基于多维可预知特征的TCN-LSTM城轨短期客流预测

地铁客流量波动受众多因素影响,准确的客流预测数据有利于制定更高效的行车控制方案和客流管控方案。为提高客流预测精度,提出一种基于多维可预知特征的时序卷积神经网络-长短期记忆神经网络模型(TCNLSTM)地铁短期客流预测方法。考虑外部因素的影响,引入Spearman相关系数分析并提取日期、天气等可预知特征及其状态集,以提升预测精度,缩小特征空间,克服了冗余特征数据导致的模型过于复杂问题;通过融合时序卷积神经网络(TCN)提取的客流时间序列特征和可预知特征状态集构建了长短期记忆神经网络(LSTM)层输入,组合模型学习客流与外部影响因素的长短期依赖,从而实现常规日、节假日、不同天气等多场景下的短期客流预测。基于某西南城市地铁刷卡交易数据,对比差分整合移动平均自回归模型(ARIMA)、TCN、LSTM及TCN-LSTM模型的短期客流预测结果,得出组合模型的总体平均绝对误差(MAE)值比其他方法低27%~48%,均方误差(MSE)值低13%~35%,平均绝对百分比误差(MAPE)值低2.8%~6.7%,上述3项指标均表明TCN-LSTM模型的客流预测效果更好。此外,对比实验表明通过融入提取的可预知特征数据,TCN-LSTM模型在测试集上的预测误差评价指标明显降低,所提方法能有效提高地铁短期客流预测精度。

单列高速列车运行仿真模型与算法

根据高速铁路线路特性,构建线路的3层节点网络模型。第1层描述车站和区间,第2层描述车站中心点、车站与区间的分界点和线路限速变化点及连接这些点的线路,第3层描述线路实际属性变化点及连接这些点的线路。鉴于高速动车组具有动力分散、质量均衡分布的特点,将动车组视为质量均匀且具有动力的绳体,创建高速动车组绳体模型。以动车组通过变坡点和变曲率点为例,分析动车组的受力状态,推导出对应的列车加速度计算公式。提出一种基于预推演的高速列车运行仿真算法。依据建立的线路模型、列车模型和仿真算法,开发了单列高速列车运行仿真系统。通过实例仿真验证了仿真模型与算法的准确性和实用性。

基于服务网络动态配流的直达列车开行方案优化编制方法

将编组站视为服务网络的节点,编组站间可开行的直达去向视为节点间的有向弧(方案弧),并将该直达去向车流的集结时间和旅行时间之和作为方案弧的旅行费用;将服务网络节点进一步分解成入流节点和出流节点,由此区分车站的始发、终到和通过车流;在入流节点与出流节点之间构造1条有向弧(解体弧)供通过车流解体使用,并将车流的解体时间作为解体弧的旅行费用;从而将直达列车开行方案转化为服务网络。以全服务网络车流总旅行费用最小为目标函数,构建服务网络动态配流优化模型。基于动态配流算法求解模型,实现服务网络车流量的平衡。此时服务网络中有车流量的方案弧表示对应编组站间应开行直达列车,从而得到优化直达列车开行方案。以某地区铁路网络为例,验证了方法的可行性和有效性。

基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法研究

定义存在于高速铁路列车运行图运行线间的使列车无法在适当功率下运行的软冲突问题,该问题使用既有列车运行图规划方法难以有效解决。分析软冲突形成的机理及其影响,论证牵引供电与列车群一体化仿真计算方法能较好解决软冲突问题,即利用牵引供电计算实现列车运行图软冲突的检测,基于该检测结果进行列车仿真运行调整,从而实现对软冲突的剔除。一体化仿真方法不仅能实现高速列车运行图软冲突的疏解,同时也能得出列车运行过程的操纵策略,并解决了交流牵引供电仿真计算中的某些难点问题。选用我国某一高速铁路线路为例,验证基于牵引仿真的列车运行图软冲突疏解方法。

基于Bezier函数的列车特性曲线数据处理方法研究

在列车运行计算领域,对列车特性曲线数据处理方法的研究一直得不到应有的重视,因此利用插值法求解列车特性数据的方法沿用至今.本文研究了插值法计算列车特性数据的误差及其影响.对比分析了Bezier曲线与列车特性曲线特点,得出可用Bezier曲线拟合列车特性曲线,并提出一种基于Bezier函数的列车特性曲线数据求解方法.该方法是通过人机交互方式,运用Bezier曲线拟合列车特性曲线,该Bezier曲线对应的Bezier函数为列车特性曲线的拟合函数.用该拟合函数求解列车特性数据,计算速度与精度均明显提高.最后对CRH3型动车组的牵引特性曲线作了实际拟合,得出的结果令人满意.

