城市轨道交通系统韧性研究现状及展望

具有良好韧性水平的城市轨道交通系统能够有效应对因自然灾害、人为失误、设施设备故障等因素导致的突发事件。为充分把握国内外城市轨道交通系统韧性相关的研究动态,运用文献计量分析法分析了相关研究文献的关键词和研究热点,发现早期的研究重点为轨道硬件结构韧性,运营服务韧性在近年来逐渐得到关注。结合韧性概念在物理学领域、生态学领域和城市管理领域的发展过程,阐释了城市轨道交通韧性的内涵。面向典型的社会事件和自然灾害场景,韧性评估方法的研究对象由车站扩展至线路再到线网,但在当前技术条件下评估对象的规模与颗粒度存在博弈关系,尚未完全挖掘宏微观、动静态对象间的联动影响机理。在韧性评估指标方面,对基于拓扑结构、运输能力、综合性能和业务环节的指标体系进行梳理,发现还可进一步从空间布局、工程条件、设施设备、人员配置、管理手段、社会力量等方面丰富现有指标体系。在指标度量方面,梳理了基于性能曲线的韧性建模、大数据分析、仿真模拟和数值分析共4种典型方法,发现基于单一方法的度量结果易受数据量、假设条件、指标权重分配等因素的影响,应综合使用多种方法度量不同类型和评估阶段的指标。在韧性提升和恢复方面,总结了包含事前预防、事中适应和事后恢复阶段的策略,发现既有研究多从运营管理角度出发,城市轨道交通基础设施灾后恢复的相关研究处于初步探索阶段。最后从①提升突发场景建模真实性;②考虑沿线城市空间和功能的影响进行动态细粒度分析;③探究突发事件影响传播机理以刻画系统内部变化;④研究韧性评估与提升效果验证方法共4个方面展望未来轨道交通系统韧性研究的发展方向。

纺织品耐水色牢度标准在部分印花面料应用中存在的问题和建议

现行的纺织品耐水色牢度标准在部分印花面料的使用中存在一定问题,其检测结果不能反映实际的使用性能。本文对此问题进行了分析和探讨,并从标准和生产两个方面提出了建议。

基于WAMS的故障诊断和定位方法

输电线路故障定位研究如何及时、准确地找到故障位置,对保证整个电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。随着科技发展,信息传输技术不断进步,近年来基于同步信息传输的广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)的诞生与普及,为故障诊断和定位算法的研究带来了新突破,具有非常重要的现实意义和工程价值。本文主要以广域测量系统为基础,分类并介绍了相关的故障诊断和定位方法,比较其优缺点,为基于WAMS的故障诊断和定位方法的进一步研究做出参考。

考虑替代救援可靠度的应急配置优化模型

为了合理规划应急设施选址与资源配置方案,分析救援车辆失效对系统覆盖可靠度的影响.通过构建虚拟车辆资源池,考虑实际中存在使用系统内剩余可用车辆替代失效车辆的情景,提出救援覆盖可靠度的计算方法.以系统总成本最小化为目标,考虑设施分级和2种救援车辆的匹配,建立考虑替代救援的应急配置双层规划模型.上层模型优化设施选址与车辆配置方案,下层模型进行物资需求分配.设计双层启发式算法进行求解.案例分析表明:随着车辆间容量倍数在合理范围内增长,系统总成本呈现先降低后平稳的趋势,该模型可以为最优的车辆种类匹配方案选择提供依据.通过与基于传统可靠度计算方法得到的结果对比表明,使用所提的可靠度计算方法,有助于减少系统总成本,在不同车辆类型匹配方案下的平均优化程度为9.01%.

考虑地铁列车故障救援的运行图调整优化研究

城市轨道交通列车发生故障无法运行时需安排其他列车进行救援,制定合理的救援和运行调整方案对维持线路的服务水平具有重要意义。为应对救援过程造成停车线的长时间占用、运用车底数量减少和后序列车延误等问题,考虑采取小交路折返、车次取消和使用备车等运行调整措施并适时恢复救援列车的正常运营。以与原时刻表的偏差和列车取消停靠的车站数量最小为目标构建运行图调整的混合整数线性优化模型,采用滚动优化算法兼顾求解质量和效率。研究结果表明:详细刻画救援过程有助于提升列车救援场景下的运行图调整效果,救援列车重新投入运营能及时补充在线运营车底数量,减少加开备车数量和列车取消停靠车站的数量,目标函数优化6.8%以上。小交路折返措施有助于维持车底周转效率,避免延误列车提前下线退出运营,各断面总运力提高4.4%以上。综合优化方案的实际开行列次数量接近计划开行列次,线路的服务水平得到维持。当列车在线路中段发生故障时,后序列车正向救援方案中故障区段两侧列车调整策略选择更加灵活;当列车在靠近线路一端发生故障时,后序列车反向救援方案对非故障区段列车的正常运行影响较小。研究成果可为列车故障救援场景下救援方式和运行图调整方案的选择提供决策依据。

应对通过能力下降的地铁列车运行协同调整优化方法

在地铁网络化运营条件下,突发事件影响列车运行并导致线网内乘客的出行时间显著增加。为应对单个线路区间通过能力下降的问题,采用小交路折返、暂停运行和上线运行3种策略调整故障线路时刻表,并利用缓冲时间协同调整与故障线路直接相连的其他线路。考虑列车运行安全、配线占用、车底接续等约束,构建以最小化乘客出行时间为目标的列车运行协同调整优化模型;根据策略选择方案和调整后的时刻表构建时空网络,更新乘客的路径选择;结合量子粒子群算法、时刻表推算算法和改进的Floyd算法求解模型。以某市地铁部分线网为例,结果表明:列车运行协同调整明显减少故障发生后乘客的出行时间,提高线网换乘效率,缓解故障线路换乘站的客流压力;故障发生在靠近线路中部的区间时,线网有较强的抗风险能力。

