基于STAMP与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全测试方法研究

针对现有城轨全自动运行系统车载设备测试安全性需求考虑不足与测试用例规模较大的问题,提出一种基于STAMP理论与组合测试的城轨全自动运行系统车载设备安全性测试方法。首先,基于STAMP理论对车载设备建立分层控制结构模型,从可测性的角度提取出安全约束,分析安全约束涵盖的车载设备安全性测试特征;然后,以最优覆盖数组与种子测试用例为基础,结合约束条件,利用遗传算法对最优覆盖数组进行重构,扩展生成满足约束条件的精简测试用例集;最后,以全自动运行系统站台发车场景车载设备测试为例,对算法有效性进行验证。结果表明,在组合覆盖强度相同的情况下,本文方法比现有主流方法生成的测试用例数平均降低16.45%,对降低车载设备测试成本、提升测试效率具有一定现实意义。

城轨GOA4级全自动运行系统运营风险闭环控制方法研究

GOA4级全自动运行(FAO)技术在我国城市轨道交通的快速发展中得到了广泛应用,由于取消了司机的现场把控,如何通过有效的技术和管理手段保障全自动运行系统在异常情况下的运营安全是一个非常重要的问题。结合全自动运行系统的特点,并借鉴欧洲铁路标准中系统安全的实践理论,提出基于运营场景进行风险识别、风险评估、安全需求分析,以及从技术和管理角度进行风险闭环控制的方法,对提升城市轨道交通全自动运行安全预警和动态管控能力,实现降本增效具有一定的指导意义。

基于广义优先关系网络的全自动运行系统故障应急处置方案研究

全自动运行系统是未来城市轨道交通的主流发展方向。出于安全和应急响应及时性等因素考虑,目前我国多数全自动运行线路仍在列车运行时安排人员值守,与行车相关的应急预案和现场处置方案仍沿袭传统处置经验,未能结合系统新功能特点建立与之匹配的“无人化”或“少人化”的应急预案体系。文章采用广义优先关系网络,对城市轨道交通运营的一般应急处置流程进行模块化建模和量化处理,为全自动运行系统应急处置方案的构建提供一种建模方法,同时以时效性、决策质量为评价目标,实现对应急处置方案的评价和优化,并以列车运行实际突发故障事件为案例,通过建模、分析、评价和方案优化,验证文章所提出的全自动运行模式下应急处置模式构建方法的合理性。

基于全自动运行的智能站台门控制系统的设计

为提高城市轨道交通自动化运行水平,应用多节点智能化通信技术、Zigbee无线通信技术,设计了一种功能完善、实用性强的智能站台门控制系统。首先,介绍了系统设计关键技术;其次,根据系统需求分析情况,完成了系统架构设计和系统数据库设计;最后,分别设计了用户登录、数据发送、数据接收、通信链路、多车型智能控制等模块,保证了系统功能的实现效果。

城市轨道交通全自动运行系统疏散解决方案

[目的]为确保FAO(全自动运行)系统在紧急情况下能够有效保障乘客安全疏散,并在疏散完成后迅速恢复运营,特提出研究基于中心远程监督指挥的全自动运行系统疏散解决方案。[方法]以影响乘客疏散安全的线路条件(如疏散平台、道床等)和车辆条件(提供侧门和端门两种疏散方式)为基础,针对乘客疏散过程中可能遇到的安全风险(如乘客坠落、列车碰撞、动作道岔夹伤、三轨触电等),从站台疏散和区间疏散两个不同应用场景出发,详细设计了疏散激活、疏散恢复,以及联挂列车疏散时的FAO多系统联动机制和防护方法。[结果及结论]提出了FAO系统实现疏散功能所须满足的具体线路条件和车辆条件。在疏散过程中,中心调度人员可通过CCTV(闭路电视)、PA(广播系统)、紧急对讲等装置远程监督并指挥乘客疏散。同时,通过ATS(列车自动监控)系统,中心调度人员能够实现对CC(车载控制器)、ZC(区域控制器)、CI(计算机联锁)等多系统的联动控制,以确保乘客在站台或区间内通过不同编组列车的侧门或端门进行疏散时的安全防护和疏散恢复。这一解决方案显著提升了疏散的安全水平和效率。

基于自主感知和车车通信技术的全自动运行系统

[目的]为了解决基于传统车地通信技术的全自动运行线路所面临的高峰期运能不足、系统设备繁多、故障影响范围广等问题。[方法]提出了基于自主感知和车车通信技术的全自动运行系统设计方案,介绍了该系统的架构及各子系统的功能,分析了该系统的优势。[结果及结论]基于自主感知和车车通信技术的全自动运行系统采用基于相对速度的安全防护模型,实现了列车追踪运行间隔的进一步缩短;采用车车通信方式结合自主感知技术,实现了系统架构的进一步精简,减少了运营维护工作量;构建了具备智能感知的后备系统,可保障系统故障下的列车运行安全,并提升了故障情况下的运营恢复效率。该系统已在北京地铁11号线示范工程中完成现场单车及多车调试、测试,取得了试运行授权。

