基于XSD的配置工具数据处理安全平台

为城市轨道交通信号系统设备的用户配置工具开发了可通用的、基于可扩展标记语言模式定义（XSD,XML Schema Definition）的配置工具数据处理安全平台，该平台通过类生成模块与通用数据处理模块的相互配合，完成信号系统配置数据的输入/输出处理，用户配置工具可方便地进行数据的读/写操作，提高用户配置工具的开发效率。     

基于“FPGA和单片机”的多通道超声信号发生器设计

采用FPGA和单片机相结合的方式,提出了一种多通道超声信号发生器的设计方法,通过使用单片机实现USB2.0数据通信和相关外设控制,利用FPGA实现多通道超声信号的并行数据处理、逻辑控制和波形输出,实现了FPGA与单片机两者优势的结合。给出了该系统的完整设计方案并详细阐述了FPGA内部信号处理过程。所设计的多通道超声信号发生器可用于超声检测设备的功能验证和性能测试。     

HXD1C型电力机车速度信号故障分析

介绍HXD1C型电力机车速度信号检测控制原理,将速度信号异常现象划分为速度信号丢失、突变、干扰和错位4大类,结合故障案例对4类现象导致的故障进行深入分析,归纳出故障数据波形和速度信号监控波形的特点,总结故障处理方法。该分析和方法也适用于同平台产品。     

基于LabVIEW的转向架应力应变测试系统设计

本文以LabVIEW为软件开发平台,结合相应的NI工控机及数据采集卡,完成了对应力应变信号数据的自动采集与处理,具有实时显示应变值、实时存储、数据处理等功能,使用灵活,可移植性好,性价比高。结果表明,采用NI计算机测试系统代替传统的应变仪,对应力应变信号实时数据采集与处理具有重要的现实意义。     

城市轨道交通线网能耗大数据平台设计

根据城市轨道交通能耗特点,构建了线网能耗Hadoop大数据平台。对大数据平台架构以及数据接入、数据处理、数据存储等几个方面进行了研究,同时模拟实际业务需求,对平台在数据采集、数据查询处理两方面的功能进行了测试。测试结果表明,所述架构方案能够满足线网能耗平台的业务需要。     

车辆段信号设备平面布置图辅助设计平台的研究

针对现行地铁车辆段信号设备平面布置图复杂度高、采用通用AutoCAD软件人工绘制效率低下问题，构建以自定义实体为单位绘制平面布置图的辅助设计平台；利用ObjectARX创建自定义实体对AutoCAD进行二次开发；设计人机交互界面和外部文件输入处理算法，实现信号设备平面布置图的人机交互辅助绘制与自动绘制；设计特定数据处理算法和对外接口，完成自定义实体数据提取，生成站场及联锁数据并通过命令输出到Excel，实现数据与联锁软件对接。对某复杂车辆段信号平面布置图的设计结果表明，辅助设计平台能够在2 s的时间内快速实现该复杂车辆段信号平面布置图的一键自动生成，绘制准确无误，提升了车辆段信号平面布置图的设计质量与效率。     

非平稳机械振动噪声中瞬态故障信号的检测

结合非平稳机械运行状态,分析了非平稳振动信号中瞬态故障信号和平稳振动信号的特点,介绍了应用小波包理论进行故障信号检测的基本原理.通过小波包变换后,平稳振动信号和瞬态故障信号的小波包-能量谱表现出不同的特性.本文运用统计信号处理的理论,构造了相应统计量进行假设检验判决,判断平稳振动信号中是否存在瞬态故障信号。针对变速箱故障声压信号的非平稳时变特点,给出了小波包分析处理变速箱故障声压信号的原理和方法,并分析了一个变速箱齿根裂纹故障的诊断实例.实验结果表明,该方法可以有效地提取淹没在平稳振动噪声信号中的瞬态故障信号的特征,准确判断出故障,验证了该方法对机械设备进行故障诊断的有效性,对其它类型的机械故障诊断也具有一定的参考价值。     

