基于改进YOLOv5s的列车车厢客流密度检测方法研究

针对城市轨道交通（简称：城轨）列车车厢客流密度检测过程中人群密集、乘客间相互遮挡的问题，文章提出一种基于改进YOLOv5s模型的列车车厢客流密度检测方法。设计了基于车载闭路电视监控（CCTV,Closed-Circuit Television）系统监控进行实时目标检测的列车车厢客流密度检测模型；为解决人群密集及遮挡问题，对YOLOv5s进行优化，采用了双向特征金字塔网络（BiFPN,Bidirectional Feature Pyramid Network）结构加强网络特征融合，设计了一种损失函数计算方法，改进了非极大值抑制（NMS,Non-Maximum Suppression）方法，避免候选框误删除的情况。在标准行人检测数据集和自制地铁车厢乘客数据集上进行实验，结果表明，在两类数据集上，改进模型的检测精度均较原模型有所提升。     

基于大小交路的城轨列车开行频率与票价综合优化方法

针对城市轨道交通线路客流时空分布不均衡问题,为缓解高峰时段客流压力,均衡时段客流,提升列车运输能力利用率,提出基于大小交路的城轨列车开行频率与票价综合优化方法。构建双层优化模型,其中上层模型为多时段大小交路列车开行频率及票价综合优化模型,模型以不同运营时段内大小交路列车开行数量、不同运营时段内票价率为决策变量,以企业运营效益最大为优化目标。下层模型为基于弹性需求的多时段随机客流分配模型,考虑票价优化对旅客出行需求的影响,在分析旅客广义出行费用的基础上,建立旅客出行弹性需求函数。设计嵌套Logit随机用户客流分配方法的遗传算法对双层模型进行求解,并进行算例分析,验证优化模型可行性。算例结果表明：1)通过对各运营时段票价和大小交路列车开行频率综合优化能够满足城轨线路各区段的旅客出行需求,降低高峰运营时段内客流量,均衡同一OD对在不同运营时段内的出行需求,充分缓解线路客流的时空分布不均衡的现状;2)城轨票价优化能够在一定程度上吸引更多潜在客流,有效提升企业票价收益,提高旅客人车公里数,同时开行大小交路列车能避免列车运输能力浪费,从而降低企业运营成本。所提出的方法能够为城轨列车开行方案和票价制...     

非限制场景下铁路机车车号定位检测方法

针对传统铁路机车车号定位检测模型泛化性较低，不适用于多种检测应用场景等问题，提出一种适用于非限制场景、基于YOLO(You Only Look Once)v4-tiny模型的铁路机车车号定位检测方法。文章采用空洞卷积代替标准卷积，增大机车车号特征提取感受野，提升传统YOLOv4-tiny模型的检测精度；建立铁路机车车号数据集（RLND,Railway Locomotive Number Dataset），用于模型训练，并对模型的检测效果进行验证。验证结果表明，该方法对铁路机车车号的定位检测精度为99.44%，检测速度为50帧/s，能够应对非限制场景下的机车车号定位检测需求。     

基于均衡运行图的轨道交通站台客流密度优化研究

随着城市轨道交通的发展，地铁成为市民公共交通出行的首选对象。为提升乘客出行体验，实现运力与运输需求的匹配，同时降低城轨站台候车区拥挤度，文章基于运行图的均衡性指标对站台客流密度的优化进行了研究。首先利用排队论基础方法和理论，建立了以城轨站台候车区客流密度为研究对象的计算模型，分析出列车运行图均衡性与站台候车区客流密度的关系。然后，通过创建峰期、创建过渡期、连接任务线、冲突处理、均衡处理等过程，实现了城轨均衡运行图的自动编制。最后结合长沙轨道交通4号线客流数据，通过仿真验证了方法的有效性。仿真结果表明基于该方法的自动编制的运行图比人工编制的运行图其站台候车区最大客流密度更低，因此算法具有更好的实用价值。     

基于图像处理的城轨列车车号识别系统

针对现有射频识别标签易脱落损坏导致丢失车号的问题，提出了基于图像处理的城轨列车车号识别系统。利用工业相机拍摄城轨列车侧面车号，再采用加速稳健特征算法和变换不变低秩纹理方法对拍摄到的图片进行车号定位、校正、分割操作，利用Visual Geometry Group-16(VGG-16)网络模型对分割好的车号字符进行识别。试验结果表明，该系统具有鲁棒性好、识别准确率高等特点，能够满足城轨列车车号获取的要求。     

城轨三维电子沙盘中列车运行仿真的研究

本文以地铁运行线路为基础设计城轨三维电子沙盘模型,同时利用OSG(OpenSceneGraph)技术驱动电子沙盘中地铁的运行.从场景模型的生成、沙盘中动态场景的控制、列车在三维空间的定位算法等方面研究虚拟仿真技术在城轨列车运行系统中的运用,可以为列车运行系统的设计提供参考和验证.     

