基于虚拟耦合的列车群体智能控制技术研究及展望

铁路列车运行控制方式经历了固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞的发展过程,随着车联网和群体智能等新一代信息技术的快速发展,更高效率的先进列车运行控制技术成为研究热点。面向下一代铁路列车运行控制系统,研究一种基于虚拟耦合的列车群体协同运行控制技术,提出采用多智能体系统(MAS)对虚拟耦合列车群的运行进行控制的方法,刻画其控制规则并构建以列车群稳定协同运行为目标的控制模型。在此基础上,设计基于虚拟耦合的列车控制及调度系统框架,采用仿真技术验证该方法可大幅缩短列车运行间隔,提升运行控制效率。最后分析总结基于群体智能的列车运行控制技术研究及发展方向。     

基于数字地球的铁路三维空间选线技术研究

研究目的:基于数字地球建立铁路三维空间选线平台.研究结论:系统充分利用了数字地球软件提供的数字地形及高清影像等基础地理信息资源,建立了三维空间选线平台,并在"安康至张家界"、"郑州至万州"等项目中成功应用,应用表明该系统具有以下特点: (1) 实现了从Google Earth中的实时批量提取数字地形与影像数据;(2) 利用Google Earth的KML技术实现在Google Earth进行铁路平面定线,使Google Earth成为铁路的三维空间选线平台;(3) 建立了一个铁路线路及沿线自然环境的属性信息录入和查询机制;(4) 在传统AutoCAD平台下构建了新建铁路线路平、纵、横设计模块,满足铁路线路精细设计阶段的的各种功能,重点解决了纵断面优化问题;(5)实现了铁路设计成果在Google Earth中的三维可视化.     

京津冀铁路安全协同管理模式研究

研究目的:安全是铁路发展的生命线,京津冀铁路一体化必须重视安全管理。通过梳理我国铁路安全管理法规体系,分析北京、天津、河北铁路安全管理现状,借鉴发达国家优秀的政府管理经验,探讨符合我国国情和京津冀发展实际的铁路安全一体化协同管理模式。研究结论:(1)北京、天津、河北三地地方铁路的政府监管参差不齐,河北省铁路管理政府职能交叉、难以形成合力,京津两地政府监管相对缺失;(2)美国特别强调铁路安全风险管理,日本则特别关注对从业人员和企业制度建设的监督,欧盟的跨地区铁路管理权责清晰、分工明确,而我国的铁路安全管理在风险管理上相对薄弱,在对企业的监管上还没有实现全程监管;(3)京津冀铁路安全一体化协同管理应健全地方法规、完善组织结构、明确各方权责、提升规制效率;(4)本研究结论可为京津冀交通一体化发展参考。     

铁路工程信息模型数据存储国际标准框架研究

研究目的:在铁路信息化总体规划的指导和中国铁路"走出去"战略的推动下,铁路BIM数据标准亟待与国际接轨。然而,目前中国铁路工程信息模型数据存储标准只是针对中国铁路行业的需求,在国际适用性方面存在不足。在building SMART国际组织的IFC基础设施总体架构与IFC线性交通基础设施公用模式的指导和协调下,本文旨在通过广泛的需求分析,融合各方研究成果,并进行抽象提炼,研究铁路工程信息模型数据存储国际标准框架。研究结论:(1)IFC铁路国际标准体系结构包括领域层、共享层、核心层和资源层;(2)IFC铁路国际标准项目研究范围包括铁路行业特有的内容:线路、轨道、车站、电力、通信、信息、信号、机务车辆设备、电气化;(3)IFC铁路国际标准的发展路线是成为IFC5标准的一部分,进而成为ISO标准;(4)本研究成果可为IFC铁路国际标准后续的研究及编制提供指导和支持,进一步推动BIM技术在铁路行业的应用。     

城际路网公交化运营思路及途径

研究目的:城际路网公交化运营对提升城际铁路服务便捷度、满足城市间快速出行需求、促进城市间交流协作、推动区域经济协同发展和城镇化进程等方面均具有重要意义。日本、德国等发达国家的城际列车都采取了公交化运行模式。我国目前对成网条件下的城际铁路公交化运营研究相对较少,有必要对公交化运营思路与途径进行探究。研究结论:(1)城际客流特点决定了城际铁路最好的运营方式是公交化运营;(2)传统运营模式与公交化运营模式主要在购票方式、检票流程、候车时间和乘车体验等方面存在差异;(3)公交化运营的思路为购票-检票-候车-乘车全过程化转变;(4)通过创新票务系统、简化检票流程、缩短候车时长、提高运转效率等有效途径可以实现城际铁路的公交化运营;(5)本研究结论可应用于城际铁路规划与设计。     

