北京地铁资产运维标准体系研究及其数字化应用

本文基于北京地铁资产全寿命周期管理、维修业务精细化管控与信息化管理三重需求,提出北京地铁资产运维标准体系架构设计思路。结合北京地铁智能运维平台的建设与运行,按照统一规划、统一设计、统一建设与统一运维的原则,构建标准数字化转型的应用场景,围绕标准形式数字化与标准过程数字化两个转型方向,提出标准体系贯通应用于智能运维平台建设及应用场景的工作思路,推动标准化工作向数字化、网络化与智能化转型,并以北京地铁6号线智能运维平台试点应用为案例,验证了标准体系指导并规范信息化系统的建设及运行工作的作用及意义。

基于数据管理的北京地铁数据治理转型创新与实践研究

北京是中国最大的城市之一,北京地铁系统每天需要处理大量的乘客数据和运行数据,有效地管理和利用这些数据对于提高地铁系统的运行效率、服务质量以及智慧城市建设具有重要意义。首先概述了北京地铁数据治理内容,包括治理目标和数据治理的对象,然后提出基于数据管理的北京地铁数据治理转型创新实践,以期能够为相关研究提供借鉴。

基于多源数据融合的北京轨道交通既有线客流特征与优化提升对策研究

随着北京轨道交通网络化的运营,交通出行总量保持增长态势,乘客通勤时间长、客流吸引力不足、客流负荷不均衡、网络功能不完善等问题仍然存在,在服务能力、服务效率、服务水平等方面还需进一步优化提升。从多源客流数据入手,通过手机信令、AFC刷卡等数据从不同层面研究轨道交通网络结构与客流需求的耦合性、网络化进程中客流特征及存在问题、车站层级客流特征。基于多源数据融合的轨道交通客流特征分析,从宏观层面提出轨道交通网络的织补及服务能力的提升、从中观层面提出轨道交通单条线的服务效率的提升、从微观层面提出北京轨道交通换乘车站服务水平的提升,并针对具体案例给出优化提升的策略及实施要点。

进出站客流特征驱动的地铁车站画像构建及风险识别

基于地铁刷卡数据,采用K-means时间序列聚类算法对北京市40个换乘站及157个中间站和首末站的进出站客流进行画像分析及客流风险识别。考虑地铁车站在轨道交通运营网络中的位置属性,分别提取高峰时段的大客流特征和换乘客流的时空分布特征,将地铁换乘站分为4类,中间站分为6类,首末站分为2类。聚类结果表明:各类型车站的进出站客流和换乘客流在高峰时段的时间不均衡性较为突出,考虑不同周边用地性质,地铁客流的空间不均衡性较为显著。通过辨识不同地铁车站类型及其对应的客流时空特性规律,提出基于特征值数据的客流风险等级评价方法,分析了典型的换乘站客流风险状态。结果表明:不同类型的换乘站客流风险时段有所区别、客流风险等级不同,其中B类型换乘车站客流风险最高。本研究能为地铁客流精细化诱导和地铁运营风险防控提供支持。

基于索筋剪叉式结构的展开式桥梁静力性能试验研究

基于剪叉结构的可展开式桥梁是天灾人祸后快速恢复交通的有效方法之一。剪式结构具有收纳率高、重量轻、储运方便等优点。但剪叉式结构作为承重结构时,其刚度和承载能力较低。文章提出了一种基于钢索加固剪式结构的三维可展开桥梁。除了快速收缩外,还使用钢索加固剪式结构,以提高刚度和承载能力。此外,还对钢索加固剪式结构与传统剪式结构(无钢索剪式结构)进行了静载对比试验。结果表明,无钢索剪叉式结构刚度小、构件弯矩大、应力分布不均匀。钢索加固剪式结构刚度显著提高,构件的弯矩显著降低,并且构件截面的应力分布更加均匀。实践证明,在不影响可展开性的情况下,采用钢索可以提高剪式结构的刚度和承载能力。

基于“湖仓一体”技术的城轨大数据平台设计与升级改造实践

为了探寻城市轨道交通行业大数据平台建设与升级改造的最优方案,本文以城轨大数据平台为研究对象,从城轨大数据平台发展历程出发,梳理城轨大数据平台发展的3个阶段,分析各阶段大数据平台所采用的技术与优缺点,重点总结当前阶段“湖仓一体”大数据技术所具备的湖仓一体、流批一体、OLTP+OLAP、多重负载等优点,研究了基于该技术的大数据平台架构升级改造设计要点,并将该技术在北京地铁数据中心的大数据平台升级改造中进行应用验证。结果表明:“湖仓一体”大数据平台技术兼具数据湖的低成本、数据仓库的高性能等优点,解决了原大数据平台在性能、容量与多用途支持上的不足,为城轨行业大数据平台建设与升级改造提供了新的解决思路。

