Study on the Evaluation of the New Line of Urban Rail Transit Based on Analytic Hierarchy Process

The basic conditions of Urban rail transit line test operation are mainly based on Basic condition for trial operation of urban rail transit （GB/T30013-2013） the basic conditions of the relevant provisions, but the status and standard of trial operation of the basic conditions for assessment of the operating departments are still inadequate, during the three mouth of trial running operations, the specific work of trial operation and exercise are not clear about what this study focuses. This study emphasizes on the methods of operation assessment, through the Analysis Hierarchy Process （AHP） to make the commissioning work carry out smoothly and effectively, making the running exercise Rally, and the emergency and safety follow-up operation process can be quickly handled properly, and it is also helpful to the sustainable development of urban raft transit.

基于车车通信列控系统的城市轨道交通列车运行效率分析

[目的]城市轨道交通T2T(车车通信)列控系统是一种新型的信号系统,其通过资源化管理方式对轨旁设备进行管控。为了验证该系统的优越性,需对该系统下的列车运行效率进行分析。[方法]针对T2T列控系统,基于资源管理层面和安全防护原理的特点,在折返工况下,将原本由联锁控制的双动道岔转变为两个单动道岔,并基于列车精确自定位实现ATP(列车自动防护),提高了岔区线路资源的使用能力;在区间和车站追踪工况下,通过前后车对于车速、加速度、所处线路位置等信息的实时互传,利用相对速度安全防护原理进一步缩小了列车的追踪间隔。通过上述两方面的技术革新,结合城市轨道交通线路的实际数据,对站后交叉渡线折返、站前单渡线折返、区间与车站追踪等运营场景进行了模拟仿真计算,确定了T2T列控系统的折返能力和区间追踪能力。[结果及结论]相较传统的CBTC(基于通信的列车控制系统),T2T列控系统在折返能力、追踪能力等方面均有着显著提升,更加适应于超大运量的城市轨道交通线路;T2T列控系统架构简单,轨旁设备少,尤其适合城市轨道交通的大修改造项目。

城市轨道交通全自动运行线路多专业速度控制与匹配设计研究

城市轨道交通多专业间的协调性是决定能否充分实现预期能力、发挥投资效益的关键环节,列车运行速度是其中一个重要方面,是城市轨道交通技术装备、技术标准、运营管理水平的重要标志。针对不同专业速度控制存在的重叠防护问题,通过剖析通信、信号、车辆、线路、环境等对全自动运行(FAO)线路列车运行速度的限制,提出列车自动运行(ATO)模式、列车自动防护(ATP)模式、蠕动模式和洗车模式4种典型运行模式下的速度匹配控制方案,讨论了根据线路等级速度拟定正线区间结构设计速度、车辆构造速度、车辆超速防护触发速度、车辆最大动态包络线计算速度、最高ATP顶篷速度、最高ATO目标速度的方法,并给出多专业匹配设计关键速度建议值。同时借助仿真手段,结合不同站间距设置与最短时间速度曲线计算,进一步针对速度等级为80,100 km/h以及120 km/h的线路分别讨论了站间距的匹配设计,建议三者站间距分别不少于1.0,1.4 km以及2.5 km。开展多专业速度控制与匹配设计的优化,有助于最大化发挥系统和设备性能,保证线路整体运营水平。

城市轨道交通线网客流管控系统设计及实现

为提高轨道交通运营企业抵御大客流风险的能力,设计研发城市轨道交通线网客流管控系统。面向客流调度员的实际业务需求,设计管控方案管理、方案智能编制、方案预评估、方案后评估等4项核心功能,通过动态客流分配、客流控制算法等技术,对线网级客流进行科学化、智能化、全流程管理。该系统已在北京地铁试点应用,应用表明,该系统弥补了既有经验式管理的不足,提高了客流安全风险防控水平,能够为智能化运营管理提供技术支持。

