基于结构熵权法和云模型的高铁接触网系统安全评价

高铁接触网系统在运行和检修中存在诸多不安全因素,采用云模型理论研究高铁接触网系统安全性评价问题,利用结构熵权法进行权重计算,提出对高铁接触网系统开展安全评价的方法。从人员、设备、管理、外部环境和技术装备保障5个方面,建立安全评价指标体系,包含5个一级指标和26个二级指标;运用结构熵权法优化指标权重,可兼顾计算的主观性与客观性;选取云模型理论计算各评价指标的隶属度与特征值,产生正态云滴,利用Matlab工具绘制各安全等级和评价综合云模型的图形,并确定最终安全风险等级;以某铁路局集团公司某供电段接触网工区为例进行实证检验,与实际情况相符,证明了该方法的有效性。     

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。     

模糊数学在轨道交通工程设计方案比选中的应用

针对轨道交通设计方案优选问题具有多因素和模糊性的特点,引入模糊综合评价模型对方案进行比选,首先采用层次分析法计算设计方案各影响因素的权重,然后计算影响因素对评价等级的隶属度,对评价指标的权重与隶属度进行模糊运算,得到设计方案的评价等级。最后通过实例研究,证明了这种方法的合理性和有效性。     

动车组辅助供电系统健康状态评估

以CRH3型动车组辅助供电系统为例,采用一种基于合作博弈和云模型理论的健康状态评估方法,建立辅助供电系统健康状态评估指标体系,获取各元件指标及元件层的组合权重,确定各元件指标对动车组辅助供电系统各状态等级的隶属度,采用分层评估方法得到评估结果。研究结果表明:本文所采用的方法能够结合辅助供电系统的分层分析模型,直观地给出各指标、各元件以及辅助供电系统整体的健康状态信息,有效完成CRH3型动车组辅助供电系统的健康状态评估。     

基于集对分析和证据理论的高铁接触网健康状态评估

为及时准确地评估高速铁路接触网的健康状态,提出一种基于集对分析和证据理论的接触网健康状态评估方法。首先通过变异系数法和层次分析法相结合确定各评估指标的常权重,并根据其相对劣化度得到相应的变权重;采用集对分析方法确定各评估指标与各健康状态等级间的联系度,并将其作为基本概率分配;然后采用证据理论将修订后的基本概率分配进行融合得到评估结果;最后,采用最大隶属度原则和置信度准则来判断接触网的健康状态等级。研究结果表明:与模糊综合评估方法相比,提出的方法不仅能够有效地识别接触网的健康状态,而且评估结果更加准确,状态等级间的区分度更大,为接触网健康状态评估提供一种新的思路。     

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FCE-AHP模型的地铁电源系统健康状态评估

地铁电源系统是地铁高效、安全、稳定运营的重要保障,针对电源设备的健康状态评估,提出一种基于模糊综合评价法的评估方法。首先根据设备运行实际情况、外部环境因素影响、设备运行时的自身特性,构建电源设备评估指标体系;其次采用层次分析法确定指标层、元件层权重;接着通过对指标监测数据隶属度值的计算,构建第1层模糊评判矩阵,采用加权平均算子将指标层权重与隶属度矩阵结合,并以此构建第2层模糊评判矩阵;最后结合元件层权重与第2层模糊评判矩阵,构建整体模糊评判矩阵,对整体电源系统进行健康评估,基于隶属度最大原则,根据划分的4个健康等级,建立电源系统整体健康状态评估模型。经在宁波地铁某号线实际监测数据的验证表明：该评估方法符合设备实际运行情况,证实了其合理性,同时也为设备进行状态修提供了科学依据。     

高铁接触网健康状态的熵权多信息综合评估

为了改进目前普遍采用的简单的铁路接触网检测评价方法,提出接触网健康状态的模糊综合评估模型。利用模糊数学对接触网的检测数据进行处理,采用隶属度函数评价各指标属于评判集的隶属程度;通过熵权理论挖掘检测数据中所蕴含的信息,确定各检测指标的评价权重,对接触网的健康状态进行综合评估,并对评判集的秩进行加权综合实现接触网健康值的量化。对某铁路区段实际接触网状态的评估表明:该方法可行,且评价结果更为直观。     

