城市综合交通枢纽智慧化设计研究——以深圳市西丽综合交通枢纽为例

目前,新一代站城融合的城市综合交通枢纽正朝着智慧化方向发展。然而,针对智慧交通枢纽的顶层设计尚未明确,各地智慧交通枢纽、站城融合的实现路径及建设方案也各不相同,尚处于探索阶段。为解决上述问题,文章结合站城一体化设计理念,依托深圳市西丽综合交通枢纽,在阐述枢纽运营管理模式及组织架构的基础上,深入分析枢纽运营管理目前存在的诸如信息化水平低、旅客出行体验差、商业开发乏力等痛点,明确枢纽在生产运营、旅客服务、商业开发方面的智慧化需求,并据此提出智慧枢纽平台设计方案,包括平台定位、平台总体架构,以及IaaS、DaaS、PaaS、SaaS各层和云平台、云管平台、网络安全防护系统等的具体设计,以期为类似城市综合交通枢纽的智慧化建设提供参考和借鉴。

面向更高速度综合检测列车时空校准系统研制

针对现有高速综合检测列车时空校准系统存在的时间同步延时不稳定、里程校准精度不足等问题,提出一种高精度时空校准系统。在时间校准方面,系统采用GNSS、高频率恒温晶振进行系统内部时钟的驯服和保持,并基于PTP精确时间协议发布时间校准信息;在里程校准方面,系统利用光电编码器、惯性组合里程定位、RFID射频里程标签、点式应答器里程信息和LKJ列车运行里程信息实现里程数据的累加和校准,并通过以太网向各专业检测系统发布里程校准信息。试验结果表明,该系统可实现纳秒级时间精确同步和厘米级里程校准,校准频率最高可达1250 Hz,能够满足更高速度综合检测列车的运用需求。

列控车载ATP设备操作培训平台关键技术研究与软件实现

为提高列控车载ATP设备的操作培训质量,考虑培训设备操作反应真实、故障模拟场景丰富、司机视角显示准确等需求,提出一种基于真实列控车载ATP设备应用软件的操作培训平台设计方案。通过运行脚本和软件插桩2种故障注入方式,实现操作培训平台的故障模拟;设计基于PID控制的司机视角同步跟踪显示算法,对司机视角的显示内容进行精准控制,并从视觉显示流畅度和列车位置准确度两方面验证算法的可行性。该培训平台与现场真实设备反应一致,具备模拟多种故障场景、沉浸式操作等优点,可为其他类似培训平台的设计提供参考。

隧道场景下融合时空相关性及注意力机制的列车位置信息预测方法

列车位置信息是列车控制系统的重要组成部分,也是保障列车安全运行的基础。但在隧道环境下卫星导航信号易失锁,进而导致列车定位精度降低。针对上述问题,提出了一种融合时空相关性及注意力机制的列车位置信息预测方法。该方法将双向长短时记忆网络(Bidirectional Long Short-Term Memory ,BiLSTM)作为骨架网络,并在此基础上使用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)和注意力机制(Attentional Mechanis-m,AM),更好地提取有效的位置特征,提高模型的预测精度。实验结果表明,提出的定位方法在隧道环境下的位置误差在1.6m以内,速度误差在0.7m/s以内,验证了所提出的定位方法在隧道环境下的有效性。同时,与现有的列车定位预测方法相比,所提出的定位方法在隧道环境下的列车定位精度高于其他对比方法,且明显降低了位置误差和速度误差,使得预测的列车运行轨迹更加的平滑,更符合列车控制系统的需求。隧道场景下融合时空相关性及注意力机制的列车位置信息预测方法进一步提高了隧道环境下的列车定位精度,为后续研究提供参考。

铁路信号集中监测系统的应用及故障处理框架

在21世纪,铁路信号集中监测系统日益完善。该系统设计秉承着精细化和信息化原则,坚持交通智能化与人性化服务理念,以此来提升交通服务质量,加强铁路交通安全,完整收集铁路信号。然而,铁路信号集中监测系统也会出现故障,因此必须重视定期检测工作,全面优化铁路信号集中监测系统,加强铁路交通中的车辆电力牵引传动系统控制。文中简单分析了铁路信号集中监测系统的应用及故障处理方案,希望能进一步改善铁路信号集中监测系统。

铁路机车车载设备数字孪生体构建方法研究

针对当前铁路车载专业培训系统缺少对设备运行状态实时映射、培训内容仿真度不足等问题,利用数字孪生虚实模型精确映射、数据实时仿真分析的技术特点,基于CINEMA 4D+Unity3D平台及数字孪生五维模型,提出一种铁路机车车载设备数字孪生体的构建方法。该方法通过分析物理设备运行状态、构建高保真虚拟设备模型,以及优化孪生数据采集方式,实现实时驱动虚拟设备状态显示及设备运行状态分析等功能;最后通过构建铁路机车车载设备培训系统,实现面向参培学员的实时培训指导。通过试验验证了该方法的可行性,并为铁路其他相关设备的数字孪生体构建提供了技术参考。

