列车自主运行智能控制铁路行业工程研究中心

列车自主运行智能控制铁路行业工程研究中心(简称工程研究中心),依托北京全路通信信号研究设计院集团有限公司,与北京交通大学、中南大学、同济大学、西南交通大学、北京航空航天大学、北京理工大学、兰州交通大学、北京邮电大学、华东交通大学、通号(北京)轨道工业集团有限公司、通号(西安)轨道交通工业集团有限公司、卡斯柯信号有限公司、通号工程局集团有限公司、华为技术有限公司、中国交通运输协会安全控制技术分委会等15家单位共建,是全国铁路行业首批10个工程研究中心之一,于2020年12月通过国家铁路局铁路行业科技创新基地的认定。

重载列车群组运行控制系统研究

传统列控系统在追踪间隔及运能方面达到瓶颈,列车群组运行控制系统打破传统闭塞制式,基于无线通信和动态协同控制实现列车区间紧追踪及站内高效接发车。分析群组运行控制需求并设计系统架构,从通信、定位、完整性、动态协同追踪及群组运行计划管理等关键技术进行研究,为铁路进一步运能提升、运输安全、多制式兼容及构建安全、高效、先进、经济的列控系统奠定基础。

基于CTCS2+ATO的市域铁路列车追踪间隔时间研究

基于CTCS2+ATO的市域铁路,综合考虑列车长度、运行速度、列车类型、道岔限速、到发线布置、信号系统、车载ATP控车模型、车站作业时间等因素影响,对列车区间追踪间隔、车站追踪间隔和折返追踪间隔进行研究计算,为系统设计能力指标、相关工程行车组织设计和列车运行图编制提供理论研究支撑。

自主运行控制模式电子地图技术研究

文章介绍了列车自主运行控制系统的核心架构以及针对此系统的车载电子地图设计方案和设备编号原则。列车自主运行控制系统取消了地面核心控制设备,并将其功能移植至VOBC子系统与地面STC子系统,车载设备根据实时接收到的地面安全控制中心STC发送的行车信息自主计算移动授权,减少轨旁设备数量,减少车地之间数据通信的流程,从而在保证列车安全运行的同时提升运行效率,降低设备建设及维护成本。

北京地铁既有线列车跨线信号系统的方案研究

根据跨线运行的需求,研究解决在不同制式或同制式的组合下,跨线列车与本线地面设备的车-地列控数据互联互通的问题。在实现跨线运行后,分析如何实现跨线列车自动或手动平稳切换。分析跨线行车调度指挥的不同方案以及每个方案下实现的关键功能。提出跨线后列车的运营维护及管理调整措施。研究成果为其他各大城市地铁既有线间的列车跨线运行提供设计参考,便于对以后其他城市轨道交通的改造工程推广借鉴。

RBC对ETCS-2级列车同股道接车重联防护方案研究

针对欧洲各国不同信号系统复杂制式的运营需求,分析ETCS-2级列控系统基于无线闭塞中心(Radio Block Center,RBC)控制列车停站以及重联作业需求,根据从联锁获取的进路状态,从RBC角度提出列车停站防护并保障重联作业安全的方案,在进路解锁后给列车发无条件紧急停车、撤销移动授权至车头、补发引导模式曲线授权、保持既有授权并增加授权监督防护4种防护方案,并同时从安全性和可用性两方面论述所提方案的可行性问题。最终选择保持既有授权并增加授权监督防护作为实际工程应用方案,不影响系统可用性的前提下提升系统安全性。

区域轨道交通协同运输与应急指挥系统工程化架构研究

以重庆市轨道交通江跳线为实施地点,结合大数据、人工智能等先进信息技术,探讨区域轨道交通协同运输与应急指挥系统工程化的架构设计和功能实现,并在江跳线进行现场验证。首先分析区域轨道交通的特点和需求,然后提出系统工程化的总体架构、数据架构、业务架构、部署架构和功能架构,对于提高区域轨道交通的运营管理水平、提升安全保障能力和信息服务智能化程度具有重要意义。