相依性条件下滨海软土隧道盾构施工渗漏水风险评价

滨海地区多为海相和湖相沉积的软土,施工难度大,渗漏水病害多发,因此,应对盾构施工过程的渗漏水风险进行评价来保证隧道安全施工。构建渗漏水风险评价三级指标体系,将云模型与Copula函数结合,基于Copula函数对于风险指标中相关风险因素的相依性处理,云理论对于定性与定量概念的处理与转换优势,构建相依性条件下的二维和三维云-Copula模型。以宁波市轨道交通1号线为例,利用云-Copula模型计算二级指标对于各个风险等级的隶属度,确定危险性较大的二级指标为注浆质量、止水条、衬砌混凝土自防水。利用D-S证据理论进行证据融合确定该检测区段渗漏水病害的风险状态为安全,但有向基本安全状态发展的趋势。通过对危险性较大的指标加强监控,使渗漏水得到有效控制,为软土盾构隧道施工过程中渗漏水病害的风险评价与管理提供了一种新的方法。     

基于Anylogic的地铁换乘站集散能力评估与设施优化

为了提高地铁换乘站运作效率,增加行人换乘舒适度,减少突发事件发生时的疏散时间,基于社会力模型,采用仿真建模的方法,以某市中心地铁换乘站作为研究对象,模拟其运作流程,综合评估设施设备利用情况,提出引导路线优化以及设施改进的方案,并对紧急情况下的人群疏散方案进行优化。结果表明:优化后的引导路线使行人的总流程时间减少,拥堵现象得到改善;发生紧急情况时的疏散时间减少。该方法零风险情况下,使换乘站集散能力提高。     

紧急疏散情况下地铁车站动态瓶颈识别

随着城市轨道交通系统逐渐成网,地铁车站日渐拥挤,为了制定科学有效的紧急疏散方案,有必要预先找到车站瓶颈点。基于时间可靠度函数模拟乘客在紧急情况下路径选择行为,在此基础上引入M//G/C/C排队模型对车站排队系统各个服务台进行排队性能指标计算,找出潜在瓶颈点。以广州地铁3号线岗顶站为例,结合车站硬件设施尺寸数量,模拟计算最恶劣情况下乘客疏散过程,找到3处潜在瓶颈点,测算结果与实际观测情况相符合,验证了该方法的有效性。     

地铁车辆段灰绿耦合雨水系统综合评价体系及应用

针对灰色措施生态价值低和绿色措施经济成本高的弊端,综合考虑环境、经济、工程以及社会等因素,以径流量削减率、洪峰削减率、施工难度、雨水资源利用、施工成本等作为评价指标,采用层次分析法和熵权法确定组合指标权重,基于云模型构建针对地铁车辆段特点的灰绿耦合雨水系统评价体系,并在西安地铁鱼化寨车辆段进行应用实践。研究结果表明,车辆段内灰绿耦合雨水系统方案性能总体优于单独灰色措施和单独绿色措施方案。本文构建的指标以及评价方法可以为后续地铁车辆基地灰绿雨水系统设计运行阶段评价提供参考。     

安检互认条件下的市郊铁路与地铁换乘站客流模拟仿真研究

在分析研究既有的行人仿真方法的基础上,利用基于元胞自动机的客流仿真技术对安检互认条件下的市郊铁路与地铁换乘站进行仿真,将车站内客流需求、设施设备、运行计划、乘客行为和客流组织集成到SRAIL系统中,通过动态监测手段对设施设备布局进行合理评估。并以在建的新航城站为例,通过SRAIL系统对站内客流进行仿真,从服务水平、交通组织等角度为调整、选择车站设计方案提供依据。     