基于滑模控制的虚拟编组列车追踪控制策略

[目的]现有的基于移动闭塞的列车控制系统中,相邻列车之间存在较大的安全裕度,在面对潮汐客流现象时,区段的运输效率同区段的实际运力需求无法匹配。虚拟编组列车能够提高线路的运力,同时能更好地适应不平衡的通勤客流。因此,需研究适用于虚拟编组列车的高精度追踪控制策略。[方法]针对虚拟编组列车运行控制问题,提出了一种基于滑模控制的虚拟编组运行控制策略。建立了列车动力学模型和虚拟编组列车运行控制模型;设计了非奇异终端滑模控制器,并对所设计的控制器进行了仿真测试。[结果及结论]在所提出的虚拟编组控制策略下,虚拟编组列车的位置跟踪误差和速度跟踪误差能够沿滑模面在有限时间内渐近收敛到零。在仿真验证的4列列车中,当首列列车运行状态发生改变时,虚拟编组中的其余列车会在很短的时间内跟踪期望的速度轨迹,验证了所提出的控制策略对虚拟编组列车追踪控制的有效性。

城轨项目数智化造价管理应用研究

城轨建设是一项庞大复杂的工程,其特点是投资大、建设周期长、参建单位多,虽然经济效益低,但社会效益显著。住建部明确提出要加强工程造价数据积累,推行清单计量,建立工程造价数据库,坚持市场在资源配置中的决定性作用等要求,在“十四五”规划中也提出迎接数字时代,激活数据要素潜能,所以数字造价管理转型迫在眉睫。文章通过介绍城轨造价管理面临的现实困境,提出分别从创建标准化技术经济指标体系,建立智能化投资测算模型,BIM模型与造价信息同步集成,形成标准化的工程量清单体系,搭建城轨造价数据库,构建造价管理共享平台等6大应用路径,实现数智化造价管理,从而提升造价管理体系,促进城轨行业高质量发展。

基于主成分分析法的城轨运营安全评价指标体系研究

研究城轨运营事故的分布特征和致因机理,对保障运营安全、制定安全管控措施具有重要意义。本文针对1970—2022年国内外425例城轨运营事故,对比分析运营事故的发生原因及时间分布特征。基于致因机理并结合主成分分析法,构建城轨运营安全评价体系,提出基于博弈论的组合权重评价方法,并以1990—2022年我国274例运营事故数据为例,结合专家打分情况,从宏观角度分析我国城轨运营安全状况。研究结果表明:引发运营事故的原因包括人员因素、设备因素和环境因素,其中国内和国外由设备原因导致的运营事故占比最高,分别为65%、56%,1月、3月、7月、8月和12月为事故频发月份,与客流高峰月份相同;组合赋权法既考虑客观统计数据中的信息量,又结合主观专家的经验积累,其评价结果与统计结果相差较小,证明评价方法的可行性。

城轨GOA4级全自动运行系统运营风险闭环控制方法研究

GOA4级全自动运行(FAO)技术在我国城市轨道交通的快速发展中得到了广泛应用,由于取消了司机的现场把控,如何通过有效的技术和管理手段保障全自动运行系统在异常情况下的运营安全是一个非常重要的问题。结合全自动运行系统的特点,并借鉴欧洲铁路标准中系统安全的实践理论,提出基于运营场景进行风险识别、风险评估、安全需求分析,以及从技术和管理角度进行风险闭环控制的方法,对提升城市轨道交通全自动运行安全预警和动态管控能力,实现降本增效具有一定的指导意义。

基于精准停车及节能优化的列车速度跟随控制

[目的]列车自动运行系统可以通过控制列车各执行机构实现列车的自主行驶,对节约轨道交通系统的运行成本、提高列车运行安全保障极为重要。针对单一控制方法在列车自动运行速度跟随控制过程中停车准确性较低,未能兼顾能耗优化等问题,提出了一种列车自动运行速度跟随控制策略。[方法]所提方法在传统PID(比例-积分-微分)控制的基础上,通过模糊控制器对PID参数进行在线整定调节,并针对列车精准停车及运行节能分别进行算法设计。当列车运行至停车点附近时,停止使用基于预设目标速度的速度反馈控制方式,转而计算精准停车所需加速度,并进行加速度反馈控制以提高停车精准性。同时在列车巡航过程中设计了一种牵引-惰行循环的节能巡航工况,在检测列车符合相应巡航条件后,采用该工况实现整体运行能耗的优化。[结果及结论]在MATLAB/Simulink仿真软件中建立了列车及控制器的仿真模型,通过与PID控制及模糊自适应PID控制在精准停车、节能等性能指标的对比,验证了所提方法和模型的有效性。