融合动态防御的企业远程办公信息安全防护框架研究

企业远程办公模式下的信息系统安全防护体系呈现防护场景复杂、防护主体多样的特点。在攻击手段不断更迭，信息安全受到威胁的情况下，针对未来远程办公模式常态化所面临的信息安全问题，基于远程办公信息安全基础框架和安全动态防御模型，提出融合动态防御的企业远程办公信息安全防护框架。通过引用新技术，构建动态风险监测、风险识别和风险响应机制，提供主动防御及协同防御能力。该框架可以在铁路企业远程办公终端设备安全、边界接入安全、网络传输安全和基础设施安全开展应用，支撑铁路企业远程办公模式下的信息安全保障工作。     

利用铁路枢纽线路开行市郊列车的有关探讨

研究目的:利用大型城市铁路枢纽线路开行市郊列车不仅是对铁路资源的充分利用,在完善并优化城市轨道交通体系、合理使用轨道交通资源、配合并引导城市建设与发展等方面均具有重要意义。研究结论:(1)城市轨道交通体系应基于中心城区、近郊、远郊之间联系强度的大小来构建,采取不同层次的轨道交通配置,发展市郊铁路可以完善大城市轨道交通体系;(2)北京铁路枢纽有富余能力的铁路可作为城市轨道交通体系的一部分,承担城市轨道交通功能;(3)发展市郊铁路的模式一是城市轨道交通延伸,二是利用既有的干线铁路,通过适当改造使其具备开行市郊列车的功能,三是新建市郊铁路;(4)本研究对于大型城市建立轨道交通体系、开展利用既有铁路枢纽线路承担城市轨道交通功能研究具有借鉴意义。     

国内外市郊铁路的发展及建议

研究目的:市郊铁路是连接城市中心城区与郊区或中心城区与卫星城之间,以大城市通勤客流为主的短途旅客运输的快捷客运轨道交通方式。本文对国内外市郊铁路的发展现状进行了分析和研究,对其线网规模、车站分布、运营特征、供电制式等方面进行了总结和归纳。结合国内外市郊铁路的特点,为我国市郊铁路的发展提出建议。研究结论:(1)市郊铁路可采用国铁制式或城市轨道交通制式;(2)可利用既有铁路通道或改造既有铁路开行市郊列车;(3)运营管理模式主要取决于投资建设主体;(4)市郊铁路应采用政府主导下的多元投资模式;(5)政府应建立对市郊铁路的补偿机制;(6)本文研究结论可供市效铁路发展参考。     

基于BIM的铁路建设全寿命周期投资管理研究

研究目的:铁路项目建设具有投资规模大、工期长、专业种类多、施工条件复杂等特点,投资规模难以准确控制。本文分析当前铁路项目建设投资管理的办法及铁路BIM技术发展的现状,借鉴国内外现有的BIM技术方法和理念,全面阐述基于BIM的投资全过程管理解决方案及实现办法。研究结论:(1) BIM技术全面支持工程建设项目的所有相关方,能实现立项决策、设计、实施、竣工验收等建设项目全寿命周期内的协同管理;(2) BIM技术三个关键条件:计算工程量清单平台模型、各级造价分析软件、数据共享和协同管理平台在铁路建设项目中已具备实施条件;(3)大数据条件下将最前沿的BIM技术应用到铁路行业的项目全寿命周期管理当中,是造价管理和投资控制的大趋势,本研究结论可为基于BIM铁路项目全寿命周期投资管理提供参考。     

温州市域铁路网系统制式研究

研究目的:市域铁路在国内发展迅速,其服务功能和技术需求介于地铁和国铁之间,可供选择的系统制式有类似国铁的交流供电制式和类似地铁的直流供电制式。本文意在通过对影响温州市域铁路网系统制式的主要控制因素分析,合理选择温州市域铁路网系统制式。研究结论:(1)市域铁路网系统制式的选择应从更好地实现线网规划的意图、适应项目特点、有利于运营组织和管理、有利于资源共享等角度考虑,合理选择;(2)为了有利于资源共享,需要时可组织跨线列车运营,减少换乘,同一个城市的市域铁路网应采用一种制式;(3)工程投资大小不宜作为系统制式选择的决定因素,但可作为重要的参考因素;(4)经研究分析,温州市域铁路宜选择交流供电制式;(5)本文研究成果可以为市域铁路的相关研究提供一定的理论依据,也可以为其他城市建设市域铁路选择系统制式提供决策参考。     