城轨列车制动模型及参数辨识

列车制动模型是设计ATO精确停车控制策略的依据.本文通过分析城轨列车制动系统的构成、特性及其和驾驶员的接口,从面向控制的角度提出适合控制器设计的制动模型以及模型参数的辨识方法.现场实验表明:该模型能够较好描述城轨列车制动系统的动态特性,并且基于该模型的自动停车控制系统在实验中也取得了满意的性能.     

面向O-D时变需求的城轨列车运行计划优化方法

面向城轨客流时变需求,在给定乘客服务水平的限制下,耦合出行需求与列车始发时间,优化城轨线路列车运行计划,使得列车对数和列车车底数最小化。以具有单一尽头车场的列车运行计划优化问题为研究背景,将该问题分解为列车时刻表优化子问题和列车周转方案优化子问题。针对列车时刻表优化子问题,提出基于时刻表的客流分配方法,构建相应的列车时刻表优化模型,并设计列车时刻表双向关联序列化优化算法;针对列车周转方案优化子问题,建立相应的列车周转方案优化指派模型,同时设计求解该模型的匈牙利算法。算例分析表明:本优化产生的列车运行计划,在满足乘客服务水平的基础上,最大限度地降低了列车运行成本,依次使得列车对数、列车车底数最少,证明模型和算法的有效性。     

基于AFC数据的城轨站间客流量分布预测

基于轨道交通自动售检票系统(Automatic Fare Collection,AFC)统计获得的集计型客流数据,依据行为分析理论,提出1种适用于路网结构变化条件下的城轨站间客流量分布预测模型。首先,基于随机效用最大化理论,构建乘客目的地选择模型,选取终点站吸引客流量、列车运行时间、乘客在站换乘时间、乘客换乘次数、起终点站的线位关系和站点属性6个指标构建效用函数,以反映目的地吸引力、城轨服务水平、起终点站之间的线位匹配关系等对乘客目的地选择行为的影响,在此基础上,建立站间客流量分布预测模型;然后,利用代表个人法将AFC数据转化为非集计型数据,基于WESML(Weighted Exogenous Sampling Maximum Likelihood)估计方法,实现对目的地选择的非集计预测模型的参数标定。采用广州地铁6号线开通前后的AFC数据,对该预测模型的预测效果进行检验。结果表明:在新线接入导致地铁线网结构发生变化的条件下,全线网站间客流量分布预测的平均绝对误差仅为36人,因此该预测模型具有较高的预测精度。     

城轨虚拟编组关键性能指标及技术探讨

列车虚拟编组技术能够实现车辆资源的高效灵活利用,是解决轨道交通客流时空分布不均衡问题的有效方法,已成为国内外的研究热点。既有研究借鉴了汽车编队追踪的思路,主要关注于列车稳定追踪的相关方法,未能完全适应轨道交通的实际需求。针对城市轨道交通(简称“城轨”)虚拟编组研究的需要,深入分析城轨列车运行的特征,在此基础上总结提出包括站台停车时间差等在内的城轨列车虚拟编组应符合的技术性能指标;其次,针对虚拟编组的技术特征,提出包括大小交路和Y型线路等适合列车虚拟编组的潜在应用场景,并对实现虚拟编组的关键技术及其原理进行介绍,可为城轨列车虚拟编组研究提供参考。     

城轨列车微机控制模拟直通制动系统

铁道科学研究院机车车辆研究所根据城轨交通的特点开发研制了城轨列车制动系统，该系统采用微机控制模拟直通电空制动技术、高性能电子防滑系统等，能够满足城轨列车安全、可靠、快捷、平稳、舒适的要求。     

基于模糊聚类法的城轨列车系统划分方法研究

针对城轨列车系统划分的问题,首先,利用层次分析法对城轨列车系统进行划分,明确系统各零部件间的定量关系,建立城轨列车系统功能、材料、结构、安全等4个相关矩阵模型并进行一致性验证;其次,分配不同原则的权重系数,得到模糊综合相关矩阵;然后,通过模糊聚类法中的编网聚类法和最大树聚类法直接进行聚类分析,并对分析结果进行对比,得出合理的城轨列车系统划分结果。通过实例验证该方法有效可行,为城轨列车维修优化提供理论依据。     

市域(郊)铁路跨线运行至城际铁路信号系统方案研究

[目的]市域(郊)铁路是我国轨道交通体系四网融合发展的短板,其在功能定位、客流需求等方面尚未达成共识,这也导致了市域(郊)铁路信号系统制式的选择存在一定的困难和问题,需要对此进行深入研究。[方法]阐述了市域(郊)铁路在多层次轨道交通的融合需求、运营需求,分析了其在运营管理、设备选型上存在的问题。并以无锡至宜兴城际轨道交通工程为案例,对比了国铁CTCS-2(中国列车控制系统2级)+ATO(列车自动运行)系统、城轨CBTC(基于通信的列车控制)系统的特点,对二者在市域(郊)铁路的适应性进行了分析。基于该线跨线运行至苏锡常城际铁路的需求,对该线的信号系统设计方案进行了研究。[结果及结论]案例线路宜采用以CBTC系统为基础、兼容CTCS-2+ATO系统的信号系统方案。该方案既可保证市域(郊)铁路具有公交化运营的能力和高的自动化等级,同时也可满足列车跨线运行至国家铁路时信号系统的兼容需求。     

