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。

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。

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。

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。

列车全自动运行信号系统时间同步方案

[目的]时间同步是保证信号系统中各子系统协同联动的基础,其直接关系到列车的运营准点率和运行安全性,也是实现列车全自动驾驶的基础。因此,需对列车全自动运行信号系统的同步方案进行研究。[方法]介绍了时间同步设备在信号系统中的作用;提出一种信号系统时间同步方案,并对所提信号系统时间同步方案进行了说明。[结果及结论]所提时间同步方案为:信号系统的通信前置机通过网络从时钟系统获取统一时间源,且仅由通信前置机的主机提供时间服务;应用服务器作为客户端同步通信前置机的主机,且仅应用服务器主机作为服务端,为下一层设备提供时间服务;网关服务器和各终端设备同步应用服务器主机的时间,网关服务器主机作为时钟源为下一层设备提供时间服务;ATC(列车自动控制)车载设备和DCS(数据通信子系统)设备作为客户端,同步网关服务器主机的时间。所提方案对信号系统内部与外部采用不同的同步方式,避免外部时钟跳变导致内部信号系统跳变,确保了设备的时间同步精度,其时间同步精度可达毫秒级,保障了列车全自动运行的需求。

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。

CBTC与TACS系统道岔资源管理方式分析

[目的]相较于CBTC(基于通信的列车控制)系统,TACS(列车自动控制系统)在运行效率上有着显著提升,这种提升主要源于其系统架构的优化以及对轨旁资源管理方式的改变。通过对比分析两套信号系统的道岔资源管理方式,进一步研究TACS系统运行效率提升的机理。[方法]介绍了CBTC和TACS系统道岔资源征用概念,对比分析了两套信号系统道岔锁闭和解锁方式的差异;基于大交路站后双折返线线型仿真分析了CBTC和TACS系统下的列车折返效率。介绍了道岔可动区域和侧冲区域的概念,并分析了在两套信号系统中的应用方式。[结果及结论]TACS系统道岔资源管理方式的效率较高。根据大交路站后双折返线线型列车折返过程仿真结果,CBTC系统下的列车折返时间为116.3 s,TACS系统下的列车折返时间为86.0 s,TACS系统下的列车折返效率提升明显。TACS系统实现了道岔与列车之间的实时信息交互,优化了道岔控制逻辑,实现了道岔与列车的协同调度,因此实现了较高的道岔资源管理效率,这是TACS系统运行效率提升的内在机理。

基于CHMM(连续隐马尔科夫模型)的转辙机故障预测方法

[目的]转辙机作为城市轨道交通信号设备的重要组成部分,一旦发生故障,会对运营造成重要影响,对其健康状态的监测和预测显得尤为重要。[方法]提出了一种基于CHMM(连续隐马尔科夫模型)的转辙机故障预测方法。提取转辙机退化状态特征,并基于t-SNE算法对原始输入数据进行降维,减少余特征;利用谱聚类算法确定最优退化状态数目,进行聚类分割,分析转辙机动作功率曲线退化状态特征;基于CHMM模型并与故障诊断模型相结合,构建退化状态识别模型与故障识别模型,实现对转辙机的故障预测。以实测数据作为研究对象,对基于CHMM的转机故障预测方法进行试验验证。[结果及结论]该方法以转辙机正常动作功率曲线为研究对象,深入挖掘监测数据,提取的退化状态特征具有良好的表征能力。根据严重退化状态下曲线模型与正常曲线模型匹配结果,在转辙机功率发生异常波动时,可实现对转辙机故障类型的预测。

城轨信号系统一体化工具平台分析与设计

一体化工具平台基于Spring Cloud框架,整体架构设计采用微服务的设计理念,构建城轨信号系统配套生产工具服务和项目全生命周期数据管理为一体的平台。利用设计图纸作为统一的数据来源,并以一体化标准数据表作为配套所有工具服务的共同输入,提升整体效率且实现数据解耦。为实现所有配套生产工具服务的平台化管理,给出既有工具微服务化的重构方法。一体化工具平台打通从信号系统设计、数据配置、产品编译、软件发布等整个业务流程的数据和工具服务链条。

城市轨道交通信号CBTC系统的应用与优化

随着城市化建设进程的不断深入,我国各大城市都已经拥有或正在规划建设城轨交通系统。在这种发展背景下,选择科学、适用的城市轨道交通信号系统,保证车辆的安全行驶就成为了城市轨道交通建设过程中的一项重要任务。基于此,首先针对城市轨道交通信号的应用模式进行了分析,然后给出了城市轨道交通信号系统的具体应用策略。

基于记忆定位的休眠唤醒区域列车定位建立方案

[目的]为提升运能,满足高效运营需求,要求列车被唤醒后能够快速建立定位并恢复有信号防护的模式,因此需研究相应的列车定位快速建立方案。[方法]介绍了既有CBTC(基于通信的列车控制)系统下有人驾驶列车的定位建立方式,分析了两种基于记忆定位的休眠唤醒区域无人驾驶列车定位快速建立方案。[结果及结论]基于美式信标的不动车列车定位建立方案和基于欧式信标的动车1 m列车定位建立方案,均能够安全地实现列车定位快速建立功能,满足高效运营需求。

