列车通信网络可靠性评价技术研究

列车通信网络技术作为列车核心技术之一,实现实时控制与各类信息的传递,列车通信网络的可靠性研究引起了广泛关注。根据列车通信网络的拓扑结构、设备可靠性、通信有效性以及可用性等特征,建立了针对列车通信网络的可靠性评价体系,利用层次分析法确定了各评价指标的权重,建立了列车通信网络可靠性指标隶属度函数,最后利用模糊综合评价法实现了列车通信网络可靠性的综合评价。通过算例分析表明该方法能够有效地评价列车通信网络的可靠性。     

动车组牵引传动系统健康状态评估

以CRH3型动车组牵引传动系统为研究对象,提出一种模糊灰色聚类和组合赋权法相结合的动车组牵引传动系统健康状态评估方法。利用组合赋权法计算牵引传动系统各元件指标的组合权重;由各元件聚类系数创建元件层的健康状态模糊评判矩阵;然后由该矩阵,采用组合赋权法计算牵引传动系统元件层的组合权重;采用模糊综合评判法评估牵引传动系统整体的健康状态。研究结果表明:所提出的方法能够结合牵引传动系统的分层分析模型,并直观地得到各指标、各元件以及牵引传动系统整体的健康状态信息,有效完成了CRH3型动车组牵引传动系统的健康状态评估。     

城市群区域城际轨道交通线网规划综合评价

在城市群区域城际轨道交通线网规划综合评价中,构建一种新的基于模糊集-熵组合赋权,应用灰色系统理论进行评价的模糊集-熵-灰色系统理论组合评价模型来进行综合评价;首先应用梯形模糊数确定各指标的主观权重,引入熵值理论确定各指标的客观权重;然后采用线性加权法将各指标的主观权重和客观权重进行线性加权求和得到组合权重;最后应用灰色系统理论建立灰色关联模型、规范评价指标值、计算灰色关联系数和灰色关联度,根据灰色关联度值的大小来优选线网规划方案。     

基于最优组合赋权的货运方式选择可变模糊模型研究

在进行货物运输方式选择评价时,评价指标及权重的确定会影响到最终评价结果。为此,综合主、客观权重信息提出一种基于离差平方和的多属性最优组合赋权方法,结合可变模糊集理论建立最优组合赋权可变模糊模型。以具体算例对其进行实证分析,对9组运输方式进行对比选择,并将结果与模糊综合评价法、灰色关联分析法结果进行比较。结果表明,通过该方法得出的评价结果符合实际情况。     

基于灰色层次分析法的CBTC系统风险综合评价

为了对CBTC(基于通信的列车控制)系统进行风险综合评估,在层次分析法(AHP)基础上,提出了基于灰色层次分析法(GAHP)的系统风险评估方法。根据专家打分法获得各指标的样本矩阵,通过灰类和相应的白化权函数处理样本矩阵,得出灰色评价矩阵,利用组合权重和灰色评价矩阵对系统风险进行了综合评估。通过对某公司的CBTC系统进行实例计算和评估,结果表明,在十分制的评价等级中,CBTC系统风险综合评价结果为8.0043分,即CBTC系统是低风险的系统,使用GAHP对CBTC系统进行风险综合评价的方法合理可行。     

有限云模型和距离判别法在边坡稳定性评价中的应用

边坡稳定性分类是一个综合的不确定系统问题,针对指标分布和等级边界模糊的特点,提出一种以有限区间下的云模型为评价主体、距离判别法确定指标权重的稳定性分类的方法。给出有限云模型的相关概念及计算模型,再介绍具体的赋权的原理及流程。引用相关文献的评价指标体系,结合隶属函数计算出各等级的基本概率分配(BPA),并依据指标间距离确定指标权重;再依据改进的云模型计算各评价因子隶属于不同等级的云特征参数,并结合评价指标权重和云发生器,得到评价样本的综合确定度,实现边坡稳定性等级的划分,与其它理论方法对比分析。研究结果表明:该模型应用于边坡稳定性分级是有效可行的,能弥补传统云理论不能整体上描述有限区间下的指标间的确定与不确定性关系的缺陷,提高云模型应用的普适性。     

基于可拓云模型的轨道交通与接驳公交换乘综合评价研究

为提高城市公共交通体系的整体运行效率,建立基于可拓云模型的轨道交通与接驳公交换乘综合评价模型,解决轨道交通与接驳公交换乘评价过程中的随机性、模糊性问题,使得换乘评价结果更贴近实际.从多角度确定轨道交通与接驳公交换乘评价指标体系,运用层次分析法与熵权法组合赋权确定综合权重,同时依据可拓云计算规则求出评价指标云的数字特征及综合评价等级确定度,并利用可信度因子检验评价结果,得到轨道交通与接驳公交换乘综合评价等级.最后,以昆明市呈贡新区段轨道站点为例确定其换乘水平等级,并根据评价结果提出改善其换乘水平的有关对策.研究结果表明:该方法和模型在轨道交通与接驳公交换乘综合评价中具有较好的可行性和适用性.     