大型铁路客运站大客流预警及应对方案设计——以北京西站为例

铁路客运站作为旅客集散地,出入站客流量会因为节假日、大规模列车晚点或停运等突发事件出现大规模聚集。当车站出现高密度客流时,若未能及时采取有效的应对措施,极易出现踩踏等事故。为应对车站大客流情况,首先制定了黄、橙、红三级预警机制。其中黄、橙预警用于应对车站高密度客流情况,而红色等级预警则用于应对短时间内车站需迅速疏散客流的紧急情形和大量客流长时间无法乘车离开的情形。最后重点研究了基于不同等级预警的应对方案。所提出的大型客运站大客流预警与应对方案实际应用于北京西站,经过多次春运和暑运检测,起到了良好的效果。

高速列车运行仿真系统研究

遵循面向对象的软件工程的思想和方法,详细描述高速列车运行仿真系统的需求分析和结构设计过程、主要功能模块及其系统的特点。基于Visual C# 2010平台,开发出高速列车运行仿真软件,系统的成功实施标志着高速铁路列车运行仿真解决方案是可行的。

高速铁路大站作业计划鲁棒性链式优化研究

提出运用作业链来描述高速铁路车站中列车作业全过程,重点研究高速铁路车站技术作业计划鲁棒性优化问题。基于给定车站列车到发时刻表,在不改变列车到发时序的前提下,通过优化所有列车作业链的空间资源序列,同时考虑有调车作业列车的调车时机,从而一体化地优化列车作业与调车作业,降低列车间的相互影响,提高作业计划鲁棒性。具体方法是以列车间总冲突系数最小为优化目标,建立基于列车时-空资源占用函数的模型。设计改进的GRASP算法求解模型,优化随机特性参数α的设置,并增加路径重连过程。开发高速铁路列车运行计划网络协同辅助决策支持系统中的车站作业子系统,并以北京南站高速场的实际数据做实例分析,验证模型与算法的可行性,实验结果表明,改进算法可提高求解适应性和效率,提升车站技术作业计划的鲁棒性。

相同径路的高速列车运行图编制方法

在给定同一径路上列车的种类、数量和停站方案情况下,以列车运行线占用运行图的时间最少为优化目标,建立以列车区间运行时间、列车追踪间隔时间、停站时间和越行要求为约束的列车运行图数学模型。对模型求解时,基于分层铺画的思想,通过建立始发站最小出发时刻差值矩阵,并利用遗传算法先确定近似最优的高速度等级列车的开行顺序并铺画其运行线,在此基础上选择中速度等级列车并铺画其运行线,并用"部分平移+更新冲突"的方法疏解高速度等级列车与中速度等级列车之间的冲突。以京沪高铁部分下行列车的运行图编制为例,验证了该方法的可行性,而且能够有效提高列车的旅行质量。

基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统

由实物模型子系统、控制子系统和智能调度子系统搭建基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统。采用实物微缩模型与抽象模型相结合的方法,构建列车运行控制过程的半实物仿真环境及仿真算法;基于DxdcNet/LocoNet通信协议,定义用于各子系统间数据交互的数据格式及通信协议;采用C#编程语言编制相关系统软件。对以京津城际铁路为背景搭建的基于运行图驱动的列车运行控制半实物仿真系统进行测试,结果表明:可以直观地仿真三显示、四显示和准移动闭塞模式下的列车运行全过程,在1h内完成全日运行图的行车组织过程演练并获取相关数据,为列车运行计划的编制和安全实施提供科学依据。该系统已投入实际使用,并在调度指挥教学、运行图动态性能检测等方面均取得了良好效果。

高速列车追踪运行过程仿真方法研究

以高速列车追踪运行前后车关系为出发点,应用仿真技术对高速列车追踪运行过程仿真进行研究,以验算区间安全间隔时间、信号系统的通过能力等。在列车追踪通用模型基础上,对固定闭塞、准移动闭塞及移动闭塞下的列车追踪运行过程约束进行研究,并主要针对追踪运行中前行列车对后行列车的影响构建高速列车追踪运行仿真模型,设计了相应的计算机仿真算法并进行编程实现。最后,以准移动闭塞和移动闭塞下列车以300 km/h运行条件下的实例仿真结果,对本文采用的高速列车追踪运行过程仿真方法的有效性进行了验证。

大秦线3万t重载列车救援组织方案

在阐述国内外铁路事故救援研究情况的基础上,针对大秦线特殊重载列车开行特点,分析重载铁路列车事故救援特点及重载铁路列车事故救援与处理情况,提出特殊条件下的事故救援组织,从事故致因及预防等方面探讨路基路面下沉、钢轨损伤及机车车辆故障等因素对重载列车事故的影响,并分别制订适用于重载列车行车事故的救援组织方案,为大秦线开行?3?万?t?重载组合列车提供安全保障。