市域线大直径隧道预制中隔墙拼装姿态分析

为控制大直径隧道预制中隔墙拼装质量,基于上海市机场联络线,对其内部预制中隔墙的拼装姿态进行研究和分析。在规定中隔墙坐标系后,分别对中隔墙在有、无初始拼装误差下的拼装姿态进行研究,得到中隔墙在上述工况下的姿态信息及其底面平面方程解析表达。分析结果表明:1)当中隔墙无初始拼装误差或其仅有平动或转动初始拼装误差时,不同控制点位的选取和调节系统千斤顶的顶进顺序不会对中隔墙的拼装控制产生影响,可根据所得中隔墙姿态表达式对其拼装姿态进行控制;2)当中隔墙仅存在平动或转动外的初始拼装误差时,应依据调节系统不同顶进顺序对中隔墙姿态进行单独计算,再依据所得表达式对中隔墙拼装进行控制,提高中隔墙拼装精度。将解析公式应用于中隔墙施工,取得了良好的工程应用效果。

城市轨道交通振动噪声治理及管控模式研究

随着经济发展和人民生活水平提升,环境问题愈发引起重视,特别是在城市轨道交通领域,振动噪声问题已成为亟待解决的议题。文章简要阐述目前城市轨道交通振动噪声治理现状,以北京地铁某线路振动噪声投诉为例,分析振动噪声问题的成因,并提出整改治理方案。针对当下振动噪声治理与管理模式存在的监测工作缺失、配套标准体系不完善、治理效果无法保证等问题,提出一种主动化、智能化声振管控模式,实现振动噪声问题管控由经验支撑向数据支撑转变,优化调整线路设备维修策略,为完善振动噪声监测体系和治理措施,推动城市轨道交通运维管理智能化、数字化发展提供新的思路。

城市轨道交通场段库门控制系统与信号系统接口方案

城市轨道交通全自动运行线路中,场段内停车列检库设置的库门对各全自动区域起到隔离封锁的作用。列车出/入库作业过程中,库门需执行打开和关闭操作,采用何种库门控制方式将会影响列车出/入库作业的安全和效率。首先介绍全自动运行线路库门控制防护原理,然后对库门控制系统与信号系统间采用不同的接口方式进行分析和比较,最后给出适用于全自动运行线路的接口方式。

基于乘客出行特征和综合成本均衡的城轨列车开行方案优化研究

基于乘客的出行特征和线路运营特性,研究构建一个多目标非线性整合优化模型,旨在实现乘客等候时间、车辆运用时间及走行公里的最优组合。该模型以列车开行频率和小交路折返位置为关键决策变量。为简化问题,通过线性加权方法将各项指标转化为总成本,从而将原模型简化为单目标优化模型。以北京地铁A线为例,深入研究如何找到均衡总成本最低的列车开行方案。研究结果表明:与常规交路列车开行方案相比,精准匹配乘客出行特征的大小交路开行方案能够显著降低整体运营成本,最高可降低11.9%;在比较不同覆盖区域和行车间隔的大小交路列车开行方案时,发现越能精准匹配乘客出行特征的方案,其总成本越低,可在满足乘客需求的同时,有效避免运力浪费;当小交路运行区段过短时,可能会使乘客出行不便,且无法进一步降低企业的运营成本。

Research on Multi-Objective Real-Time Optimization of Automatic Train Operation(ATO) in Urban Rail Transit

The determination and optimization of Automatic Train Operation(ATO) control strategy is one of the most critical technologies for urban rail train operation. The practical ATO optimal control strategy must consider many goals of the train operation, such as safety, accuracy, comfort, energy saving and so on. This paper designs a set of efficient and universal multi-objective control strategy. Firstly, based on the analysis of urban rail transit and its operating environment, the multi-objective optimization model considering all the indexes of train operation is established by using multi-objective optimization theory. Secondly, Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II(NSGA-II) is used to solve the model, and the optimal speed curve of train running is generated.Finally, the intelligent controller is designed by the combination of fuzzy controller algorithm and the predictive control algorithm, which can control and optimize the train operation in real time. Then the robustness of the control system can ensure and the requirements for multi-objective in train operation can be satisfied.

