基于网络特性的高速铁路关键车站识别方法

随着高速铁路蓬勃发展,其安全可靠性受到高度重视,关键车站的识别是提高路网可靠性的重要部分。在复杂网络和社会网络分析理论基础上,综合考虑车站在路网中的拓扑结构重要性和运输组织中车站间车流强度,建立高速铁路车流网模型,计算网络中节点强度、节点接近中心度以及中介中心度,并采用TOPSIS法确定综合评价指标,提出一种关键车站识别方法,以我国高速铁路网络为实例验证该方法的可靠性。实例验证不仅识别出省会车站,而且选出了规模不大但处于关键位置影响全网运输服务能力的车站。研究结果可为高速铁路日常维护和故障恢复提供参考。     

基于GEM算法的地铁车站乘客疏散能力研究

为分析和提高地铁车站通过设施的疏散能力,保证乘客的运行安全,在分析地铁车站行人流运动特性的基础上,利用GEM(generalized expansion method)算法,求解地铁车站乘客疏散模型,通过计算得到车站疏散设施的拥堵概率、吞吐量等指标,给出地铁车站疏散能力的瓶颈点。以西直门地铁站为案例,证明将GEM算法应用于解决地铁车站人员疏散问题的可行性,并在此基础上提出合理的进站线路疏散优化方案。     

基于支持向量机的静力损伤识别方法

针对使用静力测试数据进行桥梁结构损伤识别时容易出现误判的问题,基于支持向量机理论,提出1种新的静力损伤识别方法。将损伤识别过程分为损伤发生识别、损伤位置识别和损伤程度识别3个步骤。使用理论计算结果与测试数据比较的方法判断损伤是否发生,采用C-支持向量机分类算法进行损伤位置识别,利用ε-支持向量机回归算法进行损伤程度识别。将该方法与优化识别方法同时运用于1个连续梁试验中。试验结果表明:与优化识别方法相比,支持向量机方法通过分开求解损伤位置和程度,并先进行结构有限元分析,然后再使用支持向量机进行识别,将这2个过程解耦,从而降低了问题的难度,不仅能够正确地识别损伤出现的位置,而且能够得到与实际相符的损伤程度识别结果,并且具有较好的推广能力和较强的抗噪声能力,能够很好地对桥梁静力损伤进行识别。     

高速铁路车站通过能力计算和评估

由于车站作业和运输组织等方面的差异,采用传统方法难以准确计算和评估高速铁路车站的通过能力和能力利用率。UIC能力手册提出了线路能力的加密和压缩方法,但未对理论能力、实际能力、有效能力等提出具体的定义和计算方法,也未对车站的通过能力计算和能力利用率评估提出具体的建议。本文首先对车站通过能力划分层次,并对车站通过能力的影响因素进行分析。在此基础上,提出不同层次车站通过能力的计算方法,包括理论能力的利用率法、实际和有效能力的仿真方法等。特别地,提出列车路径的压缩优化模型和加密方法,以评估和计算给定车站作业计划和列车路径排列方案条件下的车站通过能力利用率和可用能力。依托自行开发的高速铁路车站作业优化与仿真系统,基于案例研究,验证了仿真方法的可行性,并指出利用率法和压缩方法的局限性。     

北京地铁进出站设施通行瓶颈问题定量分析

为解决高峰时期地铁车站人流密集、流量大而影响乘客顺畅有序进出车站的问题,在对地铁车站进行实地调查的基础上,分析影响乘客进出站通行能力的瓶颈因素;结合调研数据和录像资料,定量研究这些瓶颈设施的实际通过能力,并确定影响乘客通行的瓶颈因素为:安检处、上行楼梯口和自动扶梯;提出安检处的通过能力为2 600人/h,将<地铁设计规范>中自动扶梯通过能力修正为6 100 人/h;进一步提出北京站进出站设施的利用系数,为客流组织和新站设计提供参照依据.     

北京地铁既有结构渗漏风险防控体系研究

针对北京市地下水位上升导致的地铁结构渗漏问题,如何科学合理地对北京地铁渗漏进行治理及防控成为当前研究的关键。从既有地铁结构渗漏风险识别、风险评价和风险应对策略 3 方面,对北京地铁既有结构渗漏风险防控技术体系进行系统研究与分析。首先,从风险识别入手,对引起渗漏病害的因素进行全方位分析;然后,在风险识别研究的基础上进行风险评价,将地铁渗漏病害按照定性和定量的方法对区间和车站结构进行分类分级,给出渗漏等级 A、B、C 和 D,并提出应急及常规治漏措施;最后,提出相应的渗漏风险应对策略,包括应急处置和一般渗漏治理。研究内容以期为类似地铁结构病害治理体系提供理论参考和技术支撑。     