跨线运营模式下地铁列车运行图调整优化方法

地铁列车跨线运营模式使列车运行调整工作更为复杂精细。为应对因故障导致的线路区间通过能力下降,采用小交路折返、暂停运行、上线运行、取消跨线和恢复跨线这5种策略对列车运行图进行调整。考虑运行安全、配线占用、车底接续和乘客出行等约束,构建以乘客出行时间和列车延误最小化为目标的列车运行图调整优化模型,结合非支配遗传算法Ⅱ和跨线运营列车时刻推算算法对模型进行求解,并通过案例验证模型与算法的有效性。案例研究结果表明:与完全保留原跨线运营计划和转为独立运营模式的两种调整方案相比,本文提出的方法在多个场景下使乘客出行时间和列车运行延误分别平均减少了3.86%和21.07%;采用作业冗余时间较长的过轨方式可提高列车运行调整的抗风险能力,乘客平均换乘等待时间和列车平均延误分别进一步降低了4.06%和3.77%。

物联网僵尸网络病毒的传播动力学模型与分析

随着信息技术的革新与进步,物联网技术在各个领域的应用呈现爆发式增长,然而大部分物联网设备却面临着黑客攻击的威胁。基于物联网设备的僵尸网络节点迅猛增长,导致了大规模DDoS攻击等网络安全事件,给物联网用户造成了极大损失。因此,研究以Mirai病毒为代表的一系列僵尸网络恶意威胁在物联网设备节点间的传播规律至关重要。首先,为了细致刻画物联网僵尸网络的形成过程,将物联网中的设备节点分为传输性设备节点和功能性设备节点,并通过对Mirai病毒感染机制的分析,提出了一个新颖的物联网病毒传播动力学模型——SDIV-FB模型。其次,从理论上计算了模型的传播阈值和平衡点,并对平衡点的稳定性进行了证明和分析。通过数值仿真实验验证了理论结果,并分析了模型参数对物联网病毒传播过程的影响。最后,确定了影响物联网僵尸网络病毒传播的重要参数,提出降低感染率和提高清除率可作为抑制物联网僵尸网络的有效控制策略。

基于地铁乘务资源共享的排班计划优化方法

针对不同线路间列车不跨线情况下的乘务基地和乘务员共享问题开展研究,分析乘务资源共享,在传统排班模型基础上考虑乘务员跨线值乘,班次出退勤地点比例及其鲁棒性优化,建立乘务排班计划集合覆盖模型。针对乘务资源共享后多线协同优化引起的问题规模显著增大,以连续值乘区段为最小值乘任务单元构建网络图,引入分层结构,多级的汇点和源点,以及跨线就餐和间休弧等以满足班次的可行性约束。构建对应不同出退勤地点属性的网络图集合,将定价子问题转化为网络图集合的最短路问题以进行列生成法求解。案例结果表明:相比于分线单独优化,乘务资源共享可为乘务员提供更多的出退勤地点选择,显著降低其通勤时间;此外乘务资源共享可少量节省乘务班次数,提高排班计划效率。

基于客流直达的城市轨道交通跨站停开行方案优化研究

随着我国城市轨道交通网络的不断扩大以及高质量发展要求,对网络化运营组织提出了更高的要求。对于不具备越行条件的线路,如何通过停站方案优化来提高列车运行速度是一个重要的研究方向。在对传统A/B跨站停运营模式优劣分析的基础上,提出了通过开行A/B/C 3类列车可同时提高列车运行速度且所有乘客无换乘的方案。首先,基于可乘坐列车类型对OD进行划分,对各类客流占比、所乘列车占比以及出行时间进行了探析。构建了以跨站方案和发车频次为决策变量的混合整数规划模型,并设计遗传算法进行求解。最后,以北京地铁6号线为例进行算例分析。算例结果显示,A/B/C跨站停运营模式下乘客无需换乘,总出行时间和在车时间可分别减少2.15%和6.79%。若不考虑等车时间,总在车时间可减少14.25%。

浅析生物发酵产业发展现状及发展趋势

随着科学技术的不断发展,我国的生物发酵产业也获得了很好地发展空间,在国际上的地位也在逐渐的攀升,并逐渐的成为了我国的新型战略产业中的关键组成部分,为我国的食品生产行业贡献了应有的力量,文章对生物发酵产业发展现状及发展趋势进行了分析和研究。

自动穿脱无菌手套的智能设备

医生做手术前需要穿戴无菌手套,这样可以避免患者感染,同时也保护医生,避免交叉感染。戴无菌手套有严格的流程规定,目前采用的无接触式无菌手套穿戴法较传统方法有了很大的改进,但仍旧很繁琐,费时费力。我做了一次面向医护人员的专项调研,他们认为在穿手术服、系无菌服带子等环节的确存在因疏忽而发生二次污染的可能。我又想到,除了医生护士外,无菌实验室的实验员、食品生产检验员等,是不是有同样的烦恼呢?因此,我想要发明一款用来自动穿戴无菌手套的设备。