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。

深圳市城市轨道交通工程造价指标浅析

随着城市化进程的加快,轨道交通工程作为现代城市建设的重要组成部分,其工程造价的合理控制对于项目的成功实施和城市的可持续发展具有重要意义。本文聚焦深圳市城市轨道交通工程造价指标,通过对大量实际工程数据的收集与整理,深入分析了影响工程造价指标的关键因素。同时,结合典型案例,对比不同城市轨道交通项目的造价指标差异,提出了针对性的造价控制策略和优化建议,为城市轨道交通项目的造价管理提供了理论支持和实践指导,有助于实现资源的优化配置和成本的有效控制。

智慧管控系统在城市轨道交通运维中的应用研究

本研究探讨了智慧管控系统在城市轨道交通运维中的应用,主要目的在于提升运维效率和安全性,对智慧管控系统的组成和功能进行详细分析,研究现有城市轨道交通运维的不足之处,提出了基于智慧管控系统的优化策略,验证了智慧管控系统在设备管理、运营监控、安全保障、乘客服务以及数据分析与决策支持中的有效性,最终为智慧管控系统在城市轨道交通运维中的推广应用提供了理论支持和实践指导。

城市轨道交通灵活编组优势及实现条件分析

城市轨道交通列车编组方案影响因素众多,需综合研究确定。灵活编组能够实现客流需求与运输能力的精准匹配,提高满载率,降低牵引能耗和运营成本,对轨道交通绿色可持续发展具有重大意义。以某线路为例,对灵活编组的优势做定性和定量分析,并对“3+3”灵活编组方案的实现条件进行详细研究,结果表明:采用灵活编组方案,满载率能够提高约24.3%;牵引能耗降低约32.6%,全年可节省运营成本约1073万元,具有较好的经济效益;灵活编组对车站土建规模、场段规模均无影响;在站后折返线、停车线等区域进行解编联挂时,对配线长度基本无影响;为实现列车在线解编联挂,设备系统需增加相应的功能。

基于列车节能运行的惰行-巡航组合控制策略

[目的]目前的列车运行控制系统集成了列车自动驾驶子系统,可实现列车巡航控制。在保证服务质量的前提下,为了进一步降低列车运行能耗,有必要在既有列车运行控制策略的基础上,研究惰行-巡航组合控制策略。[方法]基于既有的列车运行控制策略,介绍了惰行-巡航组合控制策略的研究思路。基于Simulink仿真软件,以最小列车运行能耗和列车准点运行同时作为优化目标,引入权重因子对双优化目标进行量纲一化处理,根据线路条件划分多个控制阶段,以最大牵引、惰性、巡航和最大制动作为各阶段的控制输入,构建列车节能驾驶优化模型。利用遗传算法分别计算惰行-巡航组合控制策略和多次惰行控制策略下的列车节能优化运行曲线。[结果及结论]在长上坡区间,与多次惰行控制策略相比,惰行-巡航组合控制策略的节能效果更好。在长下坡区间,两种控制策略下的列车节能运行优化效果没有显著差异。保持相同目标运行时间,多次设置不同目标运行能耗优化后发现,列车采用惰行-巡航组合优化控制策略达到的节能效果更好且优化稳定性更高。

支持虚拟编组技术的列车运行控制系统方案研究

[目的]随着城市轨道交通网络化发展,线网客流时空分布不均衡的特性逐渐凸显,既有列车固定编组方式难以实现“按需运输”。为充分利用线路运力,需研究新一代列车运行控制系统。[方法]提出了一种支持虚拟编组技术的列车运行控制系统设计方案,并从列车运行逻辑控制、线路资源管理及调度指挥机制等方面分析了支持虚拟编组技术的列车运行控制系统与传统列车运行控制系统的性能差异;介绍了虚拟编组的关键技术;为实现虚拟编组技术在工程项目中的应用,提出了在项目规划和设计阶段,针对虚拟编组列车停车区域、正线站台区域及站台门接口等方面需要考虑的工程设计内容。[结果及结论]车车通信架构为虚拟编组技术的实现提供了更合理的系统架构设计基础;基于“撞软墙”模型协同运行控制及智能感知的列车运行控制是虚拟编组列车运行控制系统的关键技术。随着虚拟编组技术的大规模应用,列车运行控制系统能够在客流变化时快速调整在线列车编组长度,提高了运输组织的灵活性,提升了乘客服务水平。