临时限速辅助决策系统的设计与实现

临时限速是高铁列控系统的核心功能之一,临时限速的漏下、错下都可能带来极大的安全隐患,特别在复杂线路情况下因相关人员不熟悉工务、电务线路信息导致临时限速命令无法正确下达,且限速预演依赖真实运营环境,影响运营效率及安全。针对以上问题,研究基于工务限速参数的临时限速参数自动生成方法,并研究集成化列控设备仿真技术,设计并实现临时限速辅助决策系统。该系统可自动生成电务临时限速参数,并提供独立的仿真预演环境。系统部署试用结果表明该系统可有效辅助相关人员高效、准确地完成临时限速相关操作。

临时限速下基于强化学习的高速列车速度曲线优化

高速列车运行过程中受到恶劣天气、前方列车等的影响,导致线路增设临时限速,需要实时生成优化的目标速度曲线,以保障运行效率。为此,提出考虑限速信息的列车目标速度曲线优化方法。根据列车运行阶段的不同设置工况调整策略,并提出用于优化列车车载控制器的动作选择策略的最短剩余运行时间计算方法。在高速列车运行强化学习环境的状态空间中增加限速信息变量,重构了强化学习环境。基于优先回放机制改进了双深度Q网络算法,以提高算法学习效率和模型收敛速度。不同临时限速场景下的仿真算例表明双深度Q网络算法可以充分利用计划运行时间曲线与最短运行时间曲线之间的冗余,保证列车准时性的前提下实现列车节能舒适运行,与遗传算法相比,有效减少工况切换次数,同时降低列车运行能耗3%以上。

列控中心临时限速信息包[CTCS-2]编码方案研究

列控中心是CTCS-2级列车运行控制系统的关键地面设备,列控中心根据临时限速命令和列车进路状态,实现应答器临时限速报文的实时编码。通过应答器报文容量对侧线发车临时限速报文编码的影响分析,结合《列控中心技术条件》尝试提出侧线发车临时限速报文编码新的解决方案,解决方案能够满足高速铁路CTCS-2级列车运行控制系统普遍场景的要求,简化工程实施方案,减少工程软件的编制及测试的工作量。达到保证行车安全、提高列车的运行效率的目的。

张吉怀高铁沙堤所设置临时限速引起列车制动问题的探讨

张吉怀高铁沙堤所至张家界西黔张常场联络线上CTCS-3转CTCS-2级间切换过程中,设置特定的临时限速时部分车载会触发最大常用制动。针对上述场景,分析问题成因,并结合地面、车载设备的匹配关系对解决方案进行探讨。

CBTC系统点式模式下临时限速方案分析

为提升列车在基于通信的列车控制系统点式模式下通过临时限速区段的安全和效率,首先对点式模式下传统临时限速实现方式存在的问题做分析。然后以杭州至海宁城际铁路(以下简称杭海线)CBTC系统点式模式下临时限速方案为例,提出计算机联锁档位的(共三档:25 km/h、40 km/h、60 km/h)临时限速方案,并对该临时限速方案涉及的信号系统各子系统功能分配和接口协议变化进行阐述。该方案将临时限速信息的传递、确认、执行、反馈由人控转变为机控,在实际运营生产中取得良好的应用效果。

基于调度区优化的沪渝蓉高速铁路临时限速服务器设置适应性研究

沪渝蓉高速铁路引入合肥枢纽后,对接轨站进行了改造并增加联络线工程,枢纽内、外线路情况变得更加复杂,因此对复杂的枢纽进行合理的调度划分,对保障运输调度、行车效率、通过能力可起到事半功倍的作用。本文首先提出新设行调台管辖沪渝蓉高速铁路主通道的调度划分方案并加以分析,但通过定量计算TSRS命令的覆盖范围发现,既有临时限速服务器接口能力不满足规范要求。为解决此问题,对枢纽内调度划分进行了更深入的研究,提出调度划分及临时限速管辖方案二,从工程可实施性、项目经济性、对运营线路影响最小化等方面进行分析,为其他工程建设提供可借鉴经验。

临时限速设置技术发展探讨

随着我国高速铁路的快速发展,CTCS-2级和CTCS-3级列控系统方案得以迅速推广实施,其中临时限速信息被定为列控系统中车-地通信报文里至关重要且必不可少的安全信息,故对临时限速设置技术提出了更高的安全需求。通过对既有限速设置流程方案的分析探讨,提出以临时限速服务器集中管理全线临时限速命令的优越性。

客运专线临时限速设置优化研究

随着CTCS-2级和CTCS-3级列控系统的成熟应用,临时限速调度命令采用临时限速服务器对全线的临时限速命令进行统一集中管理和维护。临时限速服务器能保证无线闭塞中心(RBC)和列控中心(TCC)临时限速命令的一致性、完整性、有效性以及冲突检测等功能,提高了临时限速命令的安全性。目前临时限速的设置是以里程标为标志,限速值以5km/h为一档,造成了限速命令从理论上的不可遍历性,不利于应答器报文数据的验证和管理。文章详细分析了当代高速铁路列控系统中临时限速设置的原则,提出了设置临时限速的新方法,为简化工程线路的实施提供新的思路。

临时限速服务器软件设计优化研究

临时限速服务器(TSRS)实现临时限速集中管理,是CTCS-2/3级列控系统基础设备。分析TSRS与外部设备交互的临时限速状态及其转换关系,提出4类TSRS软件优化措施:取消临时限速生命周期优化设计,优化限速取消流程;拟定阶段增加照查检查解决限速错误拟定问题;验证执行阶段暂停TSRS间限速刷新解决偶发性的限速验证、执行操作失败问题;基于平衡二叉查找树的临时限速管理提出满足要求的大小平衡二叉树(SBT)、AVL树和红黑树(RBT)算法,测试3种算法随机插入和删除多条临时限速的效率,找出适合TSRS的临时限速管理算法。可为TSRS软件的优化设计提供决策依据。

