面向城市轨道交通列车控制系统的车车通信技术探讨

面向轨道交通列车运行控制系统,重点探讨系统中的车车通信技术。介绍基于车车通信的列车运行控制系统的基本原理及其关键技术,调研当前主流的基于逻辑点对点和物理点对点的车车通信技术,并结合城市轨道交通车车通信典型运行场景,对车车通信距离进行建模仿真计算与分析。仿真结果表明:在非隧道区域内,车车直接通信距离,1.8 GHz下约为765.7 m,1.4 GHz下约为923.6 m;在隧道区域内,车车直接通信距离,1.8 GHz下约为511.3 m,1.4G Hz下约为724.8 m,若车车距离超过该范围应采用逻辑点对点通信方式。本研究旨在为下一代城市轨道交通中的车车通信系统设计和技术应用提供借鉴和理论基础。

基于深度Q网络的城市轨道交通协同限流方法

为解决城市轨道交通高峰小时区间满载率过高的问题,本文提出一种基于深度强化学习的城市轨道交通协同限流控制方法。该方法利用历史客流数据建立线网层面的限流仿真环境和智能体模型,以区间满载率为状态,以限流策略为动作,以客流体验为奖励,通过多轮强化学习训练产生最优的限流方案。随后利用北京地铁线网数据构建仿真实验并验证了该方法的有效性。仿真结果表明,协同限流方法可以有效降低断面客流量,缓解高峰小时区间拥挤程度,提高乘客出行舒适度。

基于改进MPC的重载铁路移动闭塞系统下列车编队控制方法研究

列车编队控制是城市轨道交通移动闭塞系统下一种提升输送能力的重要手段。针对重载列车载重大、编组长、操控难度大的特点,提出一种重载移动闭塞系统下基于改进MPC的重载列车编队运行控制方法。首先建立基于多质点模型分布式控制结构的重载列车编队模型,然后通过增加自适应反馈环节改进MPC方法,并引入0-1指标变量处理非线性函数,进一步求解混合整数的二次型优化问题,最后采用朔黄重载移动闭塞系统下的实际线路数据和列车数据进行仿真,可得到最大速度误差为0.465 km/h,最大间隔误差为1.899 m,且误差分布聚集在零点附近。仿真结果表明:提出的基于改进MPC控制方法能够满足重载移动闭塞系统下编队控制精度要求,该控制方法是有效的。

城市轨道交通同站台换乘设计与应用研究

同站台换乘是一种重要的城市轨道交通换乘方式,由于其能够提高乘客换乘的效率和舒适度,因此受到广泛关注。文章在阐述城市轨道交通换乘方式及优缺点的基础上,首先对同站台换乘的应用价值进行介绍并对相关技术研究进行综述;然后概述同站台换乘车站设计形式、优缺点以及面临的挑战,并以香港地区地铁为例分析2个同站台换乘设计的典型案例;最后提出同站台换乘车站规划设计的相关建议,以期为城市轨道交通同站台换乘的研究和实践提供参考。

支持虚拟编组技术的列车运行控制系统方案研究

[目的]随着城市轨道交通网络化发展,线网客流时空分布不均衡的特性逐渐凸显,既有列车固定编组方式难以实现“按需运输”。为充分利用线路运力,需研究新一代列车运行控制系统。[方法]提出了一种支持虚拟编组技术的列车运行控制系统设计方案,并从列车运行逻辑控制、线路资源管理及调度指挥机制等方面分析了支持虚拟编组技术的列车运行控制系统与传统列车运行控制系统的性能差异;介绍了虚拟编组的关键技术;为实现虚拟编组技术在工程项目中的应用,提出了在项目规划和设计阶段,针对虚拟编组列车停车区域、正线站台区域及站台门接口等方面需要考虑的工程设计内容。[结果及结论]车车通信架构为虚拟编组技术的实现提供了更合理的系统架构设计基础;基于“撞软墙”模型协同运行控制及智能感知的列车运行控制是虚拟编组列车运行控制系统的关键技术。随着虚拟编组技术的大规模应用,列车运行控制系统能够在客流变化时快速调整在线列车编组长度,提高了运输组织的灵活性,提升了乘客服务水平。

