基于量子计算的城市轨道交通网络末班车衔接优化

针对城市轨道交通网络化运营下,各条线路运营时间存在差异性而导致乘客无法成功换乘的问题,本文开展面向城市轨道交通末班车衔接优化问题的研究,选取末班车到发时间为决策变量,以最小化失败换乘乘客数量为目标,构建了混合整数线性规划模型。考虑到线网规模扩大导致模型复杂度高的问题,本文率先将量子计算应用于上述优化模型求解中。首先将原始模型重构为计算规模更小的两阶段问题;进而将第一阶段优化模型转换为可以运行在量子计算机上的二次无约束二值化优化问题(quadratic unconstrained binary optimization,QUBO)模型,并基于相干伊辛机的光量子计算技术完成了算法开发和真机实测。为了验证所提方法的有效性,以北京地铁为例,将量子计算结果与商业求解器进行比较,验证了本文提出模型转换方法和量子计算方法的可行性,为进一步应用量子计算解决轨道交通行业复杂优化问题提供了技术支撑。

城市轨道交通车辆减重节能技术

[目的]由于城市轨道交通(以下简称“城轨”)车辆新增的全自动驾驶技术、高冗余性技术等均在不同程度上增加了车载设备的数量,导致城轨车辆的质量越来越大,且由于城轨车辆的总体运量较大,导致其总体耗电量也维持在一个较高的水平。因此,需对城轨车辆的减重节能技术进行研究。[方法]分别介绍了车体、牵引系统及辅助电源系统、转向架及制动系统、空调系统及车门系统、车钩及贯通道、车辆内装及客室设备的减重措施;分别介绍了牵引系统及辅助电源系统、空调系统和照明系统的节能措施。[结果及结论]可采用的减重措施主要有:车体采用全铝结构;牵引系统采用永磁同步电动机;辅助电源系统采用高频辅助逆变器;充电机采用高频软开关设计;转向架采用轻量化设计;制动系统采用模块化设计;内装及客室设备采用新型材料。可采用的节能措施主要有:牵引系统采用永磁同步电动机;辅助电源系统采用高频拓扑结构;空调系统采用变频技术;照明系统采用OLED(有机发光二极管)光源。应用所介绍的减重及节能措施,基本能够达到车辆整体减重10%以上、节能10%以上的目标。

城市轨道交通车辆独立安全评估策略

[目的]我国城市轨道交通车辆ISA(独立安全评估)仍处于初步发展阶段,尚未形成较为完善的理论和规范化的标准,在专业化、系统化等方面仍存在不足,因此需对城市轨道交通车辆ISA策略进行研究。[方法]结合国内已开通运营和在建的城市轨道交通FAO(全自动运行)项目,以车辆系统隐患识别和风险管控为中心,对整车设计、制造与试验验证等各阶段的安全评估活动及安全证明体系要点进行了ISA。重点对FAO项目车辆特殊风险进行了ISA,评估内容主要包括安全文档评估、特殊风险安全评估及安全审计,且贯穿整个车辆建设工期。[结果及结论]国内部分已完成车辆ISA的城市轨道交通FAO项目表明,车辆系统相关的风险控制已达到可以接受的程度,在评估策略、评估方法及评估报告等方面都积累了一定的理论和实践经验,但在专业化和系统化等方面仍存在不足,需完善车辆ISA体系,形成我国车辆ISA的标准。

城市轨道交通灵活编组列车重联功能设计及试验验证

[目的]城市轨道交通客流非高峰期目前采取加大行车间隔方式来应对,但这种方式普遍存在上座率不足、能耗浪费较大等问题。为提高城市轨道交通运营服务水平,需对灵活编组列车重联功能进行深入研究。[方法]结合我国城市轨道交通灵活编组列车的发展现状,参照高速铁路动车组的部分理念,从车钩重联、车辆硬线电路重联、TCMS(列车控制及监控系统)重联及列车信号接口需求等方面阐述了灵活编组列车重联的主要设计内容,并从车辆重联形式试验和车辆重联例行试验两个维度介绍了灵活编组列车的主要验证内容。[结果及结论]上海轨道交通16号线根据高峰和非高峰客流需求制定的3辆编组或“3+3”辆编组列车运营方案,可在3 min内实现列车联挂或解编。由此可见,该方案是可行的。

