新工科背景下专业实习体系探索与实践——以轨道交通信号与控制专业为例

为适应新工科对人才培养的新要求,针对轨道交通信号与控制专业的实习体系在实践过程中存在的主要问题,通过深化产教融合、强化虚实结合、细化考评综合,建立纵向“三阶段”逐级递进、横向“双形式”互补的实习新模式,形成“一平台,双引擎,三大素质”的实习教学新理念,构建“一核心,三过程,九指标”的综合能力评价新机制。在实习组织形式、实习资源整合、实习评价方式等方面进行积极探索和大胆实践,对其他工科专业的实习教学体系建立有一定借鉴和参考意义。

互联网+背景下虚拟教研室内涵建设

针对高校基层教学组织建设存在的一些问题,分析了虚拟教研室的成立背景、建设内涵,探讨了虚拟教研室的组织架构及保障条件,提出了以师资能力提升为导向,以课程建设为核心,以教学资源共享为途径,以开放课题研究为抓手的内涵建设途径。实践应用表明,通过加强虚拟教研室内涵建设,极大地提升了各参与高校的积极性,有效促进了各参与高校轨道交通信号与控制专业的专业建设水平,提升了人才培养质量。

轨道交通信号联锁列控一体化系统软硬件设计

该文主要探究联锁列控一体化系统的软硬件设计内容。该系统的软件部分使用VC++6.0开发,包含4个功能模块,分别是进路选排、进路锁闭、信号开放与进路解锁,可以实现车站与区间范围内信号设备的一体控制,并处理进路命令和控制地面设备;该系统的硬件部分包括STM32主控芯片和PCI版驱动采集板,以及CAN通信接口等,在保证通信速率与通信质量的基础上,实现上位机与下位机的信息共享与可靠交互。该系统以轨道交通信号为基础数据,在数据采集、分析的基础上为监控列车运行和保障行驶安全提供帮助。

基于卡尔曼滤波的室内二次辐射噪声测量修正方法

地铁运营诱发的沿线建筑物二次辐射噪声已成为城市噪声投诉重要来源,大量的轨道减振措施因而得以应用。但是由于测试条件的原因,对减振轨道区间沿线的建筑物二次辐射噪声进行测试所获取的噪声信号往往与背景噪声信号差异较小,致使室内二次辐射噪声评估结果不稳定。为评估观测信号与背景噪声信号接近时的室内二次辐射噪声,提出一种基于卡尔曼滤波方法的楼板振动与室内噪声测试数据联合评估方法。首先,根据卡尔曼滤波器工作原理,提出室内观测噪声误差矩阵和经验公式预测方法误差矩阵的构造方法。而后采用向典型信号中掺入高斯白噪声的方法结合现场实测数据验证了该方法的可行性。最后基于该方法对比分析几种经验预测公式的效果。

基于脑电信号特征的高铁调度员疲劳状态识别

为增强铁路行车的稳定性与安全性,有效识别调度员的疲劳状态对行车组织的影响,基于脑电(EEG)信号特征,提出一种调度员疲劳状态识别方法,根据作业时间段划分调度员的疲劳状态,设计高铁调度模拟试验获取脑电信号数据,通过小波级数展开和傅里叶变换提取高铁调度被试的3种脑电波频域幅值作为特征值,结合调度员作业特征和脑电信号特征,验证疲劳状态的划分结果,通过Python语言环境搭建ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax这2种模型,基于深度学习方法,将输入特征转换为三维立体矩形模型,并优化调整权重,获得最优模型,从而判断高铁调度员的疲劳状态。研究结果表明:ResNet18+SoftMax和MobileNet V2+SoftMax神经网络模型对高铁调度试验参与人员的疲劳状态识别准确率分别为92.78%和99.17%;相较于支持向量机(SVM)模型,这2种模型可提升清醒状态和疲劳状态的识别精度,并降低运算时间,其中,MobileNet V2+SoftMax模型的识别准确率和运行速度最优。以MobileNet V2+SoftMax模型原理为内核,可以更快速准确地识别高铁调度员在长时间作业条件下的潜在疲劳风险。