匈塞铁路CTC系统相邻调度台行车组织解决方案研究

匈塞铁路即将开通的诺维萨德-苏博蒂察段将单独设置调度台与已开通的贝尔格莱德-诺维萨德段调度台以相邻调度台的形式组织行车,结合贝尔格莱德-诺维萨德段调度台中业主的实际使用情况,重点研究和探讨匈塞铁路项目中相邻调度台间的行车组织形式,从计划来源以及调整计划层面为调度集中(Centralized Traffic Control,CTC)系统解决方案提出初步设计和构想。为提高CTC系统的可用性和自动化程度提供解决方案。

铁路APT攻击检测和溯源技术方案研究

针对传统防御技术的局限性,结合铁路系统特点,采用事前、事中、事后于一体安全防御策略,并将事前、事中、事后有机整合,按照铁路网分层架构,进行分布式、层级化纵深防御设计,提出“分布监测-智能识别-跨网溯源”为一体的铁路APT网络威胁感知与溯源技术方案,并在实验室搭建环境进行验证,可有效提升铁路系统针对APT攻击的防范能力。

基于光纤光栅传感技术的计轴系统研究

主要基于光纤光栅传感技术的计轴系统,对光纤光栅传感机理和计轴原理进行介绍,以此为基础将光栅计轴系统分为传感、解调、主控3个子系统开展研究。根据车轮和钢轨的应力耦合分布确定光纤光栅传感器的安装位置和方式;从计轴应用需求出发提出对应的光纤光栅波长解调方式和解调子系统结构设计;介绍主控子系统的实现方式和功能。选取某货运车站完成光纤光栅计轴系统的多场景测试,结果表明光纤光栅计轴系统在过车、停车、倒车等复杂场景下均可实现准确计轴功能。

基于无接点方式的信号机安全驱采控制装置的研究

针对既有联锁系统中控制系统配线复杂,可靠性低、维护成本高的缺点,本文研究了一种无继电接点信号机安全驱采控制装置,基于轨旁安全控制原理,采用远程通信与全电子技术,实现轨旁信号机的智能化控制、监测于一体化设计,解决了继电器启动时的电流瞬时冲击、安装施工难度大以及维护成本高的问题,而且可实现现场免维修,维护便捷的需求。经实验验证,该装置运行稳定,实用性强,为日后的分布式联锁提供技术储备。

兼容CTCS和CBTC的车载人机接口技术研究

为实现“四网融合”,需要发挥市域(郊)铁路的衔接和纽带作用,必然要求融合大铁CTCS与城轨CBTC两种信号制式,支持列车跨线运行。详细介绍兼容CTCS和CBTC两种制式的一体化车载设备系统组成,并重点介绍一体化DMI系统构成、工作原理和关键技术。一体化DMI支持CTCS和CBTC两种界面显示,并能够根据控车权自动切换界面显示,节约安装空间,降低设备成本,智能化程度高,可广泛应用于需要支持CTCS与CBTC跨线运行的市域铁路。

一种安全切换模块的设计与控制方法

为解决既有信号系统安全计算机平台双系热备切换时存在的切换时间长、可靠性差的不足,设计一种具备高可靠性与安全性的切换模块。通过对该模块的系统方案和控制逻辑的分析与验证,实现当安全计算机平台中任意一系出现异常时,平台主/备系与安全切换模块通过双模接口的安全通信、运算后确定主/备系状态,由此实现平台快速、无扰、安全切换与平稳运行,从而提高系统的安全性及可靠性。

基于移动闭塞的状态发车技术研究

在移动闭塞基础上,根据列车运行计划、列车状态、列车位置、列车制动性能、站场区段状态以及道岔位置等条件,以区段及道岔建立二叉树模型,搜索列车走行路径,判断列车位置出清关键道岔区段节点,计算后续发车进路办理时机,办理后续发车进路,实现进路由计划办理到状态办理转变,发车由计划发车到状态发车转变。缩短发车时间间隔,进而提升车站发车能力。

