高铁CTCS-3级列车运行控制系统轨道电路建模与仿真

CTCS-3级列车运行控制系统是我国高速铁路的核心系统之一,是铁路安全运输的重要保障。构建列车运行控制系统仿真测试平台,对于分析列控系统性能,验证列控系统功能具有重要意义。本文分析了CTCS-3级列控仿真测试平台中轨道电路模块的设计与实现,完成了轨道电路占用检查功能和轨道电路码序编制功能,并进行了轨道电路分路不良情况的识别与防护。     

列控系统安全防护技术模型及研究

安全防护技术是列控系统的重要环节。文中简要描述安全防护技术内容,讨论了两种典型的安全防护模型。在“故障一安全”的设计原则基础上,提出了列控系统安全防护模型技术方案,对列控系统进行了有意义的讨论．     

一种基于模糊逻辑的CTCS-3级列控系统越区切换算法

基于GSM-R的CTCS-3级列控系统中,越区切换是保证列车运行的安全、提高运营质量的关键技术之一.在系统分析GSM-R通信网络在越区切换中的信号传输过程以及每个过程时延的基础上,提出了基于提高运营时间的两种改良建议.重点研究了一种基于模糊逻辑技术的改进快速切换算法,并通过具体数据分析了算法性能.研究表明,此算法可以大大降低切换时延且不会增加运营时间,是一种适合CTCS-3级列控系统的较好切换算法.     

基于模型的CTCS-3级列控系统测试案例自动生成方法

为了提高CTCS-3级列控系统测试案例生成效率,提出了基于混合通信顺序进程(hybrid communication sequential process, HCSP)形式化模型和时间自动机(timed automaton, TA)形式化模型的列控系统测试案例自动生成方法;建立了列控系统运营场景的时序模型,分析了列控系统运营场景规范中时序功能的正确性;在时序模型的基础上,设计了满足全状态、全变迁和自定义-使用3种领域无关覆盖准则的列控系统测试案例自动生成算法,并以RBC(radio block center, RBC)切换场景为例,生成了100%全状态、全变迁和自定义-使用覆盖准则的测试案例套.从测试套数量、测试时间和内存消耗3个方面分析测试案例的生成效率表明:自定义-使用覆盖准则的测试案例套测试时间和内存消耗最小,分别为0.02 s和9.4 MB,本文方法提高列控系统测试案例生成效率最大达30%.      

铁路客运专线运输组织问题探讨

根据渝利客运专线的运营情况,从资源的合理利用,提供面向市场需求的客运产品,改进售票方式及利用综控系统指挥生产的客运组织方式,提供方便、快捷、人性化的站车服务,加强站台组织、每旬行车应急演练并制定施工安全措施等方面的工作,对我国客运专线运输组织问题进行探讨,并提出相关建议。     

列控系统保护下的动车组接车作业安全策略

铁路在我国交通运输体系中占据着重要地位。在列车运行过程中,列车站间行驶的安全性至关重要。出于确保列车行驶的安全性和可靠性的目的,本论文探讨了列控系统保护下的动车组接车作业安全策略。首先简述动车组和接车作业,阐述列控系统的归类及其原理情况,再以故障安全控制为基础,对列车站间行驶过程的协同运行与交互控制的相关机制进行研究,具体地分析动车组接车作业安全策略,从而确保列控体系运行的可靠性和安全性。     

CTCS-3级列控系统车地交互流程形式化建模与验证

正在建设的时速300 km/h以上的高速铁路已采用CTCS-3级列车运行控制系统.车地信息交互流程是影响CTCS-3级列控系统的效率、可靠性和安全性的主要因素之一.基于时间自动机理论对车地交互流程进行建模与验证具有重要意义.首先将车地交互流程分为4个典型的子流程：任务启动流程、正常行车流程、RBC切换流程和任务结束流程,然后针对这些子流程建立无线闭塞中心（RBC）、车载设备（ATP）和铁路专用移动通信网（GSM-R）的时间自动机网络模型,最后利用时间自动机模型验证工具UPPAAL进行仿真分析,验证了CTCS-3级列控系统的车地交互流程的安全性和受限活性.     

