列车大小交路通信协同运行自适应控制方法

针对列车运输能力与客流时空分布不匹配的问题,提出列车灵活编组方案和短编组小间隔自适应控制方法。首先,根据新型列控系统的特点,设计列车自适应闭环控制框架,构建列车最小追踪间隔模型,提出大小交路列车在小交路通信协同运行的编组方案。其次,根据列车编组方案短编组小间隔控制需求,基于深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法设计列车自适应控制模型,模型中通过设置奖励函数实现列车多目标控制,通过设计神经网络输出列车最优控制策略。然后,利用Matlab/Simulink仿真平台,以上海地铁2号线2A-2A列车通信协同运行为例,设置其追踪间隔为10 s,搭建加入随机阻力扰动的列车自适应控制模型并进行训练。研究结果表明:列车停车误差为0.1 m,准时误差为0.2 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为180.6 m,满足列车精准停车、速度协同和间隔安全性要求。针对DDPG算法估值过高而导致列车运行速度波动的问题,将神经网络中的Critic网络进行改进,改进后训练仿真表明:列车停车误差为0.03 m,准时误差为0.1 s,协同速度差小于2 km/h,区间最小追踪间隔为181.1 m,列车停车精度和间隔安全性均有提高,且速度波动相对平稳。最后,为验证该控制方法的实时性和安全性,假设前车在意外情况下减速停车,经仿真验证:后车停车误差为1.3 s,停车间隔为220.8 m,满足实时性和安全性的要求。研究成果可为城市轨道交通提供一种灵活匹配客流量的行车编组方案,为新型列控系统列车短编组小间隔运行提供一种安全高效的自适应控制方法。

新时代背景下实验教学体系与模式探索——以陕西理工大学材料成型及控制工程专业为例

材料成型及控制工程专业是材料科学、成形工艺与自动控制技术的综合与交叉,是材料、机械、控制和计算机等多学科交叉融合的专业,也是典型的工程应用型专业。陕西理工大学材料成型及控制工程专业拥有40余年办学历史,经过长期建设,成为国家级一流专业建设点。伴随专业的发展,实验室建设也取得一定成效。当前材料成型及控制工程专业存在实验教学理念落后、形式单一、实际工程受限、理论及方法研究不足等问题,基于新时代背景下专业人才培养的规格要求,通过构建和完善专业实验教学体系,探索新时代背景下材控专业实验教学改革的新思路、新路径,专业构建出多方位融合的实验教学体系基本框架,提出“四个层次、六个模块、两个开放”的专业实验教学体系的培养模式,借此提高学生的工程素质,提升学生综合分析问题、解决实际问题的能力。

新型列控系统ATP车载设备开发过程安全控制措施研究

作为下一代列控系统的重要组成部分,新型列控ATP车载设备的设计开发需严格按照行业技术要求执行安全控制措施,以确保设备满足安全需求。从RAMS分析、系统测试、验证确认3个方面对设备开发过程中的安全控制措施展开研究:根据新型列控ATP车载设备的功能分析,采用Relex Studio建立可靠性框图及故障树模型,计算设备的RAMS等各指标符合技术条件要求;针对系统测试需求,设计测试流程,搭建仿真测试环境进行系统测试;通过具体验证活动与多种确认方法,验证新型列控ATP车载设备能够在目标环境中有效运行。新型列控ATP车载设备所采取的安全控制措施可提高其可靠性与安全性,为其他安全相关的铁路信号设备的设计开发提供参考。

新型列控系统无线闭塞中心测试平台研究

新型列控系统是对我国列车运行控制系统的最新研究与技术探索,无线闭塞中心作为新型列控系统的地面核心设备,实时控制列车间的追踪间隔,保障管辖范围内列车安全运行。为发掘新型列控系统无线闭塞中心设计中的不足,需利用测试平台对其安全功能进行充分验证。既有无线闭塞中心测试平台由于逻辑及数据结构设计问题,难以适配新型列控系统的工程数据,且无法满足新型列控系统部分功能的测试需求。通过分析新型列控系统工程数据及无线闭塞中心系统功能,对既有测试平台进行升级,将逻辑构建方式由以数据为基础调整为以模型为基础,降低测试平台与工程数据的耦合性;利用真实线路数据及新型列控系统中典型运用场景对该测试平台功能进行验证。验证结果表明,该测试平台解决了适配度不高、数据配置复杂的问题,可以满足新型列控系统无线闭塞中心多场景测试需求。