城市轨道交通CBTC信号系统节能运行方案探讨

城市轨道交通能源消耗主要集中在列车运行能耗和运营系统设备能耗两大部分。该文从减少列车运行能耗角度提出一种CBTC信号系统节能运行方案。在设计时刻表过程中,在满足服务质量的同时,减少服务列车数量,同时为列车节能驾驶留出余量。协调列车的进、出站,以使制动列车产生的再生能量为牵引列车利用。根据客流情况,动态调整时刻表,提高满载率、减少空驶,提高能量利用效率。优化驾驶策略,充分利用站间线路特点和计划运行时间,减少不必要的牵引,降低能耗。

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。

中运量城市轨道交通应用TACS信号系统研究

目前国内城市轨道交通信号系统大多采用基于车地通信技术的CBTC,该系统存在轨旁设备多、维保工作量大和故障率偏高等问题。随着技术的发展及国内城市轨道交通运营需求的改变,基于车车通信技术的TACS应运而生。文章首先对TACS的架构组成与功能特点进行介绍,并与CBTC进行对比分析,阐明TACS的技术优势。其次,结合既有线路升级需求和信号系统改造的重难点,提出TACS工程应用实施思路,并以芜湖市轨道交通2号线为例,对中运量城市轨道交通既有CBTC改造为TACS所涉及的工程内容进行详细描述,分析改造工程实施的可行性。TACS系统作为CBTC的升级版,未来在城市轨道交通领域应用前景广阔。

城市轨道交通既有车辆段信号系统改造的联锁接口方案

[目的]既有城市轨道交通线路达到一定运营年限后,需要对其信号系统进行更新改造,应制定车辆段联锁接口方案,以实现新旧车辆段室内外信号设备的平稳过渡和无扰切换。[方法]以我国某城市轨道交通车辆段信号系统改造工程为案例进行研究,介绍了改造后新车辆段与改造前既有正线车站、既有试车线的接口方式,以及新车辆段与新正线车站、新试车线的接口方式。阐述了该改造工程新车辆段与既有正线车站的接口布置方案。在此基础上,重点分析了既有车辆段信号改造过程中新旧车辆段联锁系统的倒接方案及其实施方式、特点和风险。[结果及结论]通过实施该联锁接口改造方案,可分阶段地实现改造前后车辆段与正线车站、试车线接口连接方式的转换,确保接口连接转换的平稳过渡。

城市轨道交通信号灯显示识别系统实验研究

对城市轨道交通信号灯显示状态的准确识别是保障城市轨道交通系统安全运营的重要措施。现有城市轨道交通信号灯状态的识别依赖于列车驾驶员目视观察,在恶劣天气与驾驶员身心疲惫等主客观因素共同作用下,易出现信号灯状态识别问题进而导致安全事故。为此设计构建了一套基于机器视觉原理,可有效识别5~200 m轨旁信号灯显示状态的识别系统,并在此系统上实现了一种基于图像处理技术的轨旁信号灯识别方法。通过现场实验结合多场景虚拟检测,结果表明:该方法可以有效识别城市轨道交通轨旁信号灯的显示状态,识别准确率最高可达95.4%,可满足城市轨道交通对信号灯状态识别性能与安全性的要求。

城市轨道交通换乘站位置对乘客换乘路径选择的影响

[目的]城市轨道交通乘客实际出行中存在一些不宜量化的因素(如换乘站在线网中的位置等)。这些因素难以量化折算为城市轨道交通多路径概率选择模型中的出行路径阻抗,需要研究这些因素对乘客路径选择的影响。[方法]根据换乘站在城市轨道交通路径中的位置将换乘站划分为居路径前段、居路径中间、居路径后段三类。基于手机信令获取得到的上海轨道交通线网乘客出行数据,选取其中的典型OD(起讫点)对及符合研究要求的换乘站,将多路径概率选择模型计算得到的选择比例与路径实际选择比例进行对比,分析得到不同换乘站类型对乘客换乘路径选择的影响规律。[结果及结论]与居路径中间换乘站相比,乘客更趋于选择在居路径前段、居路径后段的换乘站进行换乘,其路径实际选择比例较模型计算选择比例约高10%。构建多路径概率选择模型时,不能简单地将换乘因素量化折算为阻抗,应对各换乘因素进行综合考虑。

《城轨信号基础设备维护》课程思政教学体系设计

在新工科背景下,《城轨信号基础设备维护》课程相关专业能力、职业素养的培养与思想政治教育的和谐共建是课程的教学目标。依据城轨信号工岗位特色,提炼四个思政要点:爱国情怀、职业素养、创新精神、工程伦理,围绕“重规范、应危急、防风险”育人主线,从课程内容优化、思政元素挖掘、实施路径构建、育人目标评价四个方面构建课程思政教学体系,从而落实“形成行业认同-具备职业素养-铸就匠心底蕴”递进式的课程思政目标。