铁路网络安全面临的严峻形势和主要对策研究

数字化和信息化技术的快速发展和深入应用,推动网络空间与现实社会渐趋融合。铁路作为国家重要基础设施,其运输生产、经营管理和客户服务等诸多关键业务均已与信息技术深度融合。为切实践行国家网络安全战略规划,持续满足网络安全法律法规和技术要求,以网络安全保业务安全,本文在深度分析国内外网络安全态势,铁路网络空间安全防护要求及面临风险挑战的基础上,提出了通过加强网络安全管理能力、技术能力、运营能力、核心信息技术自主可控能力,构建安全可控的铁路网络综合防御体系的防护理念,并研究了相应的应对措施。

CTC与RBC系统接口通信技术分析

CTC与RBC之间的信息通信在满足安全通信协议要求的基础上,交互列车状态和命令信息。基于目前列控系统的实际应用情况,介绍CTC与RBC接口通信机制,对新型列控系统中CTC与RBC的通信信息进行分析,并对CTC如何应用RBC信息提出建议。

基于激光雷达的城轨交通障碍物检测算法研究

侵限障碍物对城市轨道交通有巨大的危害,现有基于通信的列控技术无法对其自动化防护。为避免障碍物侵入行车区间造成安全事故,利用激光雷达作为主要传感器,提出一种非接触式障碍物检测算法。借助激光雷达具有不受环境光照的影响,测距精度高,可实现远距离探测等优势,该算法能够实现对百米内障碍物的有效检出,同时具备高可靠性,不受隧道内光照条件差等恶劣条件的干扰。为克服隧道中坡度影响,结合点云校准算法将点云平面与地平面对齐。对隧道环境和站台环境建模分析,提出基于规则的轨道平面分割算法和基于区域增长的背景点云分割算法,有效实现地平面的分离以及背景点云的滤除。考虑到点云密度在不同距离分布不均,提出自适应欧式聚类障碍物检测算法。为验证整体算法的有效性,在宁波地铁5号线采集大量正线数据,进行障碍物注入仿真实验。实验结果表明:复杂运行场景下该障碍物检测算法在视距范围内低于70 m障碍物检出率可达85.89%,雷达超视距的情况下检出率有一定的衰减,低于120 m的障碍物检出率为63.08%。算法平均耗时为37.86 ms。

CTCS-4级列控系统关键技术研究

为了更安全高效地实现跨区域列车高速运行,并降低运维成本,提出了CTCS-4级列控系统将移除轨道电路等设备,移动闭塞列车追踪间隔数学模型,基于GPS差分技术的列车完整性检查,基于GNSS/INS的列车组合定位和LTE-R车地无线通信等关键技术.仿真结果表明:运用这些技术后,相比于既有的CTCS-3级列控系统,CTCS-4级列控系统在安全性、性能和成本等方面均有提升,运行更稳定和高效.

基于混沌的ATP车载设备故障率预测

为科学合理配置ATP车载设备的备品备件,本文提出1种基于混沌理论的ATP车载设备运行故障率预测方法。该方法以某种类型的ATP设备运行故障真实数据作为样本,利用C-C算法确定延迟时间和嵌入维数,将ATP设备百万公里故障率一维时间序列相空间重构。通过求取最大Lyapunov指数大于0,证明ATP设备百万公里故障率时间序列具有混沌特性。在此基础上建立了基于混沌理论的ATP设备故障率预测模型,并用真实数据验证了预测结果的有效性和正确性。

RFID技术在铁路客票系统中的应用

借鉴国内外射频识别(RFID)票制研究成果,结合现有铁路客票系统的运用情况和未来铁路高速客运专线的运营特点,提出铁路RFID客票系统总体框架。总体框架由铁道部数据中心、地区数据中心、车站客票系统、AFC终端设备、RFID各类车票5个应用层次,以及单程票、长期票和储值卡的RFID技术应用方案组成。从芯片选型、天线制造技术选择、封装技术选择研究RFID票制的设计。系统的关键技术包括:基于信息编码、密钥管理、读写认证、数据审计的安全控制体系设计;多票制兼容的RFID读写器设计;以灵活的检票规则控制策略、高效的检票通行控制和快速支付的自助购票业务为特点的应用系统设计。根据总体框架,搭建了铁路RFID客票系统模拟环境,应用系统通过了测试。