CTCS-N等级转换场景形式化建模与验证

新型列车控制系统的车载设备承担更多地面设备的功能,其功能测试主要是以现场测试为主,费时费力,构建满足系统功能与性能需求的模型有助于保证列车在线路上安全、高效地运行,因此针对新型列控系统提出一种基于时间自动机的形式化建模与验证的方法。首先,选取等级转换场景为主要建模场景,提取规范中的功能与性能需求,梳理信息交互图,基于UPPAAL建立车载设备、应答器、临时限速服务器、无线闭塞中心的时间自动机模型;然后,使用模拟器进行模型的仿真,生成对应的消息顺序图;最后,以自动机语言为基础,验证正常模式和故障模式下车载设备转换是否满足要求。验证结果表明:所建立的模型满足等级转换场景的需求,其功能符合对应的技术规范,证明了该形式化建模的可行性,为新型列控系统测试、其他场景或功能的建模与验证提供了参考。

新型列控系统列车追踪间隔的优化及效能评估

为了解决地铁列车运力不足,缩短列车追踪间隔,提出了新型列控系统、相对移动闭塞和协同运行三者相结合的方法,构建了列车通信协同运行模型。在该模型下,精细化前后列车冲突区域,对正线和站后折返最小追踪间隔分别优化建模,提出缩短追踪间隔的行车策略。经实际线路仿真计算,相比基于通信的列车运行控制系统(communication based train control,CBTC)列车通过能力提升了32.3%,且4A编组可以满足79.9 s的行车间隔。考虑缩短行车间隔对运营效能的影响,将运营效能量化为运输率、满载率、单位能耗、等车时间,对不同行车方案进行评估。结果表明,对于单向小时断面客流量小于6.4万的线路,通过调节行车间隔,4A编组在满足满载率下,比6A、8A编组能耗更小,等车时间更短。

新型列控系统中列车完整性功能测试方法探讨

由系统级层面分析完整性相关功能的运营场景,采用时序图及流程图对车载设备-列尾设备-地面设备间的信息交互及处理逻辑进行建模,并据此设计正常场景、故障场景(单车运行)、故障场景(双车追踪)下的测试案例。通过在实验室搭建半实物仿真测试平台,验证系统的完整性相关功能以及测试案例的可行性。该案例设计方法对新型列控系统完整性相关功能的测试方案制定具有重要参考意义。

铁路新型列车运行控制系统技术创新及应用

列车运行控制系统(简称列控系统)是铁路安全运输的关键,也是提高运输效率的重要技术手段。我国西部铁路受自然条件限制,对列控系统提出轨旁设备少、维护工作量小、运输效率高的需求,因此研制了适用于西部铁路、具备移动闭塞功能的新型列控系统。介绍新型列控系统的研究背景、设计原则、主要功能结构与工作模式,重点分析系统采用的多源融合列车定位、列车完整性检查、站区一体化控制、移动闭塞等7项创新技术,并提出系统后续发展完善的展望。

融合点式后备模式的CTCS-4级新型列控系统研究

首先介绍移动闭塞基本原理,分析新型列控系统的主要故障场景及站间闭塞后备模式下的故障处理方式,指出存在的问题。其次参考CBTC的点式ATP后备模式,按照“故障-安全-运行”的理念,创新性的提出融合点式后备模式的CTCS-4级新型列控系统结构。最后通过局部建模,解析点式后备模式的工作原理以及各种故障场景下的运行方式。

基于强化学习的新型列控系统区间行车间隔控制方法

列车间隔控制是保证列车运行安全和提高列车行车密度的关键.基于车-车通信的新型列控系统能够感知更多的列车运行环境信息,缩小列车行车间隔,提升列车运行效率.本文将列车速度控制视为一个决策过程,采用强化学习算法来实现新型列控系统中列车区间速度的实时控制.首先,结合车-车通信获得所处环境的列车状态信息,采用蒙特卡洛树搜索算法实时生成列车动态速度调整序列;然后,通过动态规划算法对序列进行分析处理,并在此基础上,确定列车当前时刻所应采取的速度控制策略;最后,仿真模拟了多车在不同初始条件下的列车间隔控制运行场景.仿真结果表明,在相同场景下强化学习算法对比模糊控制算法在行车间隔控制的响应速度、调节时间、总体波动以及超调量上具有一定的优势.