基于改进浮动单元的城市职住平衡时间尺度估计——以广州市为例

已有研究对城市职住平衡的测度往往存在可塑性面积单元问题,且忽略了交通网络在职住联系中的媒介作用。提出一种改进的浮动单元法,构建基于道路和城市轨道交通网络的数据集,以时间为职住分析尺度生成浮动单元,运用手机信令数据对职住平衡进行测度。以广州市为例,对就业中心和居住区的职住平衡时间尺度进行估计。研究发现:广州市中心城区职住平衡时间尺度分布呈圈层式空间特征,职住平衡时间尺度从一级就业中心向外围先减小再增大;城市轨道交通缩小了就业中心的职住平衡时间尺度;一级、二级(不处于一级就业中心的辐射范围内)和三级就业中心的职住平衡时间尺度分别为32~40 min、14~28 min和10~20 min,而居住组团的职住平衡时间尺度主要依附于就业中心且受到城市轨道交通的影响。最后,提出在合适的时间尺度下对职住空间结构进行评估和优化住房和就业等资源配置,并重视城市轨道交通对职住空间结构的影响。

大型枢纽车站铁路信号系统增改工程设计与施工

新建广州白云火车站是未来广州市的重要交通枢纽,其规模庞大,情况复杂。该文结合现场施工实际状况,以广州白云火车站改造为例,详细描述白云火车站在新建和改建过程中,信号系统具体设计思路和施工总体技术方案,针对施工可能出现的问题,制定相应措施,确保改造工程顺利进行,为今后轨道交通枢纽信号系统施工积累经验。

高职城市轨道交通通信信号技术专业工作手册式实训指导书开发与应用

随着城市轨道交通行业的快速发展,对相关专业技术人才的需求日益增加。高职教育作为技术人才培养的重要基地,其教学方法和实训模式的创新对于提高学生的专业技能和就业竞争力具有关键作用。通过对教学模式改革、实训室利用优化以及教学成效评估等方面的深入分析,提出工作手册式实训指导书的概念,通过整合理论知识与实际操作,构建一个全面、系统的实训教学体系,以提升实训室的使用效率,增强学生的学习动力和实践能力,同时通过多维度的评估和反馈机制,促进教学内容和方法的持续优化。

基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法

在当前城市轨道交通快速发展的需求下,国内轨道交通安全相关系统的预评价方法尚不成熟,积累的各类故障、事故案例无法得到有效共享,导致实际工程中预评价工作难以开展。首先,构建了基于本体推理规则的Man(人员)、Machine(设备)、Media(环境)、Management(管理)及Mission(任务)的5M多因素信号系统安全知识库。其次,阐述信号系统预评估过程,结合案例分析和应用,形成了基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法。最后,从风险辨识质量和风险控制精准度等多方面将基于安全知识库的轨道交通安全预评价方法与一般预评价方法进行比较,结果表明该方法能够从全生命周期角度对信号系统分阶段风险进行辨识并评定风险损失,风险辨识质量高、风险控制精准度高,且该方法的实施有利于加强城市轨道交通事前安全管理效果,同时也可为安全相关系统的风险预评价理论研究提供参考。

区域轨道交通跨线站配线方案研究

“四网融合”发展背景下,区域轨道交通网络化运营成为重要发展趋势,而跨线站则是实现不同轨道交通线路互联互通的关键节点,因此有必要对跨线站设计进行探究。从优化车站运输组织出发,对跨线站配线方案进行研究,为实际配线布设提供参考。首先,以跨线运营模式为研究对象,根据跨线前后信号制式异同,将跨线分为同信号制式跨线和跨信号制式跨线,分析两种跨线模式列车作业种类及流程,并研究两种模式下行车组织、承载客流形式、应急管理等因素对于车站配线设置的相关需求。之后,结合配线需求,针对同信号制式和跨信号制式跨线站,分别提出了配线布置原则。最后,基于布置原则,在进一步分析两种跨线站列车作业特征基础上,研究并提出适用于不同车站构型、不同客流特征的典型配线设置方法,并进一步考虑运输组织适应性、建筑规模、工程量等因素提出适应不同实际运营场景的建议方案。通过研究,对于同信号制式跨线站,建议以在发车端设单渡线、交叉渡线等配线为主;对于跨信号制式跨线站,结合当前技术条件建议增设到发线,并根据实际需求设置折返线等其他配线。