城市轨道交通既有线跨线运行关键设备改造方案研究

随着我国城市轨道交通运营网络化的快速发展,不少城市的轨道交通网络暴露出换乘压力大、资源共享不足、服务水平有待提升、运能分布不均衡等问题,跨线运行改造是解决上述问题的有利手段。文章首先从城市轨道交通关键设备着手,系统性提出既有线跨线运行关键设备改造技术。以既有线为研究对象,明确实现跨线运行的目标,阐述城市轨道交通即将迎来改造时代以及跨线运行的必要性。随后,总结并分析各关键设备系统的改造原则。接着深入研究车辆、站台门、供电、通信、信号、调度指挥等关键设备系统在不同工况下的改造技术要点及相应的技术手段。最后以房山线与9号线,亦庄线、5号线与10号线跨线运行关键设备改造方案为例,初步形成一套城市轨道交通既有线跨线运行关键设备改造技术体系,以期为后续各地城市轨道交通既有线跨线运行改造提供技术指导。

城市轨道交通车地通信漏泄波导技术规范研究

漏泄波导具有信号覆盖均匀、传输损耗小、连续稳定、抗干扰能力强的优点,已被广泛应用于城市轨道交通车地无线通信系统中。国内通信领域对漏泄波导的传输理论和工程应用已进行大量的研究,但是尚未对漏泄波导技术要求及工程应用要求进行统一规范。为寻求适用于城市轨道交通车地通信漏泄波导的技术规范,文章首先介绍漏泄波导在城市轨道交通车地通信系统的重要性;其次,结合漏泄波导应用环境,对适用范围、技术要求、射频特性检验方法、工程要求和运营维护要求进行规范化研究;最后,总结得出技术规范内容,旨在为城市轨道交通车地通信漏泄波导建设、运营及维护提供规范化依据。

车载测速电机检测方法研究

为满足轨道交通中对测速电机设备维护的自动化测试需求,经过对车载测速电机不同检测方法的深入研究与对比,提出一种适用于现场维护的测速电机快速检测方法。为提高测试结果的准确性,强调对其动态性能指标进行统计分析的重要性,而非仅依赖于对静态指标的测试分析。所述测速电机快速检测方法已经通过样机验证并已投入实际应用,取得良好的使用效果。

城市轨道交通新能源技术应用研究

为了支撑轨道交通系统绿色环保的可持续发展需求,在光伏发电及储能方面展开研究。设计城轨交通系统用分布式光伏-储能供电系统方案,研究多系统、高可靠度的供电模式和源储荷多能源耦合下的能量管理策略。面向光伏储能接入单个牵引变电所,提出一种基于深度强化学习的能量管理与优化方法。该方法使用深度Q网络对列车负荷、光伏单元和储能单元功率输出等状态信息进行训练学习,通过训练好的代理对直流牵引网进行能量管理,解决光伏发电系统难以适应城轨列车启停频繁、工况多变,以及多能源系统引入后带来的供电稳定性、容量配置和能量管理等问题,有效提升城市轨道交通系统的绿色能源利用率,降低变电所输出能耗。

低碳导向的城轨列车节能运行方案研究

在城市轨道交通事业迅猛发展的同时,能源消耗总量与碳排放总量过大的问题也日显突出,因此提出低碳导向的城市轨道交通列车运行方案集成优化方法。对列车运行过程中的动力学特性进行分析,确定列车牵引能耗的计算方法,并通过电网排放因子量化列车碳排放与牵引能耗的关系。通过列车运行图和速度曲线控制,在匹配更多再生制动能量的同时减少牵引能耗,构建以全线列车总碳排放量最小为目标的集成优化模型,并设计基于遗传算法的高效启发式算法对模型进行求解。利用北京地铁燕房线的实际数据进行实例验证,结果表明优化后列车再生制动能匹配量增加76.1%,全线碳排放量降低33%。

新冠肺炎疫情影响下的北京城市轨道交通客流研究

2020年上半年,从居家隔离到复工复产,北京城市轨道交通客流呈现先突降后缓慢恢复的态势.本文首先对城市轨道交通客流进行时空特征分析,了解疫情影响下的整体客流趋势.通过数据分析,得出疫情大幅抑制了城市轨道交通出行需求,严重影响了人们的工作生活,同时疫情对工作日全天各时段均有较大影响,对办公类车站影响较大等结论.通过建立ARIMA预测模型,对城市轨道交通客流恢复情况进行预判.研究结果表明,ARIMA(1,1,1)模型可有效对客流恢复情况进行预测,预测误差率为2.9%,剔除恶劣高温天气对客运量的影响,预测误差率为1.98%,预测模型和结果可为疫情防控提供定量决策依据.

