基于高精度地图的智能网联技术师资培训探究——以《交通管理与控制》为例

在智能化、网联化的大环境下,随着相关政策落地和人才市场的需求,导致高校教师理论和实践技能遇到新的挑战,因此交通智能技术领域的教育教学改革也将成为必然的趋势。据此,文章首先简要介绍了基于高精度地图的智能网联技术的发展现状,随后围绕该新型技术对人才的需求探讨了该专业教学领域师资现状以及存在的问题,最后结合交通工程专业核心课程《交通管理与控制》对教师队伍的建设和培训给予了建议和意见,为更好地构建以高精度地图为基础的智能网联技术专业师资队伍提供借鉴。

一种基于无线专网的CTC3.0多岗位联动技术方案

在调度集中系统3.0(Centralized Traffic Control System 3.0,CTC3.0)推广使用过程中,对于接发车作业中的流程管理功能,因覆盖岗位多,需要通过多岗位联动来实现接发车作业流程的流转,尤为获得车站的关注与重视。通过分析车站运输生产过程中的接发车作业流程业务,结合CTC3.0作业流程管理功能,探讨一种基于无线专网的CTC3.0多岗位联动技术方案,以期在未来的实践中,实现CTC3.0车站接发车作业流程管理数字化,减轻车站人员的作业负担。

聚类与信息共享的多智能体深度强化学习协同控制交通灯

该文提出一种适用于多路口交通灯实时控制的多智能体深度循环Q-网络(MADRQN),目的是提高多个路口的联合控制效果。该方法将交通灯控制建模成马尔可夫决策过程,将每个路口的控制器作为智能体,根据位置和观测信息对智能体聚类,然后在聚类内部进行信息共享和中心化训练,并在每个训练过程结束时将评价值最高的值函数网络参数分享给其它智能体。在城市交通仿真软件(SUMO)下的仿真实验结果表明,所提方法能够减少通信的数据量,使得智能体之间的信息共享和中心化训练更加可行和高效,车辆平均等待时长少于当前最优的基于多智能体深度强化学习的交通灯控制方法,能够有效地缓解交通拥堵。

海外CTC系统关站模式下车次号自动跟踪功能研究

海外CTC系统关站模式下站场信号机始终处于关闭状态,传统的调度集中系统无法实现车次号自动跟踪功能,为此研究海外CTC系统关站模式下车次号自动跟踪功能的实现方法。在维持既有海外CTC系统设备结构的前提下,根据联锁系统的码位信息,由海外新型自律机实现相关逻辑处理,包括方向属性判断、反向搜索车次号和车次号移动3部分。在信号机关闭状态下,增加闭塞表示灯辅助站内占用区段的方向属性判断;增加关站按钮辅助反向搜索车次号时的进路标记设置。该方案已完成功能测试,即将应用于孟加拉帕德玛大桥项目,进一步提高海外CTC系统的自动化水平和安全性能。

完善CTC系统自动排路技术条件方案研究

列车进路自动控制(自动排路)是调度集中系统的重要功能之一。在实际运用中如果遇到因所接收的站场信息不符合技术条件导致系统无法自动排路时,只能通过人工方式完成,不仅大幅度降低运输效率,也违背了铁路运输部门优化作业环节和人员配置的发展要求。为解决自动排路技术在运用中受站场信息影响的局限性问题,从排路时机、进路序列、列车车次号3个方面提出对应的解决方案,以提高自动排路功能的可适应性。采用调整系统触发时机的方式,实现司机、调度员作业效能的提升;在站场信息中引入虚拟股道定义方式,实现无股道站场中进路序列的生成;通过改变一离去轨道区段状态信息采集方式,实现特定场景下列车车次号的自动跟踪。经测试,该方案可有效满足相应的应用需求,也为实现特定场景下自动排路功能提供参考借鉴。

基于国密算法的TDCS/CTC系统通信加密技术应用方案研究

为确保我国铁路列车调度指挥系统(TDCS)与调度集中系统(CTC)中业务数据的安全,研究基于国密算法的通信加密传输方案。以安全认证网关为核心,通过路由技术将业务流量导向安全认证网关,实现TDCS/CTC系统各层级间的数据传输加密。在冗余能力方面,当任意节点的安全认证网关故障时,路由技术会将流量切换至下一优先级路由,保障业务的连续性。通过仿真试验对方案的加密有效性、故障倒切能力、承压能力3方面开展验证测试,测试结果满足业务要求。该方案在不影响TDCS/CTC系统原有冗余能力的同时,保证了业务数据传输过程中的安全性,有效填补了我国TDCS/CTC系统数据传输加密防护方面的空白。