基于CAN总线的轨道交通列车通信网络仿真研究

通信网络是列车的神经系统.它把所有的控制器和传感器等设备连接起来,实现信息采集和控制.为了研究列车通信网络的安全性和可靠性,分析影响网络性能的原因,同时优化网络参数,利用网络仿真软件OPNET搭建了基于CAN总线的列车通信网络仿真模型,研究了应答错误和误码率对网络负载、吞吐量、节点状态等方面的影响.结合实际列车通信网络结构,通过该仿真模型得到相应的仿真结果,今后可为实际列车的通信网络性能分析提供参考.     

ARCNET网络系统实时性能分析与研究

列车控制网络在列车控制系统中起着非常重要的作用,其实时性能直接影响到列车的安全可靠运行。对其实时性能进行分析评价可以优化设计列车控制网络的应用层,合理配置网络,优化网络性能,从而保证列车的安全可靠运行。本文介绍ARCNET列车控制网络的数据帧类型,数据通信机制和自动重构过程等,并对ARCNET网络通信延迟时间参数进行分析,建立ARCNET网络数据通信延迟时间模型、分析其网络实时性,并提出改进网络实时性的方法。最后在搭建的网络控制系统中,对实验测试结果和模型计算结果进行比较,验证模型的正确性。并利用分析结果以及建立的通信延迟时间数学模型,计算开发基于ARCNET轻轨列车网络控制系统的轮询周期,为系统应用层设计提供依据。     

基于OPNET的ARCNET列车通信网络的建模与仿真

ARCNET网络的建模与仿真不仅能对ARCNET网络性能进行评估,而且能优化ARCNET 网络设计.在深入理解ARCNET协议的基础上,利用OPNET网络仿真软件建立ARCNET列车通信网络的网络拓扑结构模型、节点的应用层进程模型和链路层进程模型.利用该模型,对ARCNET列车通信网络进行实时性和吞吐量的仿真.通过仿真得出要保证系统正常运行的最大误码率和影响端到端延时的主要因素.     

基于加权云模型的全电子联锁系统运营安全风险评估

结合现场实际情况,在系统层面对于全电子计算机联锁系统进行更加客观准确的运营安全评估,综合考虑系统的风险严重度及风险可能性,提出一种基于最优组合权重计算法的云模型安全评估方法。首先从人员、设备、环境、管理、维修5个方面建立安全风险评估体系,在专家评估的基础上运用最优组合权重法计算体系中的底层指标权重,再将权重代入评估云模型的计算中,分别得到系统的风险可能性和风险严重度评估值,综合得出系统的运营安全风险容忍等级。将该方法引入全电子联锁系统的运营安全评估中,通过对实际数据的计算,证实该方法能够克服以往评估方法的主观性和片面性,使得到的结果更加准确和直观,实现真正意义上的“综合”评估。     

基于逆向强化学习的铁路线路方案优选研究北大核心

铁路线路方案评价及比选多采用组合赋权法,其主观赋权过程计算冗杂。选取具备一定程度普适性的专家案例,采用最大熵逆向强化学习方法从专家案例中学习主观赋权“知识”,得到专家案例隐藏的“奖励”,从而获取可解释性的主观权重。将此主观权重与离差法所得客观权重组合并投入后续TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)评价流程,对线路方案进行最终评价。结合具体实例,建立设计阶段绿色铁路的评价指标体系。结果表明:该方法可以有效计算铁路线路方案评价的量化指标,减小现有赋权方法的计算复杂度,取得较好的评价效果,与真实案例比选结果一致。通过讨论该方法的适用性、局限性及原因,确定该方法在初步评价和泛用性评价中的定位。     

基于云模型的高速铁路绿色施工等级评价——以西南地区为例

针对高速铁路绿色施工评价过程中决策信息的模糊性和不确定性等问题,提出一种结合云模型和模糊综合评判的铁路绿色施工评估方法.以水土流失防治、资源节约和环境保护3个方面共17项指标建立评价指标体系;采用不确定层次分析法和集对理论得到权重值;而后建立各评价指标的标准云,采用逆向云生成器将专家估算数据转化为评价云,通过云相似度算法测算标准云与评价云的相似度并建立相似度矩阵,用相似度矩阵改进模糊评判矩阵,再结合权重获得最终评价结果.最后,通过实例验证了该评价模型的适用性和可行性.研究结果表明:模型可以确定项目及各指标的绿色施工等级,并可为今后绿色施工等级提高策略的制定提供数据支持.     

