关于高速铁路调度指挥系统可靠性的探讨

分析了中国高速铁路调度指挥现状.根据复杂大系统理论,将高速铁路调度指挥系统看作串并联系统来探讨系统的可靠性.首先,针对调度系统人员可靠性问题,结合系统可靠性理论,将调度系统看作是不可修复串并联系统,计算调度系统的可靠度,通过可靠度的大小判断系统的可靠性;然后,针对调度系统设备可靠性问题,又将调度系统看作是可修复串并联系统,计算系统的稳态可用度,通过分析稳态可用度的大小来判断调度系统的可靠性;最后,针对调度系统信息传递的可靠性问题,结合工程控制理论,将调度系统假设为一个单输入单输出的线性定常串并联控制系统,采用系统方框图来描述调度系统的信息传递过程,计算出高铁调度系统的信息传递函数,然后求得调度系统的特征方程和特征根,通过分析特征根是否均有负实部来判断系统的稳定性.     

高速铁路综合调度系统各子系统间的互联

针对高速铁路综合调度系统各子系统的集成问题,论述综合调度系统的概况,明确高速铁路综合调度系统的作用,分析系统组成及各子系统的功能。在此基础上,详细论述各子系统的互联方式,并提出适合高速铁路综合调度系统的分层分布式的服务器结构模型。     

高速铁路调度系统的人机关系安全评估

高速铁路调度系统是现今中国高速铁路行车安全的重要保障,主要表现为人机关系的平衡、协调。由于调度系统本身存在的复杂性使其很难被作出准确的安全评估,采用基于层次分析法的灰色理论对高速铁路调度系统进行安全评估,最后,通过实例证明该方法具有科学性和可行性。     

基于服务池的高速铁路应急资源全域优化调度方法

为提高高速铁路应急处置效率,实现资源统一调配,融合云计算和大数据技术,研究了高速铁路应急服务资源的调度问题。在应急云资源建模、应急云服务虚拟化建模、云服务池建模、高速铁路现有应急救援系统的资源使用建模、云计算模式构建的基础上,建立了跨总部和区域的高速铁路应急资源服务池的全域优化调度模型,提出了云资源传输总距离最小、资源协调成本最低、运行处理时间最短、当资源缺乏时需增加的资源数最小等4个优化目标;针对问题的特征,研究提出基于双层粒子群的高铁应急服务优化调度方法。对于给定的案例,选取距离最小作为优化目标,运用提出的方法可给出优化的资源调度方向和资源调度数量,验证了所提出的方法对于求解分布式应急云资源调度问题的有效性。     

基于故障树分析的高速铁路列车调度子系统可靠性的探讨

高速铁路列车调度子系统是整个高速铁路调度系统的重要组成部分,在一定程度上决定了整个高速铁路调度系统可靠性.主要采用系统可靠性理论中的故障树分析的方法,对导致列车调度子系统故障发生的因素进行总结,并建立故障树,找出故障出现的因果关系,对于揭示列车调度子系统故障的潜在原因和消除安全隐患有着重要意义.     

高铁行车调度应急处置安全风险管理研究

以非正常情况下高速铁路行车调度应急指挥典型案例为基础,分析了高速铁路行车调度系统的"人-机-环-管理"结构。针对实际案例,运用WBS-RBS风险辨识法对高速铁路行车调度应急处置过程的风险源进行辨识。在此基础上,归纳分析应急处置过程中的人、机、环、管理四个方面的风险因素,并提出相应对策。实践证明WBS-RBS能够全面辨识高速铁路行车调度工作中存在的风险源,从而为高速铁路行车调度安全风险评估提供一个行之有效的方法,并为安全风险防范奠定了基础。     

基于结构熵的调度命令有序度评价

铁路调度命令的有序度直接决定铁路运输任务能否安全有序地完成,已有铁路安全监控系统大多关注局部功能,缺乏整体调度安全性评估。论文分析调度命令形成过程中的信息交互流程,考虑时效性和通信质量两个方面,基于结构熵理论建立调度命令有序度的评价模型。该模型涵盖了系统组织结构的静态稳定性和实现过程的动态性指标,并将其作为不同情景下调度命令有序度的评价标准。最后以临时限速调度命令的形成、传输、执行过程为例计算调度命令的有序度,算例结果表明目前临时限速调度命令的信息交互过程是相对有序的。     

