智航无人机载LiDAR系统在轨道交通建设中的应用分析

为了减少轨道交通建设外业勘测的工作量,提高制图的效率和精度,本文首先基于实际项目,选用智航SF1650六旋翼无人机载LiDAR系统对济南新东站片区进行航摄,利用获取的LiDAR点云和影像数据制作DEM、DOM,然后再进行大比例尺地形图和片区断面图的制作。通过外业勘测核实,DEM和DOM精度完全满足轨道交通建设工程制作大比例尺地形图的要求,且相较于传统立体航测,精度和数据利用率得到很大的提升,极大减少了外业勘测工作量,验证了智航SF1650无人机载LiDAR系统的可行性,为今后的工程应用提供了参考方案。

基于云模型的城市轨道交通应急预案评价

城市轨道交通应急预案是应急机构和人员处理运营突发事件的指南,在应急管理中发挥着极其重要的作用,评价其优劣具有重要意义.为了解决在评价过程中存在评价指标主观性过强及评价结果难以量化等问题,引入CRITIC法和云模型理论,提出了二者耦合的城市轨道交通应急预案评价方法.根据实际情况建立了城市轨道交通应急预案评价指标体系,采用CRITIC法确定了各指标的权重,运用云模型的基本算法生成评价云和结果云,通过云的数字特征和云图比较直观地展现评价结果,得到待评价预案的评价等级.以某城市轨道交通应急预案为例,验证了评价方法的合理性与有效性,为应急预案的评价提供了新的理论依据.

基于组合赋权-可拓云的城市轨道交通线路运营安全评价

为解决城市轨道交通运营安全评价指标缺乏时效性和部分安全评价模型忽略评价等级的模糊界限等问题,重新构建城市轨道交通线路的运营安全评价指标体系,包括员工对传染性疾病防控措施的执行力度、相关单位的配合程度、防控设备的完备程度等新指标;其次运用基于离差最小化的最优最劣法(BWM)和反熵权法对各指标进行组合赋权;然后应用可拓云确定城市轨道交通线路运营安全评价等级;最后以上海地铁17号线为例进行实例分析。结果表明:上海地铁17号线运营安全评价各指标的各级云关联度低于0.5且置信度高于0.99,其中,人员因素、线路因素、管理因素的置信度均为1,仅设备因素的置信度为0.998;结合每个二级指标的灵敏度值分析,得出车站运营设备的可靠性对线路实际运营安全影响最大;在实际运营中,乘客对车站传染性疾病防控的配合程度越高,对综合评价的提升也越大;该评价指标体系和评价模型能够准确地反映城市轨道交通线路运营安全水平,且更加适用于目前城市轨道交通线路的运营情况。

基于组合赋权-云模型的城市轨道交通换乘站运营安全评估研究

换乘站作为城市轨道交通联络线网的载体,其运营安全状况是影响整个线网运营的关键因素。针对现有换乘站安全评估影响因素不全面、评价标准不完善等问题,构建换乘站运营安全评估指标体系,并引入直觉模糊二元语义改进最优最劣法确定指标权重。同时,在充分考虑主观评价的犹豫性和模糊性的基础上,提出基于云模型的定性语言定量化的重构方法,并通过对比综合云与标准云的相似度给出评估结论。以上海地铁龙阳路换乘站为例,构建影响龙阳路站运营安全的指标体系,得出龙阳路站运营安全水平及设备因素对其运营安全影响最大的新结论,验证该评估方法的有效性,为准确掌握轨道交通换乘站运营安全现状,提高运营安全水平提供理论支撑。

基于OpenStack的高可用城轨云平台:设计、实现与可用性分析

轨道交通系统对于可靠性具有特殊要求,构建高可用轨道交通私有云计算平台,已成为城轨交通的热门研究领域。设计并实现高可用云管系统与高可用云上虚拟机,能有力推动更多的轨道交通业务向云平台迁移,提升资源利用率。首先,介绍轨道交通的云计算建设概况及云平台容错方法;其次,详细描述利用开源OpenStack技术,实现高可用云管平台与高可用虚拟机的方法,利用故障树工具分析云管系统与虚机的失效模式之后,用马尔科夫过程对云管系统与虚机的可靠性进行建模分析;最后,利用设计的高可用云平台,部署完整的基于通信的列车控制系统中的地面业务,并对虚拟机两项可用性的关键指标进行测试,根据测试结果,获得模型的参数,进而计算得到整个私有云计算平台的可用性指标。本研究将为城市轨道交通的高可用云计算平台建设提供有力的理论基础与实践经验。