基于博弈论-可拓云模型的隧道围岩稳定性评价

围岩稳定性评价是隧道施工中需要解决的重要问题。针对隧道围岩稳定性评价的多指标性和不相容性,将博弈论与主客观赋权法相融合,结合云模型理论对可拓理论进行改进,建立隧道围岩稳定性评价的博弈论—可拓云模型。以某隧道3种围岩地段为例,选取岩体完整性、单轴抗压强度、结构面平均间距等6个因素为评价指标,利用物元理论构造物元,运用云模型确定各类别等级的正态云关联度,将博弈论用于赋权得到组合权重,将各类别等级的关联度与组合权重相结合,从而得到等级特征值,并通过等级概念云图确定隧道围岩稳定性等级,经与既有方法进行对比,验证模型的可靠性。将该模型进一步应用于京广铁路大瑶山隧道试验洞段中,结果表明:该模型评价结果与工程实际相符,考虑传统经典域中各指标的模糊性与随机性,避免隶属于单一等级的弊端,并计算出不同等级的概率,为围岩稳定性评价提供一种科学合理的参考方法。     

基于组合赋权二维云模型的箱涵下穿既有铁路施工风险评价

箱涵下穿既有运营铁路施工过程中的各个因素具有不确定性,因此,本文运用组合赋权二维云模型的评价方法对其进行风险评价。从既有铁路运营风险、工作坑开挖风险、箱涵顶进风险和设备风险4个方面展开研究,确定风险评价指标体系。运用层次分析法与熵权法组合赋权确定权重,将后果与概率作为二维云的2组基础变量,最后通过输出云图以及相近度计算确定风险等级。将上述方法应用于天津北海路下穿进港铁路二线地道工程,得出施工过程的风险等级为Ⅱ级,风险可接受,与该工程实际情况一致,表明建立的风险评价方法合理,可应用于工程实践研究。     

基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相...     

GSM-R网络服务质量监测系统设计

GSM—R移动通信网的高速发展，特别是铁路运营中的列车调度通信、列车控制系统、高速列车通信网络的改进，对GSM—R移动通信网的测试监测提出了新的要求，因此，开发一套对整个通信网络进行网元级和系统级的综合评估监测系统势在必行。主要介绍网络服务质量监测系统的功能、结构、特性及涉及的部分关键技术，并对其发展前景作出了展望。     

基于改进TOPSIS模型的地铁网络节点重要性评价方法

对城市地铁网络节点重要性进行评价在城市交通体系的运营和管理中具有重要意义。TOPSIS法是一种节点重要程度多指标综合评价方法。已有的TOPSIS法在评价地铁网络节点重要程度时存在贴近度评价不合理,权重算法没有考虑网络空间特性两方面问题。针对上述不足,提出相应的改进措施:(1)结合垂面距离和灰色关联度综合评价方案与理想解的贴近度;(2)设计适用于空间网络的局部熵赋权法。最后,以北京地铁网络为例,利用改进的TOPSIS法测算了节点的重要性程度。结果表明:该方法确定的结果符合实际情况并且优于现有的TOPSIS法,说明该方法具有较高的准确性和较强的应用性。     

基于组合赋权-二维云模型的铁路线路方案优选研究

针对线路方案比选时评价指标体系单一赋权方法的局限性,以及决策过程中多从工程建设结果单方面考虑的问题,提出基于组合赋权-二维云模型的线路方案评价方法。依托沈白铁路通化段线路方案比选实例,以技术可行和生态平衡为导向,选取线路设计、自然人文景观破坏、水土资源环境污染、施工难度及安全4个方面的17个影响线路走向因素,构建线路方案评价指标体系,后运用改进层次分析法与熵权法组合赋权确定指标权重,并以工程建设结果与工后恢复成本作为二维云的2组基础变量,运用MATLAB正向云发生器输出评价云图,确定不同线路方案的隶属等级。结果表明：经新宾、通港方案隶属评价等级介于良好和优秀之间,更贴近良好(Ⅱ级);经新宾、通化县西和经桓仁北、通化县西方案,隶属评价等级介于一般和良好之间,更贴近一般(Ⅲ级);推荐经新宾、通港方案为铁路建设方案,与工程实际选择一致。     

模糊可拓工程优选模型的城市轨道交通路网方案评价方法

考虑轨道交通路网与城市发展协调性、建设实施性、路网结构合理性与综合效果性的关系,构建城市轨道交通路网方案评价指标体系.引入协商理论将单人AHP法扩展为多专家主观构权方法,并与熵值客观赋权法结合形成组合构权法,用于确定评价指标的权重.综合模糊数学、可拓学和TOPSIS法建立模糊可拓工程优选模型,计算各方案的优属度,并据此对城市轨道交通路网方案进行评价.应用该方法对长沙市城市轨道交通路网方案评价结果证明了模型的可行性和实用性.