一种城轨车辆牵引变流器控制单元的硬件设计

为满足城轨车辆部件轻量化、小型化、集成化的要求,通过对城轨车辆牵引变流器的功能进行分析,明确了牵引变流器控制单元应具备系统级和逆变器级控制、通讯、信号处理和故障诊断等功能,从而提出以控制系统模块、数据处理和监控模块、信号处理模块组成的紧凑型牵引控制单元架构。在硬件设计中,采用微控制单元(MCU)完成系统级控制;采用数字信号处理器(DSP)完成逆变器级控制;采用可编程逻辑器件(FPGA)作为MCU和DSP的协处理器,并负责所有对外部电路的接口;采用开关量处理电路、模拟量采集和处理电路、脉冲输出及反馈处理电路,对牵引变流器的各类型信号进行处理,完成控制系统模块指令的输出和系统状态的采集。通过型式试验和牵引系统地面联调试验,验证了牵引变流器控制单元的性能符合设计要求,适用于集成度较高、空间相对紧张的场合。     

高铁动车弓网信号对无线通信系统的干扰研究

无线通信系统在高铁运行环境中受到电磁干扰,其主要干扰源来自动车受电弓与电气化接触导线短时相离产生的辐射信号即弓网离线信号。为弄清弓网离线信号辐射主要频段,通过对动车监测采集了大量数据,借助仿真软件对数据进行分析处理,得到频域和时域图表,找到弓网信号辐射区域集中在0.3～1 GHz频率范围,即弓网离线辐射信号处于该频段对无线通信系统干扰最大。这一研究成果为针对性采取电磁防干扰措施提供了重要依据。     

基于室内外综合监测平台的轨道电路隐患分析系统

针对现有铁路集中监测系统无法满足室内外轨道设备故障诊断的问题,提出了基于室内外综合监测平台的高铁轨道电路隐患分析系统实现方案。该系统通过对高铁室外轨道电路电气特性及特征值的采集,汇总到信号集中监测系统信息平台中,并通过智能分析功能对轨道电路设备进行诊断和预警。     

基于人工智能的高铁动车组智能运维数据分析系统的构建

针对高速铁路（简称：高铁）动车组部件故障诊断和预测的业务需求,依托动车组故障预测与健康管理（PHM,Prognostic and Health Management）系统,在基于人工智能的高铁动车组智能运营维护（简称：运维）算法研究平台中构建高铁动车组智能运维数据分析系统。介绍了高铁动车组智能运维算法研究平台的架构,以及高铁动车组智能运维数据分析系统的数据处理流程和关键算法。并以高铁动车组客室空调为例,选取客室空调相关传感器数据进行数据分析,得到影响客室空调健康状况的特征,并对聚类结果进行健康度数据标注,作为客室空调健康评估模型开发的基础。     

铁路信号一体化设计平台数据库设计

开发基于数据库的铁路信号一体化设计平台是解决当前各个辅助设计软件存在诸多问题的方法之一。通过分析铁路信号工程图纸反映的信息特点,提出了室内外信号工程基础数据库的设计原则及数据流模型,并采用定义外键等数据库技术建立铁路信号工程关系型数据库。平台以该数据库设计方案为基础构建,已在铁路信号工程设计中实际应用。     

铁路网络安全态势感知平台方案研究

研究基于大数据的网络安全态势感知技术在铁路行业的应用,使铁路信息网络具有全面感知、主动预警的能力是当前铁路网络安全建设的重点任务之一。为此,需要解决目前由于无法及时监测和感知信息网络中所存在的安全风险而导致的应用系统发展受限问题;解决传统网络安全态势感知平台由于实际网络环境中数据处理量巨大、业务复杂、层次套叠所导致的误报警率高、易遗漏报警等问题。以大数据高速存取为基础,利用人工智能和并行处理等技术优化感知预测算法,提出适于铁路行业应用的网络安全态势感知平台解决方案,并在测试环境中进行测试验证。结果表明:在具有高通量、复杂化特点的铁路信息网络环境中,该解决方案对潜在安全风险的感知和发现能力优于传统网络安全态势感知平台,满足铁路信息网络高通量、高实时性响应要求,有效地降低误报警率,提升了报警质量和水平。     

基于.NET的高速铁路接触网接口预留系统的开发

接触网接口预留是高速铁路项目中新出现的非常重要的设计工作.本文详细介绍了以.NET平台及SQL数据库为基础开发的高速铁路接触网接口预留系统.在多条高速铁路项目中的应用结果表明,该系统可大幅度提高接触网接口预留的设计效率及设计质量.     