运营新模式下城市轨道交通智慧客服体系的建设

在高质量发展的时代背景下,城市轨道交通运营管理模式与乘客服务形式均发生深刻变革,需建设新的客服体系进行匹配。文章通过对当前的运营新模式进行分析,如站区协同、乘客服务优化及移动化运作等,总结出目前车站管理趋于少人化、自助化和自动化。基于此背景,对乘客出行场景全过程进行分解,分析出不同场景下乘客的服务需求。为满足这些需求,创新性地提出自助服务、远程客服和现场应援3级智慧客服体系,并设计智慧客服系统的总体架构和技术方案,重点关注语音服务后台、知识管理平台、音视频交互以及智能坐席系统的功能建设,以期为后续各城市的轨道交通智慧客服体系建设提供参考。

城市轨道交通车辆预验收监理技术与方法探究

本文基于车辆预验收监理过程,在横向对比国内预验收几种模式后,认真选择本项目适用模式。监理单位牵头组织预验收,以价值工程法思维进行方案策划,标准化预验收项点,运用工期固定-资源优化法搭建组织架构,基于因果图分析法制定调试方案,用帕累托图分析预验收问题项,最后通过验收前、后期问题数对比,认为案例所采用模式及若干监理方法成效显著,对其他项目具有参考作用。

城市轨道交通智慧工地系统研究与应用

城市轨道交通智慧工地系统研究按照建设、监理和施工单位的优先级组织用户需求,并针对施工现场人员、机械、物料、环境等要素实现数据全收集处理,为参建人员与设备赋能,实现施工现场的智慧化,从而形成城市轨道交通工程智慧工地体系,为后续轨道交通智慧工地提供可复制的成果与案例参考。

中国内地城市轨道交通全自动运行线路运营与建设统计分析

统计国内城市轨道交通全自动运行线路的建设和运营情况,介绍全自动运行线路及线路规模、全自动运行等级、开通时间,分析近年来国内全自动运行线路建设和运营里程增长趋势、各城市全自动运行线路的建设规模、全自动运行等级情况,以及信号和列车供货商情况。数据表明,截至2021年底,国内共计有24个城市建设全自动运行线路65条,建设总里程1913 km,其中有15个城市已开通全自动运行线路,数量为29条,运营总里程932 km。采用自动化等级GoA4的线路共58条,占总线路数量的89.2%,里程1683 km,占总里程的87.9%;采用GoA3的线路共7条,占总线路数量的10.8%,里程230km,占总里程的12.1%。统计结果表明,GoA4自动化等级已成为全自动运行线路的优先选择。国内全自动运行线路已有选用的全自动运行信号供货商11家,列车供货商10家,且多为国内供货商,表明已实现自主知识产权,这有利于我国轨道交通技术装备的创新,从而推动交通强国目标的实现。

城市轨道交通再生能量利用方式发展研究

目前,我国的城市轨道交通已应用或正在试点的再生能量利用方式包括再生能量逆变回馈型、飞轮储能型、超级电容储能型、电池储能型。对以上各种再生能量利用方式的特点及应用进行了介绍,并从性能、投资回报、施工、安全性等进行了对比分析。各城市轨道交通可根据本地情况选用合适的再生能利用方式。

城市轨道交通钢轨扣件的研究与设计

重点论述城市轨道交通工程钢轨用扣件的性能、技术参数及设计要求,分析目前我国城市轨道交通中主要钢轨扣件的使用情况及需要研究的问题。

城市轨道交通车地无线专用通信系统5G技术应用探讨

总结专用于城市轨道交通车地通信的WLAN(wireless local area network,无线局域网)和LTE-M(long term evolutionformetro,城市轨道交通长期演进)主要承载的业务,给出LTE-M综合承载列车运行控制、视频监控、集群调度等多业务网络结构。针对城市轨道交通业务需求和发展,探讨专网5G技术的构建及设计网络方案,论述5G专网应用对城轨发展的促进作用,并分析该过程存在的主要问题,提出相关的解决方法和手段。

城市轨道交通再生储能与智能微电网的融合应用探索

开发可再生能源、构建可持续的能源系统是能源发展的必然趋势,融入互联网+的智能微电网应运而生。目前城市轨道交通车辆采用再生制动+电阻能耗制动+摩擦制动的制动策略,不但导致隧道温度的上升,还会带来能量浪费、环境污染等问题。为此,构建了城市轨道交通再生储能与智能微电网的拓扑结构。城市轨道交通再生储能与智能微电网的融合及协调运行,可有效规避上述问题,达到节能减排的目的。

