道口安全和通过效率。国内现有的平交道口技术存在自动化程度低、效率低下等问题,且CTCS系统未将平交道口监控作为系统功能的一部分,CTCS系统和平交道口系统存在割裂,降低了平交道口的安全性和通过效率。本文借鉴ETCS系统平交道口安全防护方案,提出CTCS系统增加平交道口监控功能的系统方案。研究结论:(1)CTCS系统增加平交道口监控功能,车载设备实时向地面设备报告列车位置和速度,地面设备在合理时机关闭平交道口,可缩短平交道口关闭时间,提高平交道口道路通过能力;(2)地面设备将平交道口信息发送给列车上的车载设备,车载设备对平交道口限速进行安全监控,可降低司机劳动强度,避免人为失误,提高平交道口安全监控自动化水平和安全水平;(3)本研究成果可为CTCS系统增加平交道口监控功能提供借鉴。

关键词：中国列车防护系统欧洲列车控制系统平交道口

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基于虚拟编组的列车控制系统研究

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铁道工程学报 2022年第3期39卷 94-100页

作者：张友兵刘岭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:铁路闭塞技术从固定闭塞、准移动闭塞发展到移动闭塞,列车追踪间隔越来越小,提高了铁路运输效率,但是既有的闭塞技术均基于假设前方列车静止的理念而进行行车控制。即使采用行车效率最高的移动闭塞技术,后车与前车的追踪间隔... 详细信息

研究目的:铁路闭塞技术从固定闭塞、准移动闭塞发展到移动闭塞,列车追踪间隔越来越小,提高了铁路运输效率,但是既有的闭塞技术均基于假设前方列车静止的理念而进行行车控制。即使采用行车效率最高的移动闭塞技术,后车与前车的追踪间隔也至少包含一个紧急制动距离和保护距离,而现有高铁列车运行速度早已突破300 km/h,高速运行时的紧急制动距离很长,导致后车与前车的追踪距离很长。要想进一步缩短列车追踪距离,提高运输效率,就要突破既有闭塞技术的假设前方列车静止的固有理念,研究和设计未来列控系统的控车原理和关键技术。本文在研究既有闭塞技术的基础上,提出基于虚拟编组的列车控制系统的关键技术和控车策略。研究结论:(1)基于虚拟编组的列车控制系统中,前车和后车建立车车通信,后车根据前车的实时速度、位置等状态信息计算动态安全追踪距离,大大缩短前后车追踪距离,提高运输效率;(2)基于虚拟编组的列车控制系统需要具备车车通信、列车完整性检查、列车精确定位、动态安全追踪距离计算、自动追踪运行等关键技术,以实现安全且高效的列车追踪运行;(3)提出前后车的追踪策略,基于前后车的实时状态,后车自动加速、减速或匀速运行,实时调整前后车的追踪状态,实现虚拟编组;(4)本研究成果可为未来列车控制系统的控车原理和关键技术研究提供参考。

关键词：列车控制系统固定闭塞移动闭塞虚拟编组车车通信动态安全追踪间隔

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基于数据-知识协同驱动的轨道电路故障诊断策略

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铁道科学与工程学报 2024年第12期21卷 5276-5288页

作者：李夏洋刘倡杨晓锋李智宇于天剑北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100073 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

随着我国铁路运营规模的快速扩大,轨道电路及与其相互关联的铁路设备呈现爆发式增长,轨道电路维护难度日益增加。为满足轨道电路运营维护的市场需求,克服单一模型训练机制下难以充分挖掘多源状态监测数据反映的多维度失效特征信息的难题... 详细信息

随着我国铁路运营规模的快速扩大,轨道电路及与其相互关联的铁路设备呈现爆发式增长,轨道电路维护难度日益增加。为满足轨道电路运营维护的市场需求,克服单一模型训练机制下难以充分挖掘多源状态监测数据反映的多维度失效特征信息的难题,基于轨道电路的工作原理和现有的监测数据,提出一种跨专业的数据-知识协同驱动的故障诊断策略。首先提出一种多源数据融合的故障诊断算法,进行数据级诊断决策。选取轨道电路本区段的功出电压及电流、发送端及接收端模拟网络电缆侧电压和电流、主轨出及小轨入电压、发送端及接收端调谐匹配单元E1E2处电流、发送端及接收端调谐匹配单元V1V2处电流作为多源特征量,采用SMOTE数据增强算法解决各故障模式下数据样本分布不平衡的问题,利用基于CatBoost的多特征集成学习算法初步构建轨道电路故障诊断模型,并采用网格搜索算法和10-折交叉验证法对故障诊断模型的超参数优化,实现轨道电路系统故障区域定位和故障类型识别。在此基础上,结合多专业监测数据,根据专家知识进行知识级专家决策,实现轨道电路系统跨专业故障诊断。最后将该算法用于ZPW-2000A轨道电路系统进行算例分析,实现了轨道电路系统跨专业的故障诊断,验证了该算法的有效性。研究结果为解决轨道电路跨专业故障诊断提供了有效的解决方案,推动了维修模式向预防性“状态修”转变的进程。

关键词：故障诊断数据驱动跨专业轨道电路铁路信号基础装备

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中低速磁浮列车制动过程的时滞补偿预测控制

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铁道科学与工程学报 2024年第2期21卷 735-747页

作者：崔俊锋王长远王琦周艳丽熊光华杨辉北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070 华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013

中低速磁悬浮列车制动过程中具有非线性强、时滞大、时滞特性难处理等特性,传统列车制动控制方法难以实现对磁浮列车制动过程的精准速度控制。为解决中低速磁悬浮列车制动过程的时滞问题,提高制动控制精度,提出一种中低速磁浮列车制动... 详细信息

中低速磁悬浮列车制动过程中具有非线性强、时滞大、时滞特性难处理等特性,传统列车制动控制方法难以实现对磁浮列车制动过程的精准速度控制。为解决中低速磁悬浮列车制动过程的时滞问题,提高制动控制精度,提出一种中低速磁浮列车制动过程的时滞补偿预测控制方法。首先,根据中低速磁悬浮列车实际运行数据,利用带有遗忘因子的递推最小二乘法辨识列车模型参数,建立列车自回归模型。然后,根据得到的受控自回归积分滑动平均模型和Smith预估器构建带时滞补偿的广义预测控制器并分析其控制律更新过程,实现对中低速磁悬浮列车制动过程的纯滞后补偿,降低列车制动过程中时滞特性的影响。最后,基于某磁浮线现场数据,以中低速磁悬浮列车制动过程为被控对象进行实验仿真,并比较时滞补偿广义预测控制方法与传统广义预测控制方法对于中低速磁悬浮列车制动过程速度跟踪控制的效果。仿真结果表明:所设计的时滞补偿广义预测控制器能够以更高的精度实现对中低速磁悬浮列车制动过程的速度跟踪,且与传统广义预测控制方法相比,系统跟踪误差更小并具有更好的控制性能。所提出的时滞补偿广义预测控制算法不仅解决了中低速磁悬浮列车制动过程的时滞问题,而且有效提高了列车制动控制的精度,验证了该方法的有效性。

关键词：中低速磁悬浮列车制动过程时滞补偿广义预测控制 Smith预估器

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