铁路货车大数据平台总体设计研究

为促进铁路货车数据资源共享、推进大数据技术在铁路货车领域的应用,提出了铁路货车大数据平台的总体设计方案。在分析铁路货车大数据来源及数据特征的基础上,基于大数据采集与存储技术、大数据治理技术、大数据算法和模型、大数据计算分析技术,设计了铁路货车大数据平台的总体架构和技术架构,为铁路货车大数据平台的搭建提供设计依据。目前已在中国国家铁路集团有限公司开展了基于该设计方案的铁路货车大数据平台的搭建。     

基于GreenPlum的铁路运输收入数字化管理平台设计与实现

为提高铁路运输收入管理部门对到达货物收费合规性、收入稽查工作过程信息化及运输收入全过程的监控管理水平，设计并实现了基于GreenPlum的铁路运输收入数字化管理平台。以GreenPlum数据仓库作为大数据实时处理平台，将运输收入数据与其他业务数据结合，实现了收入数据的统计分析和预算监控；通过分布式计算和大规模并行处理，实现了数据的即席查询和可视化，提高数字分析的准确性和及时性，为铁路企业及站段的经营活动提供有力的数据依据。实践表明，该平台的应用提高了铁路局集团公司运输收入工作效率及收入稽查工作信息化水平，提升了企业管理效能，为实现传统收入管理向数字化管理转型提供支撑。     

基于铁路数据服务平台的多源数据融合架构研究

铁路数据服务平台实现了铁路数据集中汇聚和铁路数据资产管理,为充分挖掘铁路数据的价值,发挥铁路数据资产的综合应用效益,亟需对来自不同业务应用系统的多源数据进行有效融合。为解决数据复杂多样所带来的数据融合难题,提高数据融合成效,需要构建统一的多源数据融合架构。研究提出基于铁路数据服务平台的多源数据融合架构,描述不同层次数据融合的输入/输出项、数据处理任务、相关技术及特点,对比分析多种数据融合算法的特点和适用性,讨论了数据融合结果的存储和共享,为推进基于铁路数据服务平台的数据融合研究与开发工作提供参考。     

基于CPS理论的智能铁路大脑平台总体架构设计与实践

智能铁路大脑平台是智能铁路体系架构的重要组成部分,统一为各业务系统提供感知、互联、处理、学习、决策等能力。文章提出了智能铁路大脑平台的概念,基于DIKW(Data-Information-Knowledge-Wisdom)分析了智能铁路大脑平台的核心需求,基于信息物理系统(CPS,Cyber Physical System)理论设计了由数据层、信息层、知识层和决策接口层组成的平台总体架构,给出了由数据中枢、分析中枢、决策中枢3部分构成的平台总体功能,并介绍了智能铁路大脑平台在浩勒报吉—吉安铁路(简称:浩吉铁路)的应用。     

基于LSTM的高铁大风预测模型及算法研究

通过对风速数据进行时间序列分析,建立风速预测模型,实现大风灾害的预警,对提升高铁运营安全保障能力具有重要意义。通过分析某高铁客运专线防灾系统的历史风速数据,建立了一种基于LSTM神经网络的大风预测模型,使用TensorFlow平台进行模型参数训练,并结合实际监测数据进行了模型验证。结果表明,该方法预测未来20 min的大风效果较好,预测20～30 m/s大风时的平均误差为13.4%。该研究可为高铁大风预警技术的应用提供参考。     

面向普速车站的智能到发作业系统设计与实现

目前,全路有普速车站2 000多个,这些车站只有很少一部分建设了旅客服务集成管理平台（简称:旅服平台）,建设速度缓慢。主要原因是由于普速车站列车运行和客运组织情况复杂,现有旅服平台到发管理作业无法满足现有车站客运作业需求。因此,研究设计采用基于进站咽喉智能视频分析的车次识别与运输调度管理系统（TDMS）临站压轨数据相结合的旅服智能到发作业系统,对列车进站、停稳等状态进行预测判断,并在此基础上依托c#编程语言对到发管理作业进行新的算法设计与实现。通过对现场到发作业改进前后与列车到发作业时间预测结果对比分析,采用基于进站咽喉智能视频分析的车次识别与TDMS临站压轨数据相结合的智能到发作业系统时间预测准确性远高于现有旅服平台只接收TDMS方式的到发时间预测。