基于MVB总线的市域铁路车载设备首尾通信方法

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。市域铁路要求列车两端的车载设备首尾通信、传递信息、支持站后自动折返和原地自动换端。详细介绍基于MVB总线的首尾通信方法和技术,已经成功应用于市域铁路车载设备之中。经过实验室测试和检验,提出的首尾通信方法和技术可以实现首尾两端车载设备高安全、高可靠的数据通信,是市域铁路列车实现站后自动折返和原地自动换端的重要基础技术。

一种普速铁路ATO线路数据处理方法

介绍一种适用于普速铁路的线路数据处理方法。地面设备以应答器报文列表的形式存储线路数据,并通过车-地无线通信向车载设备发送进路数据和区间数据,车载ATO设备对应答器列表进行链接排序与位置确定,然后对区间数据和进路数据描述的内容进行拼接融合,形成一整个站间的连续线路数据供ATO使用。这种方式不需要全线车-地无线通信,车载设备可以提前预估整站间线路情况,且区间重启后依然能够获取到线路数据,可用性强。

车载ATP通用自动测试平台的研究与实现

针对在半实物测试环境中人工进行车载ATP设备功能测试时效率低、操作繁琐、人力成本高、可视性差、测试案例设计维护困难等问题,在对多种制式ATP产品的功能进行深入研究基础上,设计并实现一种车载ATP通用自动测试平台。通过设计开发车载ATP测试通用脚本语言,实现将测试案例转换为特定的以列车位置和通信消息内容为基础的脚本指令合集;硬件部分设计开发可扩展的接口平台并结合机械臂控制、DMI图像识别单元来模拟ATP外部输入信号与司机操作;软件部分设计各设备之间通用通信协议,开发一系列包含脚本解析执行、通信协议转换、测试流程管理等工具集,实现测试流程自动化控制。实际工程应用表明,该车载ATP通用自动化测试平台能够节约开发成本、提高测试生产效率,具有较高实用价值。

列控系统铁路运营里程断链设置差异影响分析

断链是铁路线路里程和列控数据中的关键信息,对保证行车安全和准确下达临时限速命令至关重要。2014年和2024年发布的断链管理规定中对断链标识存在显著差异,为充分识别其差异影响范围及安全性,通过不同的下达临时限速场景进行遍历说明和分析,得出无安全风险的结论,并总结影响、提出建议,在既有高速铁路线路运营里程调整和列控系统修改前的过渡期供现场参考。

基于FPGA的异步双端口RAM芯片原型验证研究

为保证芯片功能符合预期,提高流片成功率,异步双端口RAM芯片设计在流片前进行充分的功能验证,其中FPGA原型验证能够重现芯片的实际工作环境,以此验证芯片设计的有效性。基于FPGA的异步双端口RAM芯片原型验证根据芯片定义,选择使用Intel公司的10M40DCF256FPGA为核心硬件搭建FPGA原型验证平台,在平台上通过完成从ASIC到FPGA的代码移植实现芯片原型,然后根据设计需求编写测试程序实现对该芯片的FPGA原型验证。测试结果均符合预期,表明异步双端口RAM芯片的功能符合设计需求,避免项目时间和资金成本的额外增加。

基于线性二次调节器(LQR)的列车协同控制研究

铁路运输的不断发展,提高列车运行效率,成为铁路交通系统优化的关键目标。提出一种基于线性二次调节器(LQR)的列车协同控制方法 ,探究该方法在控制输入时滞的条件下实现列车协同运行的效果以提高列车运行效率,并通过仿真研究系统性评估其在列车协同控制中的应用效果。首先,通过建立多列车运行过程中追踪动力学数学模型,设计前后车误差模型作为协同控制的约束,其次,通过设计LQR控制器实现列车协同控制,最后,设计后车跟踪前车的仿真实验。结果表明,基于LQR控制的列车协同控制方法能够显著提高多列车协同运行效率。