面向知识重用的地铁工程施工安全集成控制过程研究

地铁工程施工的复杂性和动态性给施工安全带来了极大的压力和挑战。通过分析地铁工程施工安全控制过程及其知识重用的条件、特性和途径,针对传统安全控制过程中存在的控制黑箱、信息孤岛和知识遗失等问题,提出并建立了面向知识重用的地铁工程施工安全集成控制过程模型,研究了施工过程、安全控制过程和知识重用过程的集成技术、安全控制知识的组织和表达模型。基于该集成模型开发的地铁工程建设安全控制系统,在我国多个城市地铁工程中推广应用并取得良好的应用效果,提高了我国地铁工程建设安全管理和知识重用水平。

信息技术与教育教学深度融合下的“智慧教育”

概括性探讨了信息技术与教育教学深度融合视阈下"智慧教育"的几大要素。首先对智慧教育的概念进行了界定,智慧教育的重点在"教育"而非"智慧",教育是目的,而智慧是手段也是过程。在此基础上,阐述了现阶段关于信息技术发展、教育信息化的方针指引、智慧教育资源整合的有关情况,从规划、管理、应用和思路等方面提出了信息技术与教育教学融合的方式与方法,并针对智慧教育的基础保障等方面进行了研究分析,提出了组织保障、资金保障、信息基础设施保障、人才保障、宣传保障等一系列保障措施。旨在为更深层次的信息技术与教育教学理论研究,以及开展的各项"智慧教育"的实践应用奠定基础,为教育主管部门行政规划及宏观决策提供借鉴参考。

铁路网络信号技术体系的研究

从我国铁路信号技术目前的发展状况和我国铁路信息化推进的现状出发，阐明了笔者对“铁路网络信号技术”，这一新概念的认识和观点，认为在当今全球信息化浪潮中铁路信号技术正面临着重大历史性的转变，铁路信号在铁路信息化进程中承担着铁路信息神经中枢的作用。提出了对我国传统铁路信号技术体系进行变革的现实意义，并对确立新的“铁路网络信号技术”体系的关键问题和核心技术进行了探讨。

基于列车运行安全的青藏铁路大风预测优化模型与算法

为减轻青藏铁路恶劣大风天气对列车行车安全的影响、对沿线风速进行准确地预测预报,运用时间序列法对格尔木-拉萨段16号测风站实测风速建立时序预测模型,并进行多步预测仿真计算.为提高时序预测模型精度,通过改进时间序列法建模流程,引进卡尔曼滤波智能算法,提出了2种适合于不同预测步长和精度的优化算法.预测实例表明:优化算法将时序模型的超前1步预测平均相对误差从4.89%降低为2.51%,超前5步预测平均相对误差从9.77%降低为5.62%,并明显改善了时序模型的预测延时现象.

基于绝对位置编码的列车定位技术

介绍在轨道交通中常用的列车定位技术,分析各种技术的优缺点,提出一种基于绝对位置编码的列车定位技术。利用m序列(最大周期线性反馈移位寄存器序列)对轨道线路上的绝对位置进行编码,当列车在线路上运行时,通过车载阅读器顺序检测设置在轨道线路上的二值标记,在不同位置上读到的标记在移位存储器中构成唯一的位置编码,以此位置编码值作为地址与车载阅读器所处位置的坐标信息相对应,就可以实现列车的绝对定位。二值标记可以根据列车定位精度的需要等间隔或不等间隔布置,既可以对整条轨道线路统一编码,也可以与既有应答器相结合应用,每段应答器之间的轨道线路采用相同的编码。该定位方法具有高精度、高可靠性、低成本、抗干扰能力强的优点。

地铁工程建设集成控制系统研究

地铁工程业主需要快速而准确地获取和处理信息,因此需要构建信息化集成控制系统来协助其管理。首先对地铁工程建设集成控制系统的管理思路进行深入研究;从系统数据规划和系统结构设计两方面分析集成控制系统的构建;并以武汉地铁工程建设集成控制系统的开发和应用为例,论证了地铁工程建设集成控制系统是业主单位实现分层次、分布式、协同决策、协同执行和控制的有效方式之一。

贵阳轨道交通线网城轨云与大数据平台的建设分析

对贵阳轨道交通线路信息化系统运营及建设现状进行了调查,对其存在的问题分进行了分析,对贵阳轨道交通线网城轨云与大数据平台方案进行了研究,结合呼和浩特、太原等地城轨云平台的建设经验,根据《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》要求,从必要性、可行性和紧迫性三方面论证了进行贵阳轨道交通线网城轨云与大数据平台的建设势在必行、刻不容缓。

基于CAN总线的铁路信号微机监测系统的研究

研究了CAN现场总线在铁路信号微机监测系统中的应用原理和具体实施方法 ,以改进现有微机监测系统数据通信性能。并重点介绍了智能化CAN总线通信适配卡 ,它作为该微机监测系统的核心 ,完成CAN总线的物理接口。