城市轨道交通实训中心智能运维管理系统设计

设计了一种基于云-边协同架构、多专业协同融合的城市轨道交通实训中心智能运维管理系统。首先,分析智能化时代实训中心多专业的融合协同、集成化的实时监测、智能化的故障预防、信息化的资源管理、数字化的场景输出和多方面的反哺机制等需求;其次,基于云-边协同架构,对系统逻辑架构和物理架构进行设计;最后,应用智能感知、数据库、云边协同、故障预测与健康管理等技术,实现智能运维管理系统实时监控、数据管理、健康管理、应急管理、物资管理和教学管理等功能。系统测试结果表明,该系统能有效实现上述功能,显著提高实训中心的智能运维管理水平。

城市轨道交通云平台网络安全访问控制技术研究

通过分析城市轨道交通云平台网络安全常见风险及应用实施需求,首先论述访问控制技术的适用性,提出以资源隔离为主,结合安全策略实施的解决方案;其次采取业务系统分区分域的策略对城轨云平台进行边界划分,形成保障系统安全的基础架构,并遵循风险检测与控制的安全标准体系,实现基于主动防御技术的城轨云安全态势感控平台;最后按照等级保护规范的要求,提出一套基于安全标记的强制访问控制技术模型,从安全级别和安全范畴2个维度进行安全标记设计,按照数据敏感度和完整性设定安全级别,按照业务类型和业务区域进行安全范畴的抽象和定义,从而有效支持城轨云平台达到所设计的网络安全标记等级。

三维激光扫描与BIM技术融合的城市轨道交通地下建筑物三维建模方法

本文将三维激光扫描技术与BIM技术相结合,实现了城市轨道交通地下车站、隧道及附属设施的三维建模。通过激光扫描仪获取点云数据,利用点云处理软件进行预处理,包括拼接、去噪和精简等操作;然后利用特征点云提取方法结合BIM建模软件和可视化编程技术,有效解决了传统测绘方法无法获取和处理复杂地下建筑物信息及BIM模型中信息孤岛问题。本文方法对未来城市轨道交通工程建设和运维管理的信息化和三维可视化具有重要意义。

智慧城轨云脑平台总体方案设计

随着大数据、物联网、人工智能、5G等现代信息技术的进步,城市轨道交通逐步朝着智慧化、智能化的方向发展。城市轨道交通系统在运营中会产生大量数据,为促进数据的汇聚、融合和共享应用,需构建作为智慧城轨发展基础平台与数字底座的智慧城轨云脑平台。文章在分析建设智慧城轨云脑平台必要性的基础上,确定智慧城轨云脑平台总体方案设计思路,并以此为基础进行平台总体架构和功能设计,最后对平台在车站、线路、线网3个层面的业务应用进行阐述,以期提升数据治理能力,实现快速流畅的数据交互、全面真实的数据分析、科学精准的决策施策,为城市轨道交通系统的安全、绿色、高效运行提供有力支撑。

城市轨道交通综合监控2.0系统探析

[目的]为了解决城市轨道交通(以下简称“城轨”)传统综合监控系统存在的体系架构陈旧、系统集成度不足及各专业数据繁杂离散等短板,进一步加强数据共享,提升数据价值,研发了基于城轨云技术的综合监控2.0系统。需对该综合监控系统的架构与功能进行深入研究。[方法]简述了城轨综合监控2.0系统中基于城轨云的数据中心级云计算平台与站段云节点的两级架构。介绍了综合监控2.0系统的集成范围,以及该监控系统与车辆信息系统的集成接口。基于场景化运营的需求,重点对该监控系统下一键开/关站、正常运营、应急运营、夜间监护及设备运维等运营场景的实现进行了介绍。[结果及结论]城轨综合监控2.0系统在数据融合的基础上,能够有效提高城轨运营效率。

基于云架构的城市轨道交通信号系统方案研究

传统架构下信号系统有很高的独立性,无法实现多系统间信息融合。为实现与城轨生产网的信息共享及大数据挖掘,可选择将信号ATS子系统纳入城轨云平台。在保证信号系统核心设备独立性、安全性的基础上,将ATS子系统中心级服务器、工作站纳入云平台,以1.0的复用比为例计算了ATS子系统的计算资源需求。ATS上云部分与非云部分的连接通过云平台核心交换网络实现;应用服务器及接口服务器配置刀扇式服务器,数据库服务器配置机架式服务器。为满足ATS子系统冗余及无扰切换要求,云平台为ATS子系统提供两套配置相同的服务器资源;考虑到城轨信号系统需满足信息安全等级保护3级的要求,云平台均应按照信息安全等级保护三级进行建设。