基于双优化流线的城轨车站客流仿真系统设计与实现

为准确掌握城轨车站内部客流动态变化趋势,设计并实现了基于双优化流线的城轨车站客流仿真系统.系统通过改进传统社会力模型中自驱动力的期望方向和期望速度,计算乘客的碰撞行为对局部流线的影响,实现了局部流线的动态优化;通过设计全局流线可扩展分层结构,判别多源节点属性,实现了全局流线的优化;通过搭建车站二维场景,实现车站仿真动画...     

城轨新线客流成长期进出站量短时预测研究

为准确掌握城轨新线开通初期客流演化态势、提高运输组织合理性,针对新线客流变化不稳定、缺乏历史客流数据等问题,提出城轨新线客流成长期进出站量短时预测方法。通过对新线站点进出站量变化规律的分析,基于改进模糊C均值聚类算法,对考虑客流趋势相似性的城轨站点类型划分方法进行研究,并提出城轨新线站点历史数据库构建方法;基于趋势距离对近邻匹配机制进行优化,并根据多元统计回归对K近邻算法进行改进,提出新线站点客流成长期进出站量短时预测方法;结合广州地铁客流数据,对预测方法的有效性进行验证。研究结果显示:新线站点客流成长期内短时进、出站量平均预测效率较既有方法增加了35.68%、32.23%,预测精度较既有方法增加了38.32%、25.80%。     

基于Weibull分布和SVR的城轨列车自动进站停车精度预测方法

通过分析城轨列车自动停车精度分布变化,研究停车精度预测问题,提出一种基于支持向量回归的列车自动进站停车精度预测方法。对停车精度数据进行分期预处理,进而采用Weibull分布拟合各期数据,由此得到两个分布参数的时间序列,通过支持向量回归算法对参数序列构建预测模型,实现对进站停车精度分布预测。采用北京地铁某条线一列车的自动进站停车数据对提出的模型进行仿真验证,结果表明预测分布与真实分布相似性均值可达0.953 3,验证了提出的预测方法的有效性,为城轨列车自动进站停车精度变化提供了一种科学、高效的预测方法。     

城轨列车受电弓滑板磨耗检测技术研究

为实现城轨列车受电弓滑板磨耗的在线非接触式检测,对城轨列车受电弓滑板磨耗检测技术进行研究。提出一种基于图像处理的受电弓滑板磨耗检测方法,其步骤为:首先,对采集系统采集到的原始图像进行图像滤波,滤除原始图像中的混合噪声;然后,采用基于直方图凹度分析的自适应Canny边缘检测方法对滤波后的图像进行边缘检测,检测出图像内受电弓滑板边缘;最后,通过相机标定和曲线融合获得实际的受电弓滑板磨耗曲线,以判断受电弓滑板磨耗是否超限。试验结果表明:该方法能有效地检测出原始图像中的受电弓滑板磨耗曲线,能有效地实现城轨列车受电弓滑板磨耗的在线非接触式检测。     

城市轨道交通场景化运营管控研究

伴随着科技的迅猛发展,我国城轨系统迎来快速发展的黄金时代,当前形势对城轨运营提出更高的要求。现有城轨运营体系在高密度网络、高强度客流条件下存在运力和运量匹配度低、故障场景下响应速度慢、网络化运营整体效能低等突出问题。广州地铁结合目前城轨运营管理现状,提出一种场景化运营管控解决方案,在技术层面实施智能客流感知、网络化动态调度等技术手段,通过场景协同联动机制,形成城轨交通网络高效能、高韧性的运行新模式。     

基于场景设计的列车调度系统需求建模方法

采用基于场景设计的用户需求建模方法进行列车调度系统建模.将列车调度主要业务场景分解为列车运行计划调整场景、进路控制场景、临时限速场景等.以临时限速场景为例,根据用户需求,将其分解为临时限速命令设置正常、设置错误、下达正常、下达失败4个子场景,分别构建UML消息序列图,并转换为单个场景的CPNs模型,采用模型聚合算法对4个子场景聚合,生成临时限速场景CPNs模型.采用该方法构建的列车调度系统模型具有可靠性高、开发效率高的特点.     

基于模糊多目标优化的城轨列车车门系统维保周期的研究

科学制定车门系统维保周期对整个城轨列车系统的安全高效运营具有重要意义。采用模糊多目标优化算法对城轨列车车门系统维保周期进行优化:分别确定可用度、经济性、任务可靠度与维保周期的关系函数；以可用度、经济性为优化目标，以任务可靠度为约束条件，建立基于模糊层次分析法的维保周期模糊多目标优化模型。对某地铁公司2号线车门系统进行实例分析，验证了模型的有效性。