利用既有铁路开行市域(郊)列车调度集中系统信息交互研究

针对城市轨道交通线网指挥中心需与铁路局调度集中系统进行信息交互的需求,以北京铁路枢纽利用既有东北环铁路增建第二线开行市域(郊)列车典型工程为例,基于城市轨道交通线网指挥中心的需求分析,以及该工程调度集中系统的设计情况,对铁路局调度集中系统向城市轨道交通线网指挥中心的调度集中信息交互进行了浅度、中度、深度交互方式的多方案分析研究,提出基于局间接口方式构建行调信息复示系统的技术方案。该技术方案构建的行调信息复示系统,符合现行规范要求,铁路局调度集中系统侧设备和轨道交通线网指挥中心侧设备之间的物理界面清晰,不影响国铁调度集中系统和城市轨道交通线网指挥系统的现有系统结构,契合该工程由铁路局运输且调度指挥纳入铁路局管理的工程实际。为铁路局调度集中系统至城市轨道交通线网指挥中心的调度集中信息传递,提供了一种可供工程实施的设计方案。

基于混沌遗传算法的区域交通计算机控制配时优化

充分发挥混沌理论和遗传算法各自的优势,开发了混沌遗传算法,混沌遗传算法能有效地改进遗传算法的收敛速度慢、早熟收敛和有可能陷入局部最优点的缺陷。分析了城市交通这个复杂大系统的混沌性,并将混沌遗传算法成功应用于城市区域交通计算机控制信号配时优化。采用TSIS5.1进行了仿真,仿真结果表明:混沌遗传算法比遗传算法的收敛速度大大加快,且车辆平均延误和平均停车率都比遗传算法和固定周期法有明显的降低。

分散自律调度集中系统车次号技术的研究

自动办理列车进路是分散自律调度集中系统(CTC)核心的功能,车次号又是CTC系统进行列车跟踪和进路控制的重要依据。全面研究CTC系统的车次号技术,分析车次号的各种来源以及相应的优先级,详细讨论车次跟踪的数据结构及流程。在跟踪车次、无线车次及车次队列三方校核的基础上进行准确的进路控制。车次号与进路命令一一对应,车次号队列的顺序决定列车进路命令的执行顺序。介绍的车次跟踪方法简单、有效,可以回避由于轨道电路故障而引起的车次跟踪错误。

基于速度距离网络的列车运行曲线优化

轨道交通的节能研究在环保与经济方面具有重要的意义.以最小化单列车运行过程中产生的能耗为目标,基于列车的非线性动力学模型构建离散的速度距离网络,将列车运行曲线优化问题转化为一个整数规划问题,采用拉格朗日松弛和最短路径算法优化列车运行曲线.在此基础上,提出在粗粒度网络最优解的小邻域内重构细粒度的速度距离网络的方法,可有效提高运算速度.基于北京地铁亦庄线的线路和车辆数据,设计仿真案例对上述算法进行评估,并与遗传算法、基于CPLEX的整数规划算法和混合整数规划算法的求解效果进行对比.结果表明:提出的基于速度距离网络的求解算法可生成能耗更优且误差较小的列车速度曲线,并精准满足运行时间与终点速度约束.

具有行车安全检查的TDCS车站系统研究

对于多方向的车站,接发列车时容易错办进路,从而导致错开方向。CTC系统是依据调度员的列车运行调整计划,经行车安全检查之后进行自动排列进路或人工排列进路,可解决进路办理的安全问题。对于列车作业不能按图行车,同时调车作业量大的车站来说,CTC有一定的局限性,但这类车站往往迫切需要行车安全检查。提出了在TDCS基础上,车站值班员在车务终端上输入进路指令或者人工触发进路指令,这些指令经TDCS车站分机进行行车安全检查后发送给计算机联锁系统执行。该解决方案可以彻底地防止错办及漏办进路,满足了现场的运输需求,又提高了生产效率。

秦沈客运专线行车指挥系统

从网络技术、车次号确认等方面详细论述了秦沈客运专线行车指挥系统如何针对工程和实际情况 ,采用新技术 。

基于Fuzzy-ANP的空管安全风险评估研究

空中交通管制对于保障飞行安全至关重要,如何进行空管安全风险评估是亟待研究的问题。在分析三角模糊数学和ANP原理的基础上,针对空管安全风险因素相互影响的特点,建立基于Fuzzy-ANP的空管安全风险评估模型。以某空管单位为例进行实证分析,通过计算评价指标权重,找到影响空管安全风险的关键指标。结果表明,影响该空管单位安全的主要因素为管理标准效能、员工培训次数和人员语言及交流沟通状况等,该空管单位应重点改善这3个因素并兼顾其他影响因素。研究表明,Fuzzy-ANP分析法有助于确定安全风险评估的重点。