既有地铁车站功能性改造的客流适应性分析

探究既有地铁车站发生功能性改造时的客流适应性,分析存在的问题,为后续地铁车站设计预留提供借鉴。采用对比分析的方法,首先对车站功能变化引起的客流指标进行梳理,然后运用Legion软件对改造前方案、改造方案分别进行动态模拟,发现换乘客流的冲击下既有车站存在的问题,提出车站改造建议,并对改造方案进行比选,最终确定最优方案。研究结果表明,当车站功能由标准站调整为换乘站时,车站客流增幅较大,行人流线组织复杂化,导致楼扶梯设施能力不足,客流冲突点增多,增设楼扶梯可以改善车站服务水平,但由于未作合理预留造成的既有车站规模小、换乘不便捷的问题难以解决。因此,地铁车站设计时要对线网进行前瞻性分析,论证车站功能发生变化的可能性,提前做好规模和换乘接口的预留。     

基于改进可拓物元法的地铁车站运营安全评价方法

我国大中城市的地铁建设和运营已进入规模化、网络化阶段。地铁车站的安全运营是整个地铁系统运营安全的重要保障。对地铁车站运营安全风险因素进行梳理与凝练,科学合理地选取出风险评价指标,并采用综合赋权法确定指标权重系数,将德尔菲法、专家咨询法与可拓物元法相结合,提出了改进可拓物元法,提高了地铁车站运营安全风险评价的时效性和科学性。结合南京地铁大行宫站的实地调查数据,对模型进行实例验证,以说明实施步骤和应用效果。     

地铁视频监控系统中的行人检测研究与应用

行人检测是智能监控技术的一项重要内容,为了快速准确地对地铁站内的行人进行检测,采用图像的梯度向量直方图(Histograms of Oriented Gradient,HOG)特征表征行人,并通过改进HOG特征的提取算法,加快了特征向量的提取速度。分类器使用支持向量机(SVM),针对大量行人和背景训练样本,提取HOG特征并训练SVM行人分类器。用训练得到的分类器对测试样本进行检测,实验表明,提出的方法具有较高的识别率和较强的普适性,并可以应用于实际地铁环境中。     

地铁车站人群集散能力瓶颈风险评价

城市轨道交通日益增长的需求与有限的地铁站空间之间的矛盾日益加剧,引发地铁站内拥挤位置的人群集散风险评价及人流控制成为亟待解决的问题,提出选取人流密度、关联人群组数和人流负荷率作为瓶颈点风险的评价指标,给定各指标的量化打分方式并制定各得分情况下指标的风险等级。借鉴LED评分法,提出风险值计算公式D=K·N·S以确定人群集散风险等级,为集散管理提供判断依据。结合武汉市洪山广场地铁站乘客流通情况,采用Anylogic仿真模拟得到相关人流参数,根据制定的瓶颈点风险评价标准对其风险进行评价,得出该车站整体集散风险处于中等水平的结论,并针对结果提出应加强乘客引导,增设栏杆分流及增加检票口等风险控制策略。评价结果与实际基本相符,为地铁站内人群集散瓶颈风险评价及控制提供决策依据。     

运营地铁车站拓建施工风险分析与评估研究

随着城市建设的快速发展和人口急剧增加,有些已经投入运营的地铁车站逐渐无法满足乘客的出行及换乘需求,需对其进行针对性拓建。地铁车站拓建工程周边环境复杂,变形控制要求严格,施工过程中受力体系多次转换,极易发生安全风险事故。以北京地铁宣武门站接驳拓建工程为研究对象,重点考虑4个一级指标和22个二级指标,建立多层次运营地铁车站接驳拓建施工风险指标体系;通过层次分析法确定各风险指标的权重;采用模糊综合评价法对接驳拓建施工风险进行评价分析。结果表明宣武门站接驳拓建施工为三级风险,既有地铁、周边管线和既有结构破除3个指标达到四级风险,需采取专项风险控制措施以确保施工安全。研究成果对相关工程的风险管理具有一定借鉴意义。