基于有限理性约束的自适应人群疏散仿真模型

为有效提高人群拥堵时的疏散模拟精度,基于社会力模型和有限理性约束,提出一种自适应人群疏散仿真模型。该模型改进了传统社会力模型中行人自驱动力的期望方向和期望速度,对避障情况下行人的最优运动方向和速度进行自适应计算,同时引入有限理性路径决策机制,更为准确地描述行人在拥堵状态下的路径选择行为。结果表明:所提出的模型是可行有效的,行人的有限理性约束在人群密度较大的时候表现出疏散优势,更加符合真实情况下的人群疏散过程。

轨道交通网络列车运行计划一体化编制理论框架研究

以城市轨道交通线网运营特征分析为基础,对网络列车运行计划一体化编制内涵进行界定;以运行计划编制原则和已知条件为基础,对城市轨道交通网络列车运行计划一体化编制的关键问题进行探讨;将线网上只关注本线运能供需协调策略实现的线路独立性运行计划编制进行整合,给出一体化编制机制及流程,提出一体化编制理论框架。最后,以北京地铁为例,对城市轨道交通网络列车运行计划一体化编制理论框架的应用进行说明。

抓质量保安全应树立三种理念

近年来,随着质监系统的地位和作用日益提高,政府、社会和百姓对质监部门的要求和期望值也越来越高,面对新的形势、新的考验和新的要求,需要我们质监人克难攻坚,创新思维,走出新路来,更好地服务当地经济社会发展。在充分发挥职能,履职尽责的同时,笔者认为做好当前质监工作,应树立起三种理念。树立＂不差钱＂理念一是在服务基层、服务企业方面,在牢固树立＂监管是首要职责＂的前提下,在实现对企业的真帮扶中树立＂不差钱＂理念。

如何增强新时期质监工作的有效性

质监部门作为重要的经济监管部门,随着职能的拓展,责任的增强,在经济发展和社会生活中发挥着越来越不可替代的重要作用。如何做好新形势下的质监工作,打造我们质监人自己的品牌,真正让政府信赖、企业欢迎、百姓拥护,社会赞誉,

太原局C80E型敞车运用的组合分解站设置研究

为提升运输效率,太原铁路局将把C80E通用型敞车运用考验范围扩大至全局。太原铁路局北区为重载线路,而南区为非重载线路,因此对于跨区运行的列车需要进行组合分解。在分析组合分解站设置影响因素的基础上,构建了重载列车组合分解站P-中值选址模型;然后根据求解结果,选择了韩家岭站和宁武站作为C80E万吨重载列车的组合分解站,并对其需要的改扩建方案和任务分工进行了简要介绍。

城市轨道交通行车突发事件应急处置辅助决策系统研究与实现

为协助城市轨道交通运营部门处理行车突发事件,研究并开发了城市轨道交通行车突发事件应急处置辅助决策系统。在行车突发事件发生时,系统能够通过自动判断或事故参数的手动输入快速获取事故信息,自动生成行车突发事件下的列车运行计划调整方案,为行车突发事件期间的列车合理周转提供参考;同时,系统会自动根据新生成的列车运行调整方案进行行车突发事件下的线网客流预测,并将预测结果在线网图上进行可视化展示,为行车突发事件期间线网客流组织与疏导提供数据支持,实现降低行车突发事件带来的损失与影响的研究目标。以成都地铁3号线为例,通过对系统的实际操作,验证了系统在行车突发事件下的列车运行计划调整与线网客流预测与展示功能。

城市轨道交通列车运行图协调性评估体系构建与系统研究

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。

基于双优化流线的城轨车站客流仿真系统设计与实现

为准确掌握城轨车站内部客流动态变化趋势,设计并实现了基于双优化流线的城轨车站客流仿真系统。系统通过改进传统社会力模型中自驱动力的期望方向和期望速度,计算乘客的碰撞行为对局部流线的影响,实现了局部流线的动态优化;通过设计全局流线可扩展分层结构,判别多源节点属性,实现了全局流线的优化;通过搭建车站二维场景,实现车站仿真动画展示及客流数据统计,直观展示客流瓶颈区域。以某城市地铁站为例,应用客流仿真系统对其客流情况进行仿真推演。仿真结果表明:系统可有效仿真推演车站常态运营日客流趋势,统计并展示各类客流数据,提高站内客流可视化分布效果,为掌握客流拥堵点及实施客流管控方案提供数据支撑。