基于概率模型检验的CTCS-3级无线通信建模与分析

CTCS-3级列控系统的无线通信系统是一个复杂、随机的分布式系统,无线通信系统为列控系统车载和地面设备提供安全相关信息交互,因此采用正确有效的方法对其进行建模和可靠性分析具有重要意义.本文根据GSM-R网络的QoS要求,建立了无线通信系统的概率模型,采用概率模型检验工具PRISM对概率模型进行描述和可靠性分析,计算了无线通信系统的稳态概率,并分析了不同速度条件对无线通信的可靠性的影响.结果表明,当无线小区平均间距为3 km,列车运行速度为300 km/h时,无线通信系统处于已连接状态的概率为0.991;随着列车运行速度的增大,无线通信系统处于已连接状态的概率下降.     

石太客运专线元旦试运营

2009年1月1日早8时许，伴随着8G型57号电力机车一声长长的鸣笛，石（家庄）太（原）客运专线第一列试运营货物列车从太原东站缓缓驶出。经过三年半的艰苦施工，近期兼顾货运的石太客运专线终于迎来了先期货物列车的试运营。     

UML-HLA协同建模方法及其在多车仿真中的应用

针对复杂实时大系统分布式交互性特点,通过综合对比UML与HLA的特点,提出了基于UML-HLA的列控系统建模仿真方法.在传统建模方法的基础上,采用提出的UML-HLA建模方法,从多个不同的角度建立多车仿真系统的分析模型,包括用例建模、活动建模、结构建模、交互建模和状态建模等,构建起高层体系架构资源库.在分析模型的基础上,建立多车仿真系统体系结构,得到多车仿真系统的设计模型.从性能和功能上对多车仿真系统进行了仿真验证.仿真结果表明:基于UML-HLA的建模方法具有较强的可交互性和可操作性,通过对原有线程机制与定时器控制机制进行优化,采用线程管理机制将原有系统的CPU占有率由50％降低至15％以下,定时器误差控制在0.02 ms范围内,满足了列控系统的仿真要求.     

高铁客运站旅客导向标识系统优化算法研究

高速铁路的快速发展,对客运站旅客导向标识系统提出更高的要求.由于高速铁路客运站的功能和布局比较复杂,为了更好地为旅客提供便捷、高效的服务,本文根据高铁客运站运营管理实际需求,采用智能优化算法对旅客导向标识系统进行优化设计.首先,以区域诱导信息量最大为目标,建立了旅客导向标识布设位置选择模型;其次,进行退火-遗传算法设计并求解,找到了较优的布设位置;最后,以北京南站地下一层的导向标识系统为例进行实例分析,并且与遗传算法标识位置的布设相比较,验证了退火-遗传算法的可行性和有效性,为高速客运站导向标识系统的优化设计提供了科学依据.     

英国轨道交通残疾乘客的服务

为残疾乘客提供便捷的轨道交通服务，是社会利益、商业利益等多方面的要求。在英国，有25家列车运营公司为残疾乘客提供服务。每家运营公司都制定了“残疾人保护政策”，根据政策规定为残疾人提供相应的措施和服务。     

基于换乘最优的城市圈城际铁路运行图研究

城市圈城际铁路是中国铁路未来发展的重点之一.在城际铁路间换乘所需换乘等待时间的长短是影响乘客满意度的重要因素.因此,在编制城际铁路列车运行图的过程中,应设法减少乘客的换乘等待时间并尽量不使乘客错过换乘.本文对具体换乘过程进行分类并详细分析,提出列车延迟时间和乘客换乘走行时间的概率分布,并据此计算乘客换乘等待时间.在周期事件规划问题（PESP）相关理论的基础上,本文提出基于换乘最优的城际铁路周期运行图编制模型,并以某城市圈的城际铁路网为例,验证该模型的可行性.结果表明,根据该模型编制的列车运行图可以显著地减少乘客换乘等待时间,从而提高乘客满意度.     