CTCS-3级列控系统临时限速建模与验证

为了满足临时限速系统的实时性要求,采用时间自动机理论,对CTCS-3级列控系统临时限速工作流程分别建立了各设备的时间自动机子模型,进而构成临时限速系统的时间自动机网络模型,并基于临时限速系统技术规范的参数对模型进行赋值;采用BNF语法对临时限速系统待验证的属性进行了形式化描述,并应用UPPAAL验证工具对临时限速模型的安全性和受限活性进行仿真验证.验证结果表明:与现有临时限速系统的时间参数设置相比,修正后的时间参数设置避免了出现系统死锁现象;在不影响安全功能属性和受限活性的基础上,提高了临时限速系统的实时性,可在规范规定时间5 s内做出响应.

CTCS-3级列控系统临时限速服务器建模与形式化验证

临时限速服务器是CTCS-3级列控系统的重要组成部分,其系统安全性直接影响到高速铁路的运营安全。在TSRS系统研发过程中需对系统进行仿真建模和验证,发现系统设计错误,以保证系统的安全性。分析CTCS-3级列控系统临时限速服务器的组成结构,提取系统功能和性能规范约束,利用消息顺序图对TSRS与外部系统之间的信息交互行为建模,并将系统MSC模型转化为UPPAAL中的时间自动机仿真模型,对系统的功能和性能要求进行形式化验证。验证结果确认了系统的安全性和受限活性,为进一步完善TSRS设计和系统开发提供参考。

列控系统临时限速设计方案探讨

研究目的:从理论上对CTCS-2、CTCS-3列控系统临时限速设计方案进行探讨,希望起到抛砖引玉作用,早日为我国客运专线的列车运行控制提供一个安全、可靠的技术保障方案。研究结果:本文从临时限速形式、临时限速内容、临时限速设置方式等方面对CTCS-2、CTCS-3列控系统临时限速设计方案进行了探讨,从理论上方案是可行的,还有待工程的检验和实际运用过程中的不断完善。

列车控制仿真测试平台中模拟临时限速服务器研究

本文以列车控制中心为测试对象,研究了临时限速服务器仿真系统的软件结构,采用手动或者自动方式对列车控制中心报文选择功能进行验证。提出了基于参数化分界点的测试用例生成方法,实现了用例逻辑和车站数据的分离,能够大幅度提高测试效率。该系统应用于高速铁路CTCS-2级车站列车控制中心的软件仿真测试中,取得了良好的效果。

临时限速服务器安全评估研究

近年来我国高速铁路飞速发展,越来越多的高速铁路线路投入使用有效的缓解了我国铁路出行的压力。如何保证铁路的安全运行成为了人们亟需研究的问题。临时限速服务器是CTCS-3级列控系统的重要组成部分,其系统安全直接影响到高速铁路的运营安全。文章结合临时限速服务器的实际运行过程,采用安全性分析软件SIMFIA构建临时限速服务器仿真模型,自动生成系统故障树,并计算失效状态最小割集。根据最小割集可以快速找到故障源,从而达到分析临时限速服务器安全性的目的。

临时限速服务器安全通信协议研究

临时限速服务器(TSRS)是中国列车运行控制系统(CTCS)重要组成部分,针对TSRS相关的安全通信协议进行分析,围绕TSRS安全通信协议的结构、功能及其安全性进行论述。TSRS设备在与外部设备接口间采用的RSSP-Ⅱ铁路信号安全通信协议可有效提高数据传输的安全性,为整个系统提供最基础的安全保障。

郑徐客运专线引入徐州枢纽临时限速服务器设置方案研究

徐州枢纽线路复杂、调度区划及调度指挥系统中心设备选型不一。在目前临时限速服务器(TSRS)技术标准,调度指挥(CTC/TDCS)、TSRS等设备接口及控制能力的情况下,研究郑徐客运专线引入徐州枢纽TSRS设置存在的问题,在充分考虑运输、调度需求、设备产品的控制能力等各方面问题后提出可实施方案。

线路临时限速警示装置的研究

论述了研制线路临时限速警示装置的必要性,介绍了该装置的设计目标和设计方案,并描述了系统工作原理和工作过程。此装置为列车安全运行提供了一个新的工具。

浅析临时限速的设置方案

从列控中心、应答器、信号安全数据网等设备的配置,对客运专线高速场与普速场并场设置车站的临时限速设置方案进行分析。

基于特征点的临时限速信息显示方法

特征点概念被广泛应用在计算机视觉和三维重建的方法中,将其引入到TDCS和CTC系统临时限速信息显示方法中,可减小显示运算的一部分运算量。

TSRS-YH型临时限速服务器仿真平台研发

TSRS-YH型临时限速服务器仿真平台采用与真实设备相同的设计结构,由逻辑处理软件和通信处理软件组成。逻辑处理软件实现临时限速服务器逻辑功能,通信处理软件实现与外接系统安全通信。仿真平台与真实环境共用逻辑处理代码,确保与真实设备运行逻辑的一致性;配置灵活,各部分软件可以与真实设备组合运行;将基于C语言的屏幕打印信息重定向至基于C#的显示窗口,便于调试,可应用于临时限速服务器软件调试和现场施工配合中。