城市轨道交通列车网络控制系统可靠性提升的对策

针对城市轨道交通车辆采用的基于IEC61375-1的TCN网络系统,从网络拓扑、MVB连接器、通信质量等方面介绍了保障列车网络控制系统可靠性的措施,可以为城市轨道交通车辆的列车网络控制系统设计或技术管理提供参考。

城市轨道交通车辆牵引系统轮径校准功能研究

地铁车辆在运行过程中,随着车轮的磨耗,轮径真实值与牵引控制单元(DCU)中存储的轮径值会产生差异,当差异过大时,会产生空转/滑行、牵引封锁等故障,造成轮对擦伤,影响列车运行,此时就需要轮径校准对DCU存储的轮径值进行更新,减少轮径差。列车轮径校准时需要满足很多前置条件,而实际很多运营线路达不到轮径校准的条件。从列车轮径校准控制逻辑原理图出发,剖析轮径校准过程的原理和条件,指导地铁车辆的运营和维护工作。

城市轨道交通车辆模块化设计初探

轨道交通车辆模块化设计是一个系统工程,轨道交通车辆可分为车体模块、内装模块、转向架模块、车钩缓冲装置、空调模块等,文章对部分模块的模块化设计实例做了详细阐述,认为轨道交通车辆模块化是一个任重道远的工作,是一个系统工程,单靠车辆企业来完成这项工作是不可能的,需要相关部门来统一归口管理。

5G技术在城市轨道交通智慧工地的应用研究

针对现阶段城市轨道交通工程建设阶段安全质量管控要求日益提高与现场管控手段滞后的问题,介绍了城市轨道交通智慧工地建设必要性,分析了基于5G技术的智慧工地在城市轨道交通建设行业的优势,对5G技术在铁路工程建设中人员管理、机械设备管理、物料管理、环境监测、安全管理、质量管理6个方面的具体应用进行说明,为5G技术城市轨道交通工程建设过程中的深化应用,推进城市轨道交通工程建造过程的智能、高效、绿色协同发展,提高城市轨道交通工程智能建造水平提供参考。

基于双射频技术的轨道交通设备位置定位方法

为提高轨道交通设备位置定位精度,引进双射频技术,本文设计了一种针对轨道交通设备位置的全新定位方法。利用全站仪与棱镜,在轨道交通设备所在设备的内部与顶部,按既定的测量线路布置控制网,布设轨道交通设备位置定位控制网;将双射频读取设备安装在轨道交通设备检测终端的主模块中,将双射频控制设备安装在轨道交通设备的左右两侧,将标记设置在交通设备所在环境的墙壁上,设计基于双射频技术的交通设备位置通信反馈;建立路径损耗模型,计算轨道交通设备位置信号衰减值,以此为依据,补偿反馈信号,将补偿后信号对应的空间值进行分解,参照中心点坐标,得到轨道交通设备位置定位。对比实验结果证明:该方法可以在精准定位轨道交通设备位置的基础上,降低设备位置定位结果偏差,提高定位结果精度。

智能轨道交通中的设备集散能力协调控制技术分析

阐述城市轨道交通安全设备集散能力的协调特点,集散能力协调控制技术的设计与实现,包括运行控制平台、多维数据的监测、维护管理、三维立体监控系统、智能视频分析与识别、动态维护计划的管理、非同源设备状态采集。

浅谈城市轨道车辆制造监理的质量控制

通过城市轨道车辆的生产流程来阐述监理的质量控制要点,主要从设计审查阶段、原材料审查阶段、大部件生产阶段、总装调试阶段、出厂验收阶段等重要节点,明确监理应重点关注的工作内容。

北京轨道交通广播文本库标准化研究

为顺应北京轨道交通广播系统的多样化发展趋势,进一步优化乘客的出行体验,本文对部分既有广播系统播报文本进行汇总分析,结合不同类型的线路建立广播系统标准文本库,并在后续新线路建设过程进行试点,减轻运营建设过程中关于广播文本编写和录制的一系列重复性工作,推进广播系统的标准化进程,从而实现广播系统的统一化管理,达到后续北京市轨道交通建设发展的高效性及一致性。