轨道交通云平台研究

[目的]为推动轨道交通控制系统的现代化进程,并提升其安全性、可靠性和运营效率,特设计了一种轨道交通云控制系统架构,旨在将该系统的安全苛求功能与非安全功能有效集成并部署于云平台之上。[方法]通过光纤方式连接对象控制器与云平台服务器,实现远距离分布式控制。分析了轨道交通云控制系统的特点,并从时间管理、空间管理、共享资源管理、运行模式管理、降级模式管理和安全监控等6个方面梳理了安全需求。[结果及结论]云平台的虚拟化层须在空间隔离、时间隔离、故障隔离和管理、可预测性、安全性和机密性等方面进行设计;云平台的调度机制包括时间触发调度和事件驱动两种机制,二者对平台的时序约束产生不同的影响;云平台的分层调度存在4种资源共享协议,须根据不同的任务进行选择。

基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差评价方法

盾构机在掘进过程中,由于盾构姿态控制不当等因素,管片拼装时常发生错台值、椭圆度失准等工程质量问题,这些施工质量问题往往会对隧道的稳定性及安全性造成影响,为保证盾构隧道的安全施工与健康服役,在施工过程中对盾构管片拼装质量进行动态评估尤为重要。针对传统盾构管片拼装检测效率低,精度有限及检测数据全面性差等问题,应用三维激光扫描技术采集盾构管片拼装成型后的点云数据,通过长短轴法和改进的按斜率分割法分别对盾构管片的椭圆度和错台值进行测算;同时提出环段数据拟合提取隧道中轴线及中心点的方法,实现盾构管片拼装质量高精度、高效率、自动化检测。结合实际盾构隧道工程案例分析,验证基于三维点云的盾构管片拼装质量偏差检测方法的可行性。

新一代基于云架构信号系统建设方案

[目的]以推进城市轨道交通信息化、发展智能系统、建设“智慧城轨”为主题,构建高度集成的城市轨道交通云平台是新时代技术发展方向,信号系统与云平台融合属于信号系统的一个重要发展趋势,需对如何构建高效、可靠、经济的基于云架构的信号系统进行深入研究。[方法]结合常州地铁新一轮城市轨道交通建设方案的需求,根据现有云平台技术特点和信号系统技术现状,对信号系统云化可行性及建设方案进行分析、论证;重点研究线网统一的ATS(列车自动监控)建设方案、信号系统云化范围、云平台架构的选择、云化后信号系统ATS互联互通方案等内容。[结果及结论]明确了信号系统云化的定义,论证了信号系统ATS云化的可行性;根据信号系统云化后能否通过SIL2(安全、完整性等级2)评估,确定了ATS云化的具体设备清单;提出了新一代基于云架构的信号系统建设方案,建议承载ATS的城市轨道交通云平台架构可逐步从模式一向模式三过渡,并应具备更新迭代的能力。信号系统设备融入云平台后能够提升信号系统的处理能力,减少硬件设备数量,并有利于实现线网资源信息互通,促进调度智能化的发展。

城市轨道交通列车噪声在线监测系统开发及应用

[目的]随着城市轨道交通的快速发展与扩张,列车运营年限的延长导致噪声污染问题日益显著,对乘客的乘车体验和健康造成了严重影响,并直接影响到轨道交通企业的品牌形象和服务质量。因此,有必要对列车运行过程中的噪声进行采集与监测,以便有针对性地对噪声进行治理,使治理效果达到最大化。[方法]结合了噪声传感器、STM32单片机、4G传输模块、KeilμVision5、Python、OneNET云平台等硬件和软件资源,基于物联网技术设计并开发了一套针对城市轨道交通列车的噪声在线监测系统。[结果及结论]该系统已成功应用于昆明地铁4号线进行测试验证,其实现了对列车内噪声的实时监测,具有采样周期短、数据精确度高、数据丢失率和延迟率低等优势。对于超出国家标准的噪声水平,系统能够及时发出预警,有效满足了设计预期目标。该系统还能够运用到其他环境噪声监测领域,为环境噪声治理提供依据,提升居民生活品质,推动城市可持续发展。