一种新型列控系统方案探讨

在对我国列控系统应用状况和存在问题进行总结的基础上,结合对国外先进列控系统发展趋势的分析,提出了一种新型列控系统的基本框架,并说明了系统工作原理,为产品研发提供依据。

中低运量新型轨道交通信号系统方案研究

结合中低运量新型轨道交通的工程特点和运营需求分析,探讨与线路运能相匹配的列车运行安全防护方案,明确选择列控制式时需要考虑的主要因素;分析了与运营管理模式相适应的信号系统架构设计原则,提出以地面列控为主的精简型信号系统架构及设备配置方案,有利于降低信号系统的建设与运维成本。

新型铁路客车制动、电气装置教学系统的研制

新型客车制动、电气装置教学系统融微机控制的实物系统和多媒体教学系统于一体,将感性认识较强的实物教学系统和色彩丰富、引人入胜的多媒体有机结合,取得了较理想的培训效果。

基于北斗卫星的新型列控系统研究

针对某信号系统要设备简单实用、维修维护少、运输效率与线路匹配的特殊需求,提出利用北斗卫星定位及其短报文功能构建新型列控系统。阐述了新型列控系统的技术特点及架构;对列车定位、接近区段确定等关键技术进行了分析;对北斗短报文时延、长度与控车需求的匹配措施进行了描述。

新型列控系统电子地图临时限速发送方案探讨

新型列控系统中由TSRS向车载设备发送电子地图,电子地图含轨道地理信息文件和固定应用数据文件,不含临时限速信息。当列车进入后备监控模式运行时,由司机手动输入临时限速来告知车载设备。提出一种电子地图临时限速发送方案,电子地图增加临时限速信息,TSRS实时向车载设备发送临时限速信息供车载设备后备模式使用,从而提高系统可用性。

CTCS2+ATO列控系统在珠三角城际轨道交通中的应用

从业主的视角阐述了珠三角城际轨道交通网采用CTCS2+ATO列控系统的必要性;介绍了在选择CTCS2+ATO列控系统技术方案阶段,如何及时进行控制、管理,引导、培育出符合市场经济公平竞争原则的新产品;以莞惠线CTCS2+ATO列控系统试验段的施工组织设计规划、实施及试验段测试为例,验证组织工作。

RMU中BOOL子系统特殊联锁功能研究

资源管理系统(RMU)的逻辑处理子系统(BOOL)部分相当于既有车站联锁,由于RMU的系统本身的需求及系统接口原因,BOOL子系统的相关功能的设计及实现方式又跟既有联锁有着很大差别,结合既有车站联锁的相关功能,对比分析BOOL子系统的进路办理、解锁和区间改方逻辑,对BOOL子系统的特殊需求进行详细分析及说明。

新工科背景下过程装备与控制工程专业培养方案的修订

以长江大学过程装备与控制工程专业为例,探讨新工科背景下过程装备与控制工程专业培养方案的修订。从培养方案中课程的设置与优化、导师制以及课程负责制的实施三个方面,详细分析方案中课程、学生以及教师三者之间的角色和关系,并系统阐述培养方案实施的具体办法,为推动新工科的实施、探索新形势下复合型人才的培养提供有效参考。

新型列控系统中RMU自动化测试研究

针对基于动态间隔的新型列控系统中资源管理系统(RMU)的数据测试及回归测试,研发了基于智能专家库的自动化测试系统。经实际应用,该系统能够提高测试效率,可为新型列控系统的研发提供更加有力的保障。

基于CTCS-N的市域铁路新型列控系统方案探讨

为满足市域铁路列控系统需求,基于现有CTCS-N列控系统,探讨CTCS-N新型列控系统在市域铁路应用的关键技术方案,包含列车定位及列车占用检查、移动闭塞、列车完整性检查及互联互通;提出基于CTCS-N的市域铁路列控系统组成及基本功能,并与CTCS-N进行对比分析。研究表明,提出的基于CTCS-N的市域铁路列控系统继承了CTCS-N的优势,提高运输能力、减少轨旁设备和降低维护成本,同时简化了系统结构,对CTCS-N列控系统推广和市域铁路列控系统开发具有参考意义。