全自动运行线路智能运控系统设计方案

[目的]随着城市轨道交通装备产业技术的快速发展和应用的不断成熟,城市轨道交通运营自动化程度不断提升。全自动运行系统因其具有高安全、高可靠、高效率的优势正被很多城市采用。全自动运行系统在提升运营安全与效率的同时,对行车调度员在融合分析与智能决策、应对复杂运营场景能力、扩展段场管理职责等方面提出了全新要求。为辅助行车调度员更快速、更高效地获取信息并作出决策,需对ATS(列车自动监控)系统进行智能化功能扩展。[方法]基于全自动运行线路安全智慧化运营、智能应急决策、智能应急处置等运营需求,提出了全自动运行线路智能运控系统。介绍了智能运控系统的方案构建,系统架构及系统外部接口,并对行车融合信息拓展、供电臂行车卡控、全自动运行图编辑、客流分析与行车评估、故障及应急指挥以及段场智能协同等功能模块的性能优化设计进行了深入分析。[结果及结论]深圳地铁16号线智能运控系统运用实践表明,对全自动运行线路ATS系统进行智能化功能扩展后,不仅提升了线路运营效率,更增强了全自动运行系统的安全性和可靠性,显著提升了运营管理智能化水平、系统对复杂运营环境的适应能力和对突发事件的快速反应能力。

基于全自动运行系统组织扩展模型的STPA-M方法及应用

全自动运行系统实现了车上无人驾驶列车的功能改变,对整个系统运营组织方式也带来了全新的模式变化,进一步需要考虑系统设备之上的组织层面的安全分析与管理。基于系统理论过程分析STPA危险分析方法,针对全自动运行系统组织层面的危险辨识提出适应组织控制器的扩展模型OEM-AM,识别全自动运行系统运营组织缺陷OF-AM,补充STPA方法对于组织层面危险分析的不足。以全自动运行系统危险分析应用为例,构建危险分析进程模型,分别基于STPA与STPA-M方法进行危险源辨识并比较致因结果。比较结果表明,STPA-M方法能够对全自动运行系统危险进行更全面的辨识,可以补偿传统安全分析方法在组织方面辨识的缺陷,更大程度地保障线路运营组织安全。

轨道交通全自动运行系统雨雪模式优化研究

全自动运行系统基于无人驾驶前提下,针对露天/高架线路在雨雪天气下,因轨面湿滑可能发生列车空转打滑影响行车场景,制定雨雪模式控车,降低列车空滑风险。然而,雨雪模式下大幅降低列车限速,会对线路运营效率产生较大影响,不能有效满足运营使用需求,也是线路运营部门实际使用雨雪模式时迫切痛点。该文针对北京典型全自动运行线路燕房线(露天高架线路),对全自动运行系统雨雪模式下限速提升进行分析研究,在保证系统控车安全前提下,制定雨雪模式限速提升有效解决方案,为后续全自动运行系统线路雨雪模式提升运营使用可用性提供借鉴。

全自动运行背景下综合监控系统研究

为提高地铁列车的运行管理效率,以某地铁线路为例,根据全自动运行线路的救灾、维护、服务等系统需求,对各专业车载系统接口功能与综合监控系统组织构架进行了详细介绍,对车载ISCS功能设计进行了研究,详细设计了不同使用场景中ISCS的应用功能,并对全自动运行系统进行了优化设计,将远程控制与联动功能加入ISCS系统中,以在一定程度上提高列车全自动运行的速度。

全自动运行线路综合监控系统与车辆接口方案浅析

随着城市轨道交通全自动运行线路的建设规模不断扩大及相关技术的发展,综合监控系统对地铁列车的监控需求逐步增加。本文通过分析用户需求,给出3种系统接口方案,通过对比分析,得出推荐方案,供各方探讨。

一种针对全自动运行系统的测试用例生成方法

针对全自动运行系统测试指定路径覆盖的测试需求,基于时间自动机建模理论提出满足指定路径覆盖和边覆盖的全自动运行系统测试用例自动生成算法。研究时间自动机建模理论,建立全自动运行系统的时间自动机模型;为表征全自动运行系统指定路径覆盖的测试需求,提出基于时间自动机模型的标记变量建模方法;结合Yggdrasil的测试用例生成机制,提出全自动运行系统测试用例生成方法,同时满足全自动运行系统测试的指定路径覆盖和边覆盖准则;以全自动运行系统的模式转换功能为例,建立时间自动机模型并生成测试用例。结果表明,测试用例100%覆盖测试人员指定的测试需求和时间自动机模型所有的边,能够满足全自动运行系统指定路径覆盖的测试要求。

基于全自动运行系统下自动跳跃功能设计与实现

在城市轨道交通全自动运行系统中,由于制动故障时或轨道条件恶劣等特殊情况,列车进站不能对标停车,导致无法开门,维护人员不能登车处理故障。通过站内自动跳跃功能,控制列车进行短距离的移动,以使列车对标开门,方便维护人员进行故障处理。对以上场景的自动跳跃功能进行设计,针对不同的故障场景,分别使用Bangbang控制和轻级制功能,并且在全自动运行系统项目上得到测试及使用,停车精度满足ATO站台精确停车的指标要求,提升故障场景下的处理能力。