城市轨道交通多节点线网云平台方案研究

多种类型的云边协同方案逐步在城市轨道交通领域落地实施,但大部分上线项目依旧存在的资源利用率低、基础性能过剩等问题。为解决以上问题,提出一种优化设计思路,通过构建具备中心层、线路层两层扁平化架构的多节点线网云平台,剥离中心层与线路层业务分工,中心层负责线网运行调度指挥、地铁数据资产汇集及服务以及线网级智慧应用基础支撑,线路层打破各线路间壁垒,围绕换乘站构建边缘节点,为线路业务系统提供基础资源,满足线路侧实时业务运行需求。通过两层架构的设计,实现线网与线路业务分离,在提高云架构实时响应能力的同时,大幅度降低线网数据中心的建设规模。

城市轨道交通数字化运营实践——以昆明地铁4号线为例

城市轨道交通高速发展对企业运营管理带来了前所未有的挑战,传统的运营方式制约了数据的使用和资源的共享。随着交通强国战略、智慧城市建设的快速推进,地铁作为居民交通出行的重要组成部分,高额运营成本与传统运营管理手段不匹配的矛盾,亟需从传统思维向数字思维转变,以数字化驱动运营管理质量提升,提高企业生产效率。本文对轨道交通数字化运营的难点进行了总结分析,并以昆明地铁4号线为案例,展示4号线运营数字化转型的路径及数字化运营的经济效益成果。4号线通过搭建基于云平台的轨道交通综合自动化系统及业务一体化管理系统,并同步开展企业数字化转型变革,实现地铁数字化运营,以实践推进企业降本增效,为同行业提供了面向城市轨道交通的数字化运营解决方案。

基于三维激光点云技术的城市轨道交通线路空间数字底座建设

[目的]为推动上海轨道交通数字化转型、高质量发展,需通过建设数字孪生模型,打造统一、权威、精准的空间数据底板,为线网规划、建设、运维、管理等涉及空间地理的应用场景提供空间数据服务。[方法]结合实际场景和存量数据,采用三维激光点云、卫星遥感及无人机等技术进行三维重建,生成空间数字底座模型。利用手持式三维激光扫描仪采集城市轨道交通专题空间数据,将采集的点云数据模型单体化,利用GIS(地理信息系统)将城市轨道交通实景三维模型、规划和控制数据以及各种空间基础地理数据接入可视化平台,建立“全空间、全周期、全要素”空间数字底座。以上海轨道交通九亭站为例,制作站场分层平面图和三维实景模型,将模型文件与各种属性信息进行挂接后接入城市轨道交通线路空间数字底座中。[结果及结论]城市轨道交通线路空间数字底座结合空间基础地理数据,可为线网“规划—设计—管理—运营”提供统一的空间地理服务。将车站三维实景模型以及建设中征地范围信息接入空间数字底座中,便于开展城市轨道交通房地和固定资产日常管理,为城市轨道交通日常运营和管理提供权威、准确、直观的决策依据。

基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统设计

为解决传统ATS系统只能显示本线路的线路图、只能进行单一的线路行车调度指挥,以及物理硬件数量多、升级扩容难度大等问题,设计了一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统(NATS)。该系统可以针对大型城市进行轨道交通全路网的信息显示,以便线网中心进行整体运营指挥和调度,提供行车指挥、运营指标分析、全局运行图编制、线网和线路协同指挥等运营管理功能,实现城市轨道交通监控调度集中化管理。借助于云平台,NATS系统能够虚拟化到云平台上,无需对系统本身进行大范围、深层次改动。利用云平台的特点,可以整合各线路的硬件资源,减少硬件设置,并根据NATS系统的规模灵活配置,便于既有线路数据迁移、后续线路接入和扩展,对系统整体性能有显著提升。本设计方案对各大城市的轨道交通线网级列车监控提供重要参考。

云信号系统工程应用优化方案研究

为加快绿色、智慧城市轨道交通的实施推进,促进新技术、新产品与既有设施设备融合,探索既有线路的无感改造,南京地铁宁句城际线信号系统采用基于云平台的一体化CBTC信号系统(简称“云信号系统”)替代传统CBTC信号系统。阐述云信号系统的系统架构和系统特性;针对宁句线云信号系统因初期设计方案不完善带来的设备布置过度集中化、轨旁控制方案不合理等问题,提出精简整合云端安全运算服务器配置、云端安全运算服务器群组冗余化设计、深化通用硬件平台适配工作、采用云信号系统进行既有线改造、逐步推进轨旁控制柜优化配置方案等应用建议,为行业未来云信号系统发展与应用提供参考与借鉴。