高速铁路与既有线调度指挥协同性分析

为保证整个路网列车运行的效率与安全,基于列车计划运行图与实际运行图数据,提出了一种高速铁路与既有线调度指挥系统协同性评价体系与方法.首先,从跨线列车在衔接站的调度指挥流程出发,对高速铁路与既有线调度指挥协同性作用机理进行了系统地分析;其次,运用协同学理论研究了两系统在组织日常生产作业中的协同关系,并构建了两系统间的协同性评价指标体系;最后,基于协同分析矩阵理论建立了高速铁路与既有线调度指挥系统协同性评价模型,对两系统间协同化作业程度进行定量分析.研究结果表明:两系统间的整体协同程度为0.975,且衔接站的组织工作是否能够高效、有序的进行是影响系统间协同性的关键因素.      

高速铁路调度指挥预警及应急管理系统设计与实现

本文根据调度指挥决策、行车安全的风险影响因素和风险演变规律,集成使用现有铁路预警信息平台,设计高速铁路调度风险分析与预警系统,实时获取外部环境风险信息。通过调度指挥事件预测技术分析风险的类型、严重程度及对列车运行的影响,运用应急处置管理技术智能匹配当前事件应急处置流程,并辅助规范化管理以提高可靠性与效率。该系统以广州铁路集团公司为试点进行研发。     

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首先提出了区域运营组织与调度的概念。并对支持区域运营组织与调度的关键技术即运营作业计划自动编织系统的开发,车辆运行定位、监控系统及其支持平台的开发,公交区域运营辅助调度系统和乘客信息服务系统的开发等应用系统及支持平台做了进一步描述。在论文最后,对运营组织与调度区域化的效益进行了分析。     

基于多Agent的贯通同相供电系统协调控制

为满足高速和重载列车对牵引供电系统在电能质量、电分相等问题上的需求,提出了构建基于多智能体的贯通同相供电系统的思路,探讨了系统的基本框架和实现途径与方法,设计了系统中各级Agent的结构功能,并讨论了多Agent之间的通信、协调和协作方法.设计了变电所之间的协调控制策略,以解决贯通同相供电系统中牵引变电所并网运行和变电所之间的潮流调度问题.最后,以京沪高速铁路为例进行了仿真.仿真结果表明,采用协调Agent参与分区协调的2级自治控制策略明显优于其他方式,能实现牵引变电所之间的潮流调度,并将受扰后的节点电压恢复到初始值,确保供电系统的整体电压水平.      

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基于铁路信息化现状,根据铁路信息化跨越式发展的总体思路和信息技术的发展状况,结合高速客运专线的运营管理的需求,按照综合调度智能化、客运营销信息化和经营管理现代化三方面进行考虑,研究提出了铁路高速客运专线信息系统总体框架.指出了该系统设计原则,以及各子系统和网络、信息平台的功能和方案,对于该系统的规划设计具有重要参考意义.     

郑西客运专线无砟轨道铺设施工测量技术

随着我国铁路客运专线和高速铁路的发展,无砟轨道铺设施工技术得到应用。高速铁路对无砟轨道铺设施工提出了严格的限制,要求无砟轨道具有可靠的稳定性和高精度平顺性。就无砟轨道铺设施工测量技术,利用三维绝对位置坐标有效控制平顺度进行论述,为保证无砟轨道的安全施工提供参考和借鉴。     

现代轨道交通工程科技前沿与挑战

围绕现代轨道交通的四大重点领域:高速铁路、重载铁路、城市轨道交通和磁悬浮交通,介绍了当前国内外最新发展动态,特别是我国轨道交通发展现状及其在国际上所处的地位与水平.结合轨道交通工程学科发展趋势与应用需求,分析了轨道交通工程建设与运营过程中涉及系统安全性、运营可靠性和环境适应性等方面的主要技术瓶颈,指出了高速铁路、重载铁路、城市轨道交通和磁悬浮交通领域当前值得关注的前沿科学问题和技术挑战,为今后深入开展轨道交通科学技术研究(特别是针对处于快速发展期的中国轨道交通科技研究)提供有益参考.      