一种适用于多列车虚拟编组控制系统的列车定位误差估计方法

[目的]虚拟编组技术对列车定位精度和准确性的要求极高,传统定位技术手段难以满足虚拟编组SIL4(安全完整性等级为4级)的安全需求,因此有必要对定位算法进一步研究,估算出更加精确的定位误差包络,缩短虚拟编组追车距离,提高编组安全性。[方法]基于传统列车定位技术,将定位过程拆分为列车测速、测距与初始定位3个部分,基于定位过程各部分中所存在的误差因素,提出一种新的列车定位误差包络计算方法,采用数理推导的方式,分别对各类误差因素进行推导计算,得到定位过程各部分的上下界包络。[结果及结论]所提方法充分考虑了列车测速、测距与初始定位中的误差因素,使得定位误差上下界包络更加精确,降低传统定位误差计算的保守性,同时所提方法能够满足SIL4要求,满足虚拟编组控制系统在近距离追车场景下的安全需求,并进一步缩短追车距离,提高运输效率。

基于智能感知的列控系统后备运行方案研究

在采用CBTC系统的城市轨道交通线路上,当车-地无线通信设备或者地面ATP设备故障时,列车通常转为由后备系统控制行车。后备系统下列车追踪前车的方式决定了系统的运行能力,进一步决定了故障恢复时间以及对运行系统的影响严重程度和范围。该文通过一起故障分析了点式系统存在的不足,并分析了基于列车主动感知系统的追踪方案,说明基于主动感知的后备运行系统在高运行密度的线路上可具有更小的追踪间隔,并能减少列车下线,有效提高故障情况下的乘客服务水平。

一种基于全电子联锁的站台清客控制方法

以全电子联锁系统为蓝本,提出了一种轨道交通基于全电子联锁系统实现站台清客的控制方法,其克服了现有计算机联锁中存在的继电器检查工作量大,施工维护复杂,又结合目前轨道交通全自动运行线路中站台清客控制方法中存在的问题进行了改进,从运营实际需求出发,制定详细的站台清客运营规则,从站台清客控制方法概述、原理图分析等方面进行分析研究,其他类似工程建设可借鉴参考。

轨道交通换乘站楼梯异质客流仿真

行人交通仿真是研究轨道交通换乘效率的重要方法。在实地数据调研的基础上,基于AnyLogic软件设计异质客流在地铁换乘站楼梯处走行仿真。根据个体占用空间及步行速度,分为普通乘客、携带大件行李乘客和老年乘客。考虑对外交通枢纽和生活居住用地的站点等多类站点,依据客流结构设计多水平异质客流和同质客流的仿真场景,对异质客流通过楼梯的舒适、安全、效率等特性计算评价,并进行敏感性分析。结果表明,异质客流乘客间的相互作用比同质客流更显著,四类场景的疏散效率最大相差12.9%;楼梯宽度大于4.2米时,拥堵的临界输入客流量λ最大相差3000p/h。

城轨交通列控系统渗透测试方法研究

随着城市轨道交通列控系统信息化、网络化、自动化程度的不断提升,系统面临的信息安全风险也日益加剧。长期以来,列控系统信息安全领域研究较少,更少有针对列控系统的渗透测试研究,因此难以对列控系统信息安全程度作出合理分析。综合列控系统的功能特点,分析列控系统存在的信息安全隐患和风险,借鉴一般互联网、工业控制网络渗透测试领域的测试方法,提出适用于列控系统的测试方法,并给出测试案例验证。

面向下一代城市轨道交通的无线自组织网络关键技术研究

当前城市轨道交通车-地通信采用的大区制覆盖方式已经无法满足未来的通信需求,将新兴信息技术与城市轨道交通业务深度融合成为下一代城市轨道交通的研究趋势。文章从下一代城市轨道交通车-地通信系统的通信需求出发,基于无线自组织网络技术,研究满足城市轨道交通综合业务承载要求的无线自组织网络架构,针对城市轨道交通场景的特殊性以及通信业务的多样性,研究城市轨道交通无线自组网的拓扑控制、资源调度、路由协议以及容错机制等关键技术,为下一代城市轨道交通通信系统的发展提供助力。

城市轨道交通客流调度策略研究

随着城市轨道交通网络的快速发展,客流需求与运力供给之间的矛盾愈发突出。文章针对城市轨道交通线网中发生大客流的线路,从供给侧和需求侧2个角度出发,研究客流调度策略的制定,提出3种客流调度策略:运力调配策略、协同限流策略、组合策略。在大客流发生时,可以单独采用运力调配策略或协同限流策略,当采用单一策略无法满足客流需求时采用组合策略,即在改变运力的基础上采用协同限流策略。文章首先构建运力调配模型和协同限流模型,然后进行案例分析,根据线路信息和客流数据对模型进行求解,并从乘客候车时间、列车走行公里、列车最大满载率等方面进行对比分析,验证模型的有效性。