列车控制与服务网络流量监管研究

列车控制与服务网络(TCSN)不同于传统的列车通信网络,TCSN在保证列车控制业务传输的同时,充分考虑应用越来越广泛的旅客服务业务,实现列车控制与旅客服务业务流量一体化传输。TCSN采用区分服务模式,针对TCSN网络实际流量到达速率与SLA规定的流量速率可能不相符造成的流量突发,提出了一种多级令牌桶流量监管方案,通过两级令牌分配监管AF业务流量,并对监管后的流量报文进行着色和入队管理,实现列车控制与服务业务流量的动态监管及网络资源的合理分配。

列车控制与服务网络流量调度策略研究

文章根据列车控制与服务网络(T C S N)的列车控制与旅客服务业务一体化传输特殊需求,针对TCSN中数据流量调度,综合考虑TCSN中各种业务流量不同的流量特性、传输服务质量需求和网络当前利用率等因素,设计了一种两级调度方案DWDRR/PRI。重点阐述了两级调度的思想和调度算法的相关细节,以及调度策略,实现TCSN中关键业务优先传输和非关键业务按规则公平传输,并通过仿真分析证明了两级调度算法的可行性和正确性。

基于网络流量和数据包的CBTC入侵检测系统

为解决基于通信的列车控制(CBTC)系统面临的安全风险问题,实时有效检测CBTC系统中的攻击行为,如拒绝服务(DoS)和数据篡改攻击,提出一种基于网络流量和数据包的入侵检测系统(IDS)。首先分析CBTC系统特点和典型攻击行为对CBTC系统的影响;然后基于CBTC系统构建IDS模型,在数据包检测模块中,自组织映射(SOM)神经网络被用于改进基于密度的带有噪声的空间聚类(DBscan)方法,将基于自回归(AR)算法的网络流量检测模块与数据包检测模块结合;最后在CBTC仿真平台测试IDS,并进行性能验证。结果表明:IDS系统可通过对网络流量和数据包的特征提取、检测和告警,实现对CBTC系统的入侵检测,从而提高CBTC系统的信息安全防护能力。

动态令牌分配的TCSN多级令牌桶流量监管算法

在列车控制与服务网络(TCSN)中,为确保控制业务的优先传输,并保证其他控制和服务业务的服务质量需求,必须对AF业务流量进行监管。传统流量监管方式是静态的,不能适应网络负载状态的不断变化。为此,提出一种动态令牌分配的TCSN多级令牌桶流量监管算法。在传统令牌桶流量监管的基础上,采用两级令牌分配算法动态调节令牌添加速率以及重新分配令牌桶富余令牌,从而实现AF控制和服务业务流量的动态监管。仿真结果表明,该算法能够根据不同网络状态下AF子队列的欠缺令牌数、时延和丢包率情况来动态调整令牌分配配额。

基于网络流量与设备状态的CBTC入侵检测系统

为提高基于通信的列车运行控制(CBTC)系统的信息安全防护能力,利用网络流量与设备状态信息,研究入侵检测技术。首先,根据列车运行控制系统特点,分析攻击对系统产生的影响;然后,构建网络流量与设备状态检测模型,识别系统异常;最后,应用隐马尔科夫模型(HMM)融合异常检测结果,实现系统故障与恶意入侵的区分。研究表明:该系统可通过对网络流量、设备状态等信息的收集、处理和分析,实现多种攻击的检测,从而提高CBTC系统信息安全防护水平。

基于网络的雷达管制模拟机培训系统设计与开发

日益紧张的管制模拟机教学资源,制约了空中交通管制学员实践技能的培养,基于网络的雷达管制模拟机培训系统可有效突破管制专业实训课程的瓶颈。系统由网络管理平台和雷达管制模拟培训系统两大部分组成。系统的网络设计采用Client+Web Service(客户端+网络服务)和B/S(浏览器端/服务端)两种架构体系来实现,雷达管制模拟培训系统采用C#+Web Service+XNA进行编程,实现学员的基本技能及提高技能的培养。系统的结构设计采用基于Microsoft.Net架构的多层结构和面向对象的模块化设计方式,服务端数据库采用SQL Server数据库,可快速有效地进行数据管理和维护。此外,系统依据中国民航雷达管制的管制规则,建立了相应的计分规则,实现了自动评分功能。该系统可拓宽空管学员的训练手段,提高空管培训的效率,具有一定的应用价值。

基于MFD的模拟超饱和路网交通控制策略优化

为了缓解城市路网频繁出现的超饱和交通堵塞,本文以堵塞区域路网各条路段上行驶的车辆数作为状态变量,建立路网交通的状态方程,分析路段上车辆数变化规律;同时,基于交通流宏观基本图,以路网中路段累积车辆数最优作为控制目标,建立关于堵塞区域路网系统的离散状态优化控制模型,并将该模型在某城市新区进行模拟算例应用。结果表明,这种基于交通流宏观基本图的优化控制策略能有效缓解城市路网中超饱和交通堵塞,使路网整体输出效率得到明显提升。