基于混合通信顺序进程的高速铁路列控系统形式化建模与验证方法

针对高速铁路列控系统的混杂特性,提出一种基于混合通信顺序进程(HCSP)的列控系统形式化建模与验证方法。引入了HCSP的假设条件,建立列控系统的行为模型;定义了HCSP到混合自动机(HA)的转换规则,将HCSP模型转换成HA模型;利用模型检验工具PHAVer对HA模型进行自动验证。以高速铁路列控系统典型的行车许可运营场景为例,建立区间闭塞分区行车许可场景的HCSP模型;根据转换规则将行车许可场景的HCSP模型转换成HA模型;用PHAVer验证了所建立的区间闭塞分区行车许可场景模型的正确性,从而证明了基于HCSP的高速铁路列控系统建模及验证方法的有效性。     

基于CBTC控制的全自动驾驶系统

主要介绍全自动驾驶(FAO)系统的发展和应用情况、系统的组成和特点,并提出引进采用该系统需要注意的问题。     

基于PLSA和SVM的道岔故障特征提取与诊断方法研究

铁路局和电务段长期以来保留的道岔故障记录是非常宝贵的数据,对道岔故障类型统计、故障特征分析、故障诊断和故障预测有非常好的参考作用,但这些数据往往保存格式多样,难以直接利用。本文提出基于主题模型PLSA和支持向量机SVM的道岔设备故障特征提取与诊断方法。通过分词算法将故障文档表达在词项特征空间中;采用主题模型算法提取主题特征,并将故障文档表达在主题特征空间上;以SVM算法构造诊断器实现道岔设备的故障诊断。利用中国铁路广州局集团有限公司道岔故障记录的真实数据,对提出的算法有效性进行验证。实验表明,提出的算法能有效实现道岔设备故障诊断,对现场维护有一定的指导意义。     

全自动运行系统发展趋势及建议

介绍全自动运行(FAO)系统的发展历程,通过分析全自动运行系统的技术特点,阐明全自动运行是今后列车运行控制系统发展趋势的观点,并强调全自动运行是可以实现轨道交通系统高可用、高可靠和高安全的先进技术。结合自主化全自动运行系统国家示范工程——北京地铁燕房线的研究建设情况,分析说明自主化全自动运行系统的架构,以及与传统CBTC系统的区别。着重提出,必须通过制定与全自动运行系统相匹配的运营规则,并通过各专业系统设备自动联动控制,才可以充分发挥全自动运行系统的优势,显著节约人力和各项成本,从而提升轨道交通整体装备的可靠性水平。最后针对当前国内轨道交通快速发展的现状,提出在后续线路规划全自动运行系统时的多项建议:分步骤推进FAO线路的应用,首条线路可选择客流量较小的线路,待运营单位和乘客适应FAO后再逐步推广;进一步提高系统集成度,实现多专业联动控制,并设立独立的运营团队,从而更好地发挥FAO系统优势,真正为线路运营能力的提升做出贡献。     

基于随机Petri网的GSM-R双层网络建模与性能分析

利用随机Petri网,综合信道降质、链路中断、越区切换、灾害等因素,建立GSM-R的同站址网络与交织站址网络的故障模型,针对同站址与交织站址两种不同的网络结构,给出利用马尔可夫链求解可靠性与可用性的方法。通过马尔可夫链的有关概率分别计算:不同网络结构的可靠性;不同列车运行速度对应不同网络结构的可用性。分析计算结果表明:同站址网络的可靠性与可用性远高于交织站址网络,主要原因是同站址网络中一层基站业务中断时不会导致系统失效,交织站址网络中一层基站业务中断时,并联的另一层相邻两个基站均可以提供业务才不会导致系统失效。另外,同站址网络中越区切换速率较小,有效减小了列车越区切换对可靠性与可用性的影响。     

改性沥青伸缩缝结合料与混合料低温性能研究

为改善改性沥青桥梁伸缩缝材料的低温性能,使其在寒冷地区中小跨径桥梁上获得成功应用,通过添加热塑性橡胶类改性剂和橡胶类改性剂,对美佳改性沥青结合料进行二次改性,并通过对改性前后结合料和混合料低温性能的试验对比分析,重点研究了伸缩缝用改性沥青结合料和混合料的低温性能,通过实桥伸缩缝验证了研究成果的可行性。结果表明:该研究成果可在-40°C以上地区的中小跨径桥梁伸缩缝中使用。     

基于随机价格时间博弈的列车队列稳定性模型验证与控制策略优化

为保证列车队列运行安全并提高队列稳定性，研究了列车队列稳定性模型验证与控制策略优化问题；基于车-车通信的列车队列采用等空间间隔、等时间间隔和变时距3种控制策略，利用随机价格时间博弈自动机，建立了包含领航列车和跟随列车的队列控制模型，分析了模型的队列稳定性；在保证列车运行安全的前提下，以列车的相对位置差、相对速度差和时间间隔差为成本函数，通过队列随机价格时间博弈自动机模型获得控制策略集；利用Q-Learning方法得到队列的最优驾驶策略，验证队列运行的安全性和稳定性；结合列车运行追踪场景，进行队列的稳定性分析。仿真结果表明：通过形式化验证，采用3种控制策略下的队列安全性得到了保证；通过随机价格时间博弈控制、协方差优化控制和Q-Learning方法对比PID控制，等空间间隔策略下的队列稳定性误差最大值分别减小到了0.19%、0.18%和0.11%,等时间间距策略下的队列稳定性误差最大值分别减小到了30.21%、10.34%和9.24%,变时距策略下队列稳定性误差最大值分别为118.27%、56.09%和39.67%,可见，采用Q-Learning方法的随机价格时间博弈理论能在安全前提下提高...     

基于HCSP的列控系统安全性建模与验证分析

高速铁路列车运行控制系统是保证列车安全、高效运行的核心设备，如何验证系统功能的正确性从而提高系统的安全性是至关重要的。引入了一种基于进程演算的方法—混合通信顺序进程（HCSP ，Hybrid Communication Sequential Process），利用该方法对列控系统进行了形式化描述，并针对典型的场景—注册与启动场景进行了HCSP建模，通过引入转换规则，进行了相应模型转换，应用模型检验工具UPPAAL进行了仿真和功能验证，验证结论表明了场景模型功能的正确性以及方法的可行性。     

基于80C196列车超速防护系统测试仪的研制

采用80C196微处理器研制的新型列车超速防护系统测试仪不仅可用于列车运行控制系统的研制和生产过程中,而且也可用于现场维护,可模拟列车各种运行环境及可能出现的故障,可手动测试也可自动测试,随时给出被测系统的工作状况。作者主要介绍这种测试仪的功能,系统结构和实现方式。