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。

基于信息备份技术提升城市轨道交通数据单向传输可靠性的设计方法

[目的]为了应对城市轨道交通系统各个子系统间复杂接入带来的潜在安全威胁,中国城市轨道交通协会提出安全生产网和外部服务网间应实施物理安全隔离。既有传输方式下,数据单向传输过程中经常发生丢包、误码等问题,需要寻求新的方法,以提高城市轨道交通数据单向传输的可靠性。[方法]阐述了单向安全隔离系统的传输原理及存在问题,以及单向安全网关内的代理、会话配置的情况。分析了传输异常3种类型(代理次序混乱、会话次序混乱及传输超时)的判断方式。提出了基于信息备份的数据传输方法,设定了备份信息的首部格式,制定了基于信息备份技术的数据传输方法检查传输异常的技术流程,并对该方法进行了试验验证。[结果及结论]该方法能够有效解决城市轨道交通数据单向传输可靠性低的问题。

基于密度聚类算法和广度优先搜索算法的道岔摩擦电流智能分析系统

[目的]现场的道岔摩擦电流测试与调整存在流程繁琐且风险高、对检修人员专业水平要求高、测定数值的主观性占比大3个弊端,为此需要基于各类智能算法及技术提升道岔的智能运维水平。[方法]分析了道岔摩擦电流测试曲线4个阶段的特征,提出建立道岔摩擦电流的智能分析系统。阐述了该系统的功能及工作原理,设定了该系统的摩擦电流标准值及阈值范围。该系统可基于密度聚类算法和广度优先搜索算法自动获取道岔摩擦电流值。介绍了该系统的调试界面截图,以说明系统在获取道岔摩擦电流值如何为现场检修人员提供操作建议。[结果及结论]该智能系统具有良好的可用性,实现了节约检修时间、降低维护成本和提高检修效率的既定目的。

A型地铁列车碰撞吸能及配置研究

A型车是地铁列车型号中宽度最大、载客量最大的车型,尤其适合人口密度高、客流量大的城市使用,因此A型地铁列车的安全性对于大中型城市地铁安全运营至关重要,其中列车的碰撞吸能是列车安全性能指标之一。文章首先基于用户对车钩的吸能需求及EN 15227-2020要求,提出钩缓装置与防爬器组合使用的A型地铁列车碰撞吸能方案。其次,对该吸能方案的设计思路、验证方法、吸能装置关键部件及其主要技术参数进行逐一介绍。最后,确认该方案通过高弹性可恢复EFG缓冲器、压溃单元、可拆卸式防爬器作为吸能组合,能在A型地铁列车连挂、碰撞、救援等多工况中起到缓冲吸能的作用,不仅可以保护乘客安全和车体主结构不受损坏,还具有方便维护和替换的优点。该研究可为后期地铁列车吸能方案的设计提供一定的参考与借鉴。

基于多源图像识别技术的信号设备室智慧巡检系统

针对城市轨道交通信号设备发生故障或隐患时,难以通过日常巡检及时发现的问题,提出基于多源图像识别技术的信号设备室智慧巡检系统。采用YOLOv5目标检测算法实现设备指示灯颜色及状态的自动识别,通过对算法模型进行训练和分析,将识别结果匹配设备信息,同时诊断设备运行状态,自动生成设备巡检报告和异常报告。在广州地铁3号线的试点应用中,验证分析了设备指示灯识别准确率与像素值的关系,以及在满足监控覆盖时的摄像头布设方案。实验结果表明,基于多源图像识别技术的设备室智慧巡检系统巡检效率高,漏检率低,能够大幅减少人工巡检成本,具有广阔的市场应用前景和较高的应用价值,对强化城市轨道交通智能运维具有重要意义。

城市轨道交通信号智能运维系统关键技术及应用研究

本文深入分析了运维系统在现代城市轨道交通中的重要性以及设备维护过程中存在的问题。研究了智能化城市轨道交通信号运维系统架构、智能运维过程中所需使用的先进技术以及在运维系统中应用的可行性,强调了大数据技术应用的必要性。提出了一种基于大数据和人工智能技术的城市轨道交通信号系统智能化运维架构,该架构运用微服务技术进行搭建,融合了大数据分析、机器学习等先进技术,进一步提高城市轨道交通信号运维系统的自动化和智能化程度。