利用既有铁路资源开行市郊列车的探讨

研究目的:市郊铁路是连接城市中心城区与郊区或中心城区与卫星城之间,以大城市通勤客流为主的短途旅客运输的快捷客运轨道交通方式。但市郊铁路建设成本较高,如果能够利用既有铁路资源满足城市内部交通需求将一举两得。本文以石家庄市为例,分析利用既有铁路资源开行市郊列车的适应性和可行性,为后续城市开展和利用既有铁路承担市郊客流的研究提出借鉴。研究结论:(1)利用既有铁路开行市郊列车是发展市郊铁路的主要形式之一;(2)符合条件的城市应充分考虑利用既有铁路发展市郊铁路;(3)利用既有铁路的研究重点是分析铁路的能力适应性、路由与城市空间布局和市郊客流流向的吻合性、乘客的便捷性等;(4)对石家庄既有铁路及地方铁路进行改造升级后,开行市郊列车是可行的,可以实现"城铁双赢";(5)本研究结论可供市郊铁路发展参考。     

基于序关系-BP的铁路施工企业信用评价研究

研究目的:铁路行业作为我国国民经济的支柱产业,对铁路施工企业进行信用评价不仅能促进其健康发展、提高其综合竞争力,且能保证铁路施工质量,实现社会资源最大化利用,本文利用序关系分析法和BP神经网络对铁路施工企业的信用加以评价。研究结论:(1)总结铁路施工企业信用评价现状及其相关理论后,构建了铁路施工企业信用评价指标体系,并给出了其信用等级划分标准;(2)利用序关系分析法确定各信用评价指标的综合权重,并提出通过BP神经网络模型评价其信用状况;(3)本研究成果对铁路施工企业信用评价有一定的借鉴意义。     

客运专线岩溶区地基注浆加固研究

研究目的:随着客运专线规划与建设在全国展开,客专桥梁穿越岩溶区现象比较常见,如何分析岩溶区注浆加固对桩基沉降的控制效果,并确定合理的注浆加固方案是岩溶区铁路客运专线桥梁桩基设计面临的问题。以某岩溶区铁路客运专线桩基为依托工程,利用基于规范的理正软件,分析不同注浆方案对桩基沉降的控制效果,在此基础上确定合理的岩溶区地基注浆加固方案。研究结论:通过研究得出:(1)只对溶洞注浆可以较好地控制桩基倾斜,但不能有效控制桩基竖向沉降量;(2)只对桩尖土层注浆可以有效控制桩基竖向沉降,但不能有效控制桩基倾斜;(3)同时对溶洞和桩尖土层注浆既可以控制竖向沉降,又可以控制倾斜,是为较合理的加固方案;(4)以上结论可为岩溶区桩基注浆加固提供参考。     

论铁路BIM的认识误区与实施原则

研究目的:针对当前铁路行业内建设铁路BIM所存在的"拿来主义"及分割立项的现象,从信息技术与空间认知的角度揭示铁路BIM区别于建筑BIM的区别,针对性地提出铁路信息模型(RIM)的概念,剖析各阶段RIM的主要应用特征,并基于实际调研提出建设RIM的基本原则。研究结论:(1)铁路RIM与建筑BIM存在本质区别,RIM需要建立在数字地球空间进行表达,才能具备空间一致性、系统完整性,才具备全生命周期的长度价值与普遍适应的应用广度;(2)RIM的建设要遵从:基础平台建设→数字化铁路→标准规范→业务应用RIM平台,做好顶层设计,避免不必要的建设浪费,有序推进的实施路线开展;(3)从数据资源优势与综合技术优势来讲,铁路设计企业最具备承担RIM的建设条件并提出总体解决方案与行业标准规范;(4)本研究成果可为当前铁路RIM的建设提供指导作用。     

我国铁路云计算技术发展策略的思考

阐述云计算在IT资源配置和信息服务提供等方面所具备的基本特征以及对客户关注焦点和企业信息资源管理所带来的系列变革,从信息资源整合、降低企业投资和运营成本、优化企业管理结构、加强企业供应链管理等方面分析我国铁路发展云计算应用的必要性,结合我国铁路信息化建设规划目标,提出尽快搭建云计算IT基础架构、整合既有信息资源和业务、建立全路统一的数据中心、制定合适的云计算发展模式、建立完善的云安全保障体系等我国铁路云计算技术发展策略.     