CTCS-3级列控系统临时限速建模与验证

为了满足临时限速系统的实时性要求,采用时间自动机理论,对CTCS-3级列控系统临时限速工作流程分别建立了各设备的时间自动机子模型,进而构成临时限速系统的时间自动机网络模型,并基于临时限速系统技术规范的参数对模型进行赋值;采用BNF语法对临时限速系统待验证的属性进行了形式化描述,并应用UPPAAL验证工具对临时限速模型的安全性和受限活性进行仿真验证.验证结果表明:与现有临时限速系统的时间参数设置相比,修正后的时间参数设置避免了出现系统死锁现象;在不影响安全功能属性和受限活性的基础上,提高了临时限速系统的实时性,可在规范规定时间5 s内做出响应.      

萧甬铁路客货运量预测及SWOT分析

铁路客货运量预测能为政策制定及运输发展规划的编制提供科学依据.以萧甬铁路为背景,在对客货运输经营现状深入分析的基础上,采用经济指标预测法、时间序列预测法等对2010年和2015年客货运量进行了预测.在综合考虑客货经营现状和客货运量预测的基础上,对萧甬铁路客货运输进行了优势、劣势、机会和威胁分析.     

铁路客运站旅客最高聚集人数计算模型

考虑了旅客出行习惯和列车晚点,建立了铁路客运站旅客最高聚集人数计算模型.在模型中,在出行时,乘坐6:00～9:00出发列车的旅客一般在列车出发前5～60 min到达客运站,乘坐21:00以后出发列车的旅客一般在19:00～21:00达到客运站;在晚点调整时等级越高的列车具有越高的优先权,晚点时间与运行时间成正比.计算结...     

基于Nested Logit 模型的铁路旅客客运产品选择研究

通过成都-武汉既有线出行旅客的问卷调查,以及样本数据的归纳分析,对旅客客运产品选择行为特征进行描述.基于随机效用最大化理论,以乘车方式与客运产品作为选择肢,旅客主体、出行特性及列车服务特性的各项指标作为效用变量,构建了乘车方式位于上层、客运产品位于下层的Nested Logit 模型.模型的上下层参数标定结果表明,旅客的收入状况、出行目的、出行距离、列车票价及运行时间对其乘车方案选择具有显著影响,旅客的年龄、出行费用来源、收入状况、出行距离,以及列车票价、运行时间对其客运产品选择具有显著影响.模型能较为准确地反映铁路客运产品的实际需求,从而为其合理设计与调整提供理论依据.     

基于收入最大的市郊铁路组合票价制定方法

为获得最佳市郊铁路组合票价制定策略,利用SPSS软件拟合市郊铁路票价与客流量的关系式,通过不同票价折扣获得对应的客流量值,建立基于收入最大的组合票价方案比选模型.以成灌市郊铁路为例进行模型验证,分工作日和节假日、按不同时间段和年龄段分别进行票价组合设定,结果表明:工作日低峰期适当票价折扣、高峰期保持票价不变或小幅度提高票价是最佳组合票价形式;节假日低峰期小范围票价折扣或保持票价不变、高峰期适当提高票价或保持票价不变,是最佳组合票价形式;18岁以下未成年人和56岁及以上老年人适度票价折扣、提高[18,56)岁旅客的票价,是最佳的分年龄段组合票价形式.     

铁路旅客选择列车的随机机会约束目标规划模型

旅客乘坐铁路列车出行时,需选择列车车次,这与各次列车的情况和旅客的出行要求均相关. 分析旅客选择列车时的不确定因素和追求的多重目标,引入随机决策优化理论,在旅客对列车实际到达时刻、出行费用、购票成功概率、旅行舒适度等要求的约束下构建了选择列车的随机机会约束目标规划模型. 列车到站时的晚点时间与购票时的剩余票额是影响旅客选择列车的两个重要的不确定因素,且是随机变量. 根据其分布函数和旅客出行的相关要求将含有不确定约束的模型转化为确定模型,并用隐枚举法进行了算例求解. 结果表明,模型能够明确地给出旅客选择列车的合理建议.