城市轨道交通信号系统招标采购价格管控探讨

城市轨道交通作为一种复杂的大型交通系统,具有一次性投资规模大、资金运转和回收期长、投资管理复杂等特点,在当前经济与环境背景下,城市轨道交通工程项目投资控制尤为重要。招采价格管控是一种重要的成本控制手段,对于确保工程项目在预算内完成具有不可忽视的作用。文章结合合肥市轨道交通信号系统历史造价情况,以预算复核为切入点,对轨道交通信号系统设备集成及安装招标采购方式与造价进行分析,得出历史线路信号系统相关造价指标,并综合市场调研情况确定最终造价指标。通过案例分析,指出了造价指标在招标采购阶段对建设工程投资控制的重要性;探讨了将造价管理前移至招标阶段管控,强化采购预算管理;提出了成本控制的措施和建议,严控招采价格,以达到对建设项目降本增效的目的。为城市轨道交通项目成本管理提供参考。

苏州轨道交通3号线与11号线贯通运营信号系统改造方案

[目的]为实现苏州市与上海市的客流衔接,苏州轨道交通3号线与11号线在唯亭站单点衔接,乘客通过站厅付费区进行换乘。该站厅换乘方案限制了3号线与11号线的运能。为满足运能提升的迫切需求,需对3号线与11号线贯通运营信号系统进行升级改造。[方法]分析了3号线与11号线信号系统既有现状和技术差异;提出了基于不同无线通信制式、满足两线贯通运营需求的信号系统改造方案;根据3号线与11号线信号系统改造项目工程筹备计划,设计了信号系统改造实施方案,分别对信号车载子系统、ATS(列车自动监控)子系统、正线车站信号子系统及段场信号子系统进行改造。[结果及结论]通过对3号线与11号线信号系统进行适应性改造,实现了列车跨线无人驾驶运行,车载ATC(列车自动控制)设备、ATS服务器、工作站硬件兼容互换,车地无线通信无扰自动切换。列车可在3号线与11号线两线以无扰全自动驾驶模式贯通运行,提高了城市轨道交通运行效率,提升了乘客出行体验。

城轨信号系统电子设备故障预警与管理研究

为进一步提升城轨信号系统的运营服务与故障管理能力,视故障情况进行主动维修,对影响运营服务水平的故障开展预警与管理研究。阐述国内外故障预警与管理现状,构建基于数据驱动和模型相结合的故障预警与管理框架,通过收集与梳理现场故障、报警、日志、设计等输入数据,以及故障逻辑模型构建、故障特征参数分析、故障评估模型构建、故障事件与运行状态构建等过程,对数据进行分析,确定故障预警机制,最终给出建议性的故障预警维修措施,为信号系统电子设备的故障预警与主动维修提供一种新思路。

列车信号系统安全距离分析

[目的]为了解决目前移动闭塞信号系统安全距离计算未考虑故障及低黏着系数等恶劣工况,导致安全距离计算时真实性较差、计算精度较低等问题,需研究不同故障类型和低黏着等恶劣工况对列车信号系统安全距离的影响。[方法]建立了信号系统安全距离模型,分析了影响列车安全距离的主要因素;综合考虑列车制动系统、列车纵向动力学及轮轨黏着条件,利用MATLAB/Simulink软件搭建包含车载ATP(列车自动防护)触发紧急制动阶段、牵引切除阶段、惰行阶段、紧急制动建立阶段及紧急制动阶段的安全距离仿真平台;结合列车实际参数及相关标准,对超低黏着工况、部分车辆制动力丧失故障工况和不同列车运行速度工况下的信号系统安全距离进行仿真研究。[结果及结论]紧急停车距离是影响信号系统安全距离的主要因素,其与轮轨黏着条件、线路允许最大运行速度和列车可能发生的故障类型有关。当黏着系数为0.03、列车运行速度为120 km/h时,列车正常工况时的安全距离为1520.7 m,最不利工况(故障车为重车、其余为空车时,切除2个转向架)下的安全距离为2196.7 m。实际应用时应考虑测速误差和位置不确定性,为信号系统安全距离留出一定裕量,以保障列车的运行安全。