全自动运行模式下的站台门系统与信号系统接口研究

探究如何通过优化站台门系统与信号系统接口,提升全自动运行列车控制系统的稳定性和安全性。采用理论分析及实证分析的方法研究了太原地铁2号线在全自动运行模式下站台门系统与信号系统、列车车门的接口功能、接口原理以及详细的接口内容、接口电气特性等。通过全面的系统接口研究,确保系统稳定、高效、安全可靠,进而保障列车的高效运行及乘客的人身安全。研究表明,全自动运行系统与站台门系统接口方案可以满足不同制式列车在全自动运行模式下对设备的功能需求。

全自动运行系统线路车载综合监控视频联动功能设计方案

城市轨道交通全自动运行系统涉及车辆、信号、综合监控、通信、站台门、车辆基地等多个方面。与传统CBTC相比,运营控制模式从由司机、控制中心调度员和车站值班员共同参与控制,转变为由控制中心调度员直接对列车进行运营指挥。信号系统与车辆、综合监控、安防等多系统配合,实现对列车全自动运行的全面监控,其中车载视频监控增加车载视频自动联动到OCC功能,使调度更快速,并能有效应对运营过程中的扰动,为调度指挥决策提供详尽信息,提升运营行车调整能力。文章根据全自动运行场景的实际需求,阐述全自动运行车载视频联动功能的实现方式。

城市轨道交通全自动运行信号系统与站台门系统集成研究

在当前的社会发展背景下,科技水平的快速提升使得城市轨道交通逐渐趋向于全自动运行模式发展。本文立足信号系统与站台门接口集成探索以提出科学可行的集成方案,促使城市轨道交通全自动运行信号系统与站台门系统高度集成,满足城市轨道交通自动化运行需求,提高城市轨道交通运行自动化水平。

城轨全自动运行线路中心ATS系统智能提升方案研究

城市轨道交通全自动运行线路将列车司机的职能交由列车自动控制系统和控制中心相关系统共同完成,而运营控制模式也由传统的司机、控制中心调度员、车站值班员共同参与控制,转变为控制中心调度员直接面向列车运行进行控制。通过分析运营调度需求及既有运营调度痛点问题,针对新建线路和既有改造线路,分别提出控制中心ATS系统智能提升架构;从供电分区行车数量卡控、行车关键信息融合、全自动编图及行车评估、运维联动、故障及应急指挥等方面,提出具体实施方案,旨在提高全自动运行线路运营效率和故障处理能力。

基于互联互通的全自动运行系统全局调度技术研究

在《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》引导下,互联互通、全自动运行以及智能交通运输组织已成为我国城市轨道交通未来发展趋势。文章通过对全自动运行系统互联互通技术进行分析,针对线网运营后运营成本增加和乘客出行换乘不便等日益突出的问题,提出一种基于互联互通的全自动运行系统全局调度技术方案,并以云平台为基础构建线网全局调度系统。其首先对全自动运行系统互联互通关键技术路线进行梳理,然后提出基于线网的全局调度技术(包括相关的系统构架和多目标优化模型),最后以某城市的线网运营和客流数据为基础,通过遗传算法对线网调度技术的多目标优化模型进行了仿真验证。仿真结果表明,采用文中所提技术方案,可降低城市轨道交通社会消耗总成本10.8%,缩短乘客出行时间12%。

城市轨道交通全自动运行线路通信系统主备控制中心切换研究

近年来,城市轨道交通建设中全自动运行线路越来越多。全自动运行线路对系统设备的稳定性、可靠性等方面的要求比普通线路要更高。通信系统作为全自动运行系统核心系统之一,除在主用控制中心设置一套中心级设备外,还在备用控制中心设置一套中心级设备,实现主备控制中心设备冗余切换,从而提高通信系统的稳定性、可靠性,保障全自动运行线路正常运营。本文介绍通信各子系统主备控制中心设备配置、切换机制及切换带来的影响,并提出了减小影响的方法,为轨道交通全自动运行线路建设提供参考。

城市轨道交通全自动运行系统站台门与信号系统集成方案研究

城市轨道交通全自动运行模式下取消了传统的驾驶员,站台门与信号系统的联动控制发生了较大变化。为保障全自动运行系统安全、可靠地运行,进行全自动运行系统站台门与信号系统的联动控制方案研究意义重大。通过研究站台门的组成和控制方式、站台门与信号系统传统联动方案及全自动运行站台门和信号系统联动的运营需求,明确了全自动运行站台门与信号系统联动的运营场景,提出了站台门与信号系统联动控制集成方案,搭建了集成方案的系统架构,并分析了集成方案的优势,给出了集成方案的对位隔离方式和间隙探测方式,阐述了集成的站台门控制器主要组成设备的功能。为提高全自动运行系统的安全性、可靠性,更好地满足全自动运行线路对站台门与信号系统联动控制的运营需求提供了解决方案。