基于时空分布的城市轨道交通出行便捷指数研究

城市轨道交通作为城市公共交通体系的骨干,其便捷程度对社会经济发展和乘客服务水平产生较大影响。为评估城市轨道交通出行的便捷程度,文章提出一种基于时空分布的城市轨道交通出行便捷指数构建方法,该方法不仅可评估城市轨道交通全网出行便捷程度,还可对城市轨道交通站点出行便捷程度进行评估。此外,文章以北京市轨道交通为例,对站点层和全网层的城市轨道交通出行便捷程度进行定量和定性分析,证明该方法的有效性。相关研究可为城市轨道交通规划及建设提供参考。

城市轨道交通信号故障下列车应急运行控制研究

随着城市轨道交通客流量快速增长,信号系统在保障列车运行安全方面越来越重要。信号系统故障会导致中心调度员无法快速掌握现场列车运行情况,同时影响司机人工驾驶的安全和效率。文章结合超宽带(UWB)通信定位技术、列车智能检测系统(TIDS)技术、接入点(APN)公网通信及视频信号人工调用等技术,实现故障应急情况下列车运行控制。通过研制相应设备,开展单传感器试验、多传感器融合试验、系统功能试验,最终验证系统满足故障应急情况下的列车运行效率要求,有力支撑城市轨道交通安全、高效运营。

铁路与城市轨道交通信号控制系统比较分析

技术的出现极大地改变了传统的生产实践过程,很多现代设备使得民众生活更加简单、便捷。铁路和城市轨道交通是现代社会不可避免的重要话题,是很多国家重点建设的基础设施。铁路和城市轨道交通有着许多相似之处,将这两者联合在一起对比研究,能够得到更好的效果。信号控制系统对铁路和城市轨道运行都是至关重要的,能够确保交通运输秩序的正常运行。文章将对铁路和城市交通轨道信号控制系统进行对比研究。

城市轨道交通韧性运行评价方法

随着路网规模的不断扩大以及客流强度的日益增强,城市轨道交通系统在运营受干扰的条件下会出现大量列车延误、局部区域客流突增、客流与列车衔接不充分、部分乘车区间和线路拥堵等一系列问题,会给整个城市交通带来重大的影响。韧性的城市轨道交通系统在应对干扰的全过程中能够凭自身能力即时反应吸收干扰、减轻干扰损失,并通过合理的调配资源以从干扰中快速恢复过来,在附加资源充足时,甚至可恢复到超常状态。从城市轨道交通运行的特点出发,给出了城市轨道交通韧性运行的定义,包含理论层面的内涵认识以及实际层面现实意义;此外,对城市轨道交通韧性定量评价方法进行分类总结,并对城市轨道交通韧性运行的未来研究趋势进行展望。

城市轨道交通列车通信与运行控制国家工程实验室启动仪式在京举行

2016年4月27日,城市轨道交通列车通信与运行控制国家工程实验室第一届理事会和技术委员会会议暨启动大会在北京隆重召开。会议由北京交控科技股份有限公司郜春海董事长主持,施仲衡、柴天佑、孙优贤、周寿桓、樊邦奎等五位中国工程院院士,

基于感知自主运行的列控系统后备模式研究

随着城市轨道交通线网规模的不断攀升,网络化运营过程中小故障往往带来大影响。信号系统作为城市轨道交通的重要组成部分,其故障下的运行能力以及快速恢复能力成为研究热点。面向当前广泛研究的车车通信系统,分析后备模式的必要性、作用以及主要方案,提出基于感知自主运行的后备模式,阐述该后备模式与主控模式关系以及运行场景,研究后备模式的关键技术组成,并进一步对比分析与其他几种后备模式的优势。

城市轨道交通全自动运行系统工程设计联络要点分析

轨道交通全自动运行系统是综合性极强的大平台系统,也是轨道交通当前最前沿的技术创新。做好新技术的落地实施,工程设计联络是关键环节。针对全自动运行系统,以运营单位的视角探讨工程设计联络的重要性,并阐述分析全自动运行系统工程设计中,运营单位要着重关注的要点。

城市轨道交通智能行车调度系统分析

地铁是我国公共交通方式中的骨干,随着地铁网络化发展,行车调度也面临一些亟待解决的问题。行车调度是保障地铁列车安全运行的核心,需要确保列车按图行车,在异常情况下结合列车故障、客流变化等实际情况进行行车组织调整,以便保证地铁的服务水平、满足乘客的出行需求,然而目前的行车调度存在不少难点。文章阐述了行车调度的职责,设计关于行车调度难点的调研问卷,并对15位从事调度工作的专业人员进行调研,发现行车调度中的主要难点并提出优化建议。