城市轨道交通应急演练体系发展现状与对策

应急演练是城市轨道交通应急管理的重要组成部分,其不仅可以提升城市轨道交通行业人员应急处置能力,也是评估检验城市轨道交通应急预案的重要手段。阐述城市轨道交通应急演练需求分析,在对我国城市轨道交通应急演练体系发展现状进行分析的基础上,针对城市轨道交通应急演练体系中存在的演练标准规范体系有待完善、应急演练联动程度较低、应急演练基地布局不合理等问题,提出城市轨道交通应急演练体系发展的对策建议,即构建具有应急演练过程支撑、应急演练评估培训及社会安全教育等功能的城市轨道交通应急演练综合中心,建立多专业联动和城市轨道交通与多部门协同的应急演练体系,构建城市轨道交通应急演练指南和评估指标体系,为我国城市轨道交通应急演练体系发展提供借鉴。

CBTC系统保护区段触发策略的优化

[目的]城市轨道交通线路的CBTC(基于通信的列车控制)系统在特定场景中具有一定的局限性:当一条进路存在多个保护区段时,联锁无法根据列车的前进方向灵活选择保护区段,难以满足灵活、自动建立进路的需求,需要优化保护区段触发策略。[方法]简要介绍了CBTC系统下进路触发及保护区段设置的基本原理,列举了既有保护区段控制方案下的2个典型问题场景。提出了保护区段触发策略优化方案,即由ATS(列车自动监控)自动选择保护区段方向并交由联锁执行。以场景一(列车跳停回库)为例,根据列车动力学特征,对优化前后的列车跳停性能进行了对比分析。[结果及结论]以列车跳停回库为场景案例的分析结果表明,优化保护区段控制策略后,列车跳停的时间性能大为提升。此优化方案具有可行性,可显著提高办理保护区段的灵活性,提升列车跳停的效率。

城市轨道交通应急演练中心功能体系设计

近年来城市轨道交通快速发展,在给人们出行生活带来便捷的同时,也对运营安全提出了更高的要求。城市轨道交通具有高峰客流量大、专业系统多、技术复杂度高、运转强度大、运营环境封闭等特点,相应的应急安全工作更加复杂,因此开展城市轨道交通应急演练以增强应急处置和管理的韧性尤为重要。首先从国家、行业、企业3个层次分析了城市轨道交通应急演练的需求,并从需求出发,设计了城市轨道交通应急演练中心功能体系,包含业务布局、功能设计、技术装备和架构规划,旨在为国内城市轨道交通应急演练中心的设计提供一套科学、合理且具有操作性的整体解决方案,提升城市轨道交通应急处置水平,降低应急事件的危害。

基于LTE-M技术的城市轨道交通车地通信应用

针对北京地铁实际运营中出现的车地通信问题,阐述了车地通信应用现状和业务需求,选取了典型试验段设计并搭建了LTE-M(地铁长期演进)系统,通过动态测试与分析,验证了在10 MHz及20 MHz频宽时LTE-M系统的基本性能和承载能力,并提出了应用建议。

常态化疫情防控下节假日客流特征及策略研究

在常态化疫情防控下,节假日的城市轨道交通承担着保障疫情防控与助力拉动内需的双重任务,存在客流整体吸引力不足与重点车站疫情防控风险大的矛盾。首先,对北京历年节假日城市轨道交通客流进行深入分析,总结出常态化疫情防控下节假日客流特点;其次,研究历年节假日客流与影响因子互馈关系,梳理出3类40余项节假日客流影响因子;再次,对影响因子进行逐一解析,找出城市轨道交通节假日客流吸引能力不高的主要原因,即运营管理不精准、乘客出行不便捷、地铁线路不直达;最后,在城市轨道交通客流特征与原因分析的基础上,提出运营优化策略:开展精细化管理,提供智慧化服务,推进一体化融合。

基坑工程对临近既有地铁隧道安全性影响分析

文中以既有工程案例为研究对象.依托有限元数值工具为研究手段.进行计算分析,研究大型基坑在开挖施工过程中,引起的周边边坡土体变形,对临近既有地铁区间隧道的安全性影响.通过对基坑围护结构及支护体系设置加强措施.以形成对地铁结构具有针对性保护,计算分析加固后的变形控制效果,结果显示采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩+预应力装配式内支撑的联合支护体系,能够在一定程度上有效控制基坑开挖引起的变形量,达到保护地铁隧道结构安全的目的。

城市轨道交通智能维修层级及技术研究

随着信息化水平的提高与机器学习、深度学习等新技术的发展,城市轨道交通的运维方式逐渐智能化。除了面向乘客的服务,在维修保障方面新技术的应用也至关重要。结合航空、船舶、高铁行业运维体系和运维技术优势,根据城市轨道交通特点,提出一套符合城市轨道交通的智能运维架构,并分析架构关键层级和关键技术,为城市轨道交通智能运维的研究提供一种思路。

城市轨道交通客流预测的历史相似日选择研究

选择合理的历史相似日(以下简称“相似日”),可有效提高城市轨道交通客流预测的精度。提出了适用于不同客流预测需求的相似日选择方法:首先将相似日选择过程转化为客流模式识别过程;其次提出了前向逐日检索和双向定位检索两种相似日选择算法策略;然后采用定量转化、量纲一化、构造函数法等方法分别计算了星期类型、与预测日的间隔时长、工作日属性、日最高温度等影响因素的相似度,构建了含各影响因素的累乘函数;最后,结合北京城市轨道交通客流数据对相似日选择方法进行拟合及验证。结果表明:该方法的预测结果准确、可靠,可为不同的城市轨道交通客流预测场景提供参考。