海外铁路建设项目造价人工智能估算方法研究

研究目的:海外铁路建设项目投资估算亟需一套集可靠的历史数据和科学的估算方法于一体的估价体系,来解决因投资估算效率与准确度低而导致项目亏损的问题。本文运用PSO(Particle Swarm Optimization)和BPNN(Back Propagation Neural Network)等非线性方法建立海外铁路投资智能估算模型,以弥补传统估算方法主观性强、可靠性低等不足。研究结论:(1)识别出包括建设市场、地质条件等在内的19个海外铁路投资估算影响因素;(2)研究发现,PSO和BPNN等非线性方法可较好地适用于海外铁路投资估算的研究中;(3)通过实证研究,本文所构建模型误差控制在6.44%以内,准确度较高,可以推广运用于国内地铁、高铁投资估算领域;(4)本文研究可为其他海外铁路建设项目造价的估算研究提供参考。     

铁路动态信息共享Web服务调用框架

J2EE体系结构已经成功地引入铁路信息共享研究中来,并对铁路信息共享研究产生了巨大的推动作用.在此基础之上,将新兴的Web服务技术引入铁路信息共享研究,并提出相应的调用框架,可进一步扩展铁路信息共享的范围.     

我国铁路智能建设与运营管理初探

研究目的:"推进智能高铁重大科研攻关"是铁路总公司近年来的重点工作,相关部门正力争攻克智能建设、智能装备、智能运营等关键技术。本文初步研究现阶段智能高铁建设与运营的技术手段框架体系,以智能京雄为例阐述铁路智能技术的应用,以期为相关研究提供参考。研究结论:(1)智能高铁建设的智能化手段已经多样,通过BIM、CIM、GIS等技术融合使用,可在站房设计、线路测绘、桥梁建造、隧道施工等多方面实现"智能化"、"信息化"管理,全面提高生产和管理效率;(2)智能高铁运营维护的智能化手段丰富,目前在牵引供电系统、信号系统、动车组检测、安全风险管理等方面应用广泛;(3)智能高铁涵盖了高铁建设、运营到服务的方方面面,将在智能建设、智能装备、智能运营的基础上,进一步提升乘客出行体验感、推动信息开放共享;(4)本研究结论可为智能高铁的建设与运营提供相关参考。     

地热勘察中地温测试关键技术分析

研究目的:拉日铁路在雅鲁藏布江峡谷区色麦至仁布段,近垂直地通过那曲—羊八井—尼木水热活动带,在铁路隧道的地热勘察中,采用钻孔内地温测试的方法对地温场进行评价,并对其地温测试关键技术进行总结和研究。研究结论:(1)拉日铁路地温测试的关键技术主要包括:地温测试元件选择、钻孔及孔内结构、测试时间以及数据处理;(2)地温元件选择热敏电阻,其精度高,操作简单,反复利用性强;(3)钻孔施工要注意孔斜控制,孔内要安装测温管以便地温测绳反复利用,地温测试时间在终孔后30 d为宜;(4)地温测试数据的处理主要包括:确定恒温带深度、大地热流值、隧道洞身温度推算等;(5)本文的研究成果可以为同类地区地热地温测试工作提供依据和借鉴,对地热勘察工作及地热研究有一定的参考意义。     

铁路采空区工程地质勘察及稳定性评价

研究目的:采空区已经成为影响铁路方案的重要不良地质因素,因其工程地质条件非常复杂而对铁路工程稳定性具有重要影响。当铁路穿越采空区时,通过采用综合工程地质勘察方法及运用铁路保护煤柱方法,评价其对铁路的影响,为铁路安全边界范围确定及采空区加固处理设计提供可靠的依据,进而满足铁路工程的沉降控制要求。研究结论:(1)铁路采空区勘察在充分利用煤矿采掘资料的基础上,通过采用物探及钻探的方法进行详细勘测,相互验证,相互补充,综合确定采空区的边界范围;(2)根据勘察揭露煤层埋藏深度,利用空间几何关系,得到煤层的产状;(3)通过综合勘察成果,采用铁路保护煤柱的设计方法评价铁路的稳定性及其安全边界范围,对采空区安全边界范围内采用注浆加固处理,能够满足铁路沉降控制要求;(4)本文可以为类似采空区工程地质勘察及稳定性评价提供一定的指导及参考。