公铁复合城际走廊多模式客流分担特征

选取了陕西省内距中心城市西安350 km范围内的咸阳、渭南、黄陵、延安4个节点城市, 搜集了相关公铁复合城际走廊上高速铁路、普通铁路、长途客车、小汽车高速出行的出行量、车内时间、票价或通行费等客流特征参数, 梳理了各种城际客流分担分析方法; 构建了距离转移曲线模型和多元Logit模型, 通过曲线拟合、试算和回归分析对模型进行了标定, 并根据模型标定结果分析了客流分担率对距离、时间和费用的敏感性, 得到区域城际多模式客流分担特征, 给出城际通道规划管理的相关建议。研究结果表明: 高速铁路、普通铁路和小汽车高速出行3种模式的分担率-距离转移曲线拟合结果理想, 决定系数均在0.94以上; MNL模型在车外时间取90~150 min时, 拟合效果较好, 决定系数均在0.79以上, 且在时间价值取50~70元·h-1情景下决定系数达到峰值; 随着城际出行距离的增加, 出行者选择从小汽车高速出行转移到城际铁路出行, 且高速铁路较普通铁路更有优势, 西安与近距离的咸阳之间小汽车高速分担率达96.91%, 与远距离的延安之间高速铁路分担率达53.66%, 普通铁路分担率达30.58%;以车外时间为120 min为例, 高速铁路、普通铁路、长途客车、小汽车4种出行模式的阻抗系数分别为0.029~0.044、0.034~0.042、0.030~0.040、0.028~0.048, 小汽车高速出行和高速铁路增长幅度较大, 2种出行对费用更加敏感, 在时间价值取60元·h-1条件下, 4种出行模式的阻抗系数为0.038~0.042, 4种出行对广义时间敏感性无明显差异; 建议进一步挖掘更多城市群城际通道客流分担规律, 并精确考虑城际出行链的城市端细节, 以更好地指导城际走廊的宏观规划与管理。      

高速铁路引入既有枢纽客运站的布局

通过对高速铁路的特点、运输组织模式、枢纽内客运站分工、旅客换乘需求以及运营管理体制、引入线工程难易程度等因素的分析,论述了高速铁路引入既有铁路枢纽客运站方案与城市位置、性质、规模及城市规划发展的关系;并对引入方式与既有铁路枢纽总图规划的相关问题进行了总结、归纳;提出了适应中国高速铁路引入既有枢纽客运站布局的比选类型和建议。实际应用表明该方案是可行的。     

面向新型城镇化的长江流域城际客运体系战略

城际客运体系的构建是长江流域城市实现工业化和新型城镇化的重要前提。首先对发达国家三类城际客运体系结构模式和中国客运体系结构发展历程进行了总结,并基于新型城镇化要求与基本国情,提出长江流域应构建可持续发展、多层级协调的新型城际客运体系,以高速铁路与航空为双核驱动,以普通铁路与公路为基础。然后分析了高速铁路在产业和人口转移方面的巨大引领作用,并指出航空运输对于全球化时代城市群形态的构建、内部产业分工协作不可或缺,同时阐明了长江流域对高速铁路及航空运输的强劲需求。最后提出城际客运交通与城市之间,以及各城际客运交通方式相互之间应加强联系、无缝衔接。     

客运专线综合运营调度系统Agent结构和规则描述

为提高客运专线综合运营调度系统的智能性,采用智能体(Agent)技术,将运输调度决策过程看作是Agent之间的协商过程,建立了客运专线综合运营调度系统的多智能体(MAS)体系结构。将列车运行调度子系统、动车组调度子系统、牵引供电调度子系统和车站分别抽象为Agent,所有Agent构成了Agent社会,给出了Agent社会规则。在体系结构的基础上,给出了二路四层垂直型结构的公司行调Agent结构和反应式车站Agent结构,并阐述了其工作原理。仿真结果表明:在遵循社会规则下,Agent能在10s内调整列车运行计划,5s内选取调度预案,因此,MAS体系结构可行,能够提高运营调度系统的智能性。     

基于离散元分析的高速铁路桥上轨枕选型

为合理选择高速铁路桥上有砟轨道轨枕形式,在轨枕形式的综合调研基础上,采用PFC 3D离散元软件,建立了Ⅲ型轨枕、宽轨枕、梯子式轨枕和框架型轨枕的轨枕-道床模型,对高速铁路桥上有砟轨道结构进行了数值分析.结果表明:4种轨枕都具有较大的轨道框架刚度,具备持久保持轨道几何形位和稳定性的能力;宽轨枕和框架型轨枕与道床的接触力分布较均匀,最大接触力也较小,比Ⅲ型轨枕更适用于高速铁路桥上有砟轨道结构.但考虑到框架型轨枕的优势不明显以及尚未开发相应的养护维修设备,建议高速铁路桥上有砟轨道采用宽轨枕.