基于网络瓶颈控制的轨道交通车站客流疏导研究

轨道交通客流在特定时空区间的强聚集效应导致车站内部设施的服务能力与客流量不匹配,极易造成乘客拥堵、滞留等问题。通过对轨道交通车站客流流线大范围调研,确定服务设施实际通行能力,识别车站瓶颈区域。进而利用多点联动的瓶颈控制方法,构建网络瓶颈客流疏导模型,协调流线网络结构中设施通行能力的匹配度,计算瓶颈点上下游客流调节量。以北京东单地铁换乘站为例进行流线瓶颈优化,制定不同客流强度下瓶颈优化方案,验证模型的有效性和实用性。模型可协助车站管理人员明确瓶颈控制区域的范围,并制定详细的限流泄流乘客量分配,为高密度客流组织提供理论依据与数据支撑。     

城市轨道交通新站开通初期实时进出站客流量预测

针对城市轨道交通新站开通初期实时客流预测缺乏历史数据、客流波动大等问题,提出基于改进K近邻非参数回归的新站开通初期实时进出站客流量预测方法。考虑城市轨道交通客流生成机理,分析新站开通初期车站客流量变化规律及其与车站周边土地利用的相关性;基于该相关性,通过聚类分析构建新站与相似既有车站的映射关系,提出支撑新站客流预测的历史数据库构建方法;在此基础上,结合实时客流特征改进非参数回归算法,提出新站开通初期实时进出站客流量预测方法;利用广州地铁客流数据进行新线开通初期实时进站量预测的案例分析。结果表明:该方法具有良好的预测精度,新站开通初期实时进站客流量预测的平均绝对误差不大于16人次,可满足城市轨道交通精细化的运营管理需求。     

基于多信息融合的城市轨道交通车站安全预警研究

为提高城市轨道交通车站安全应急水平,利用D-S证据理论在不确定信息融合方面的优势,以及信息熵理论在指标权重确定方面的客观性优势,提出了城市轨道交通车站安全预警多信息融合的方法。通过构建城市轨道交通车站安全预警指标体系及其阈值,将D-S证据理轮和信息熵有效结合,实现对城市轨道交通车站安全状况进行预警分析。结果表明,该方法能正确客观反映城市轨道交通车站的安全程度,实现动态预警。     

城市轨道交通既有车辆段信号系统改造的联锁接口方案

[目的]既有城市轨道交通线路达到一定运营年限后,需要对其信号系统进行更新改造,应制定车辆段联锁接口方案,以实现新旧车辆段室内外信号设备的平稳过渡和无扰切换。[方法]以我国某城市轨道交通车辆段信号系统改造工程为案例进行研究,介绍了改造后新车辆段与改造前既有正线车站、既有试车线的接口方式,以及新车辆段与新正线车站、新试车线的接口方式。阐述了该改造工程新车辆段与既有正线车站的接口布置方案。在此基础上,重点分析了既有车辆段信号改造过程中新旧车辆段联锁系统的倒接方案及其实施方式、特点和风险。[结果及结论]通过实施该联锁接口改造方案,可分阶段地实现改造前后车辆段与正线车站、试车线接口连接方式的转换,确保接口连接转换的平稳过渡。     

基于RSM的地铁车站集散能力仿真计算

结合地铁车站乘客集散过程的特性,分析车站集散能力及影响因素;以单位时间内车站最大集散乘客数量和最小平均集散时间为目标函数,建立地铁车站集散能力优化模型;针对模型中目标函数难于使用解析方法求解的情况,构建基于排队理论的乘客车站集散过程仿真模型,并在原优化模型基础上提出车站集散能力仿真计算模型;考虑到仿真模型的效率,提出基于响应曲面法(RSM)的车站集散能力求解算法。以北京地铁2号线某站为例开展研究,计算分析不同仿真方案下车站集散能力和平均集散时间,验证模型及算法的有效性与实用性。     

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。     

新建车站盖挖逆作法施工对既有车站的变形影响分析

以深圳市新建轨道交通7号线福民站工程为例,研究采用盖挖逆作法进行新建车站施工对既有4号线福民站结构变形的影响规律。通过三维数值模拟分析,揭示了既有4号线福民站受新建7号线福民站施工全过程影响的动态变形规律,为施工过程中既有车站结构变形发展预测和设计方案实时调整提供理论支撑;结合施工过程中实时动态监测资料,结果表明,数值模拟分析的既有车站沉降与实际监测成果吻合,也验证了盖挖逆作法施工的合理性,并为优化地层加固方案的决策提供了依据。     

钢桥密集螺栓异常状态视觉识别方法

针对传统机器视觉方法无法从不同拍摄视角和拍摄距离的图像中较好地识别出异常螺栓的问题，依据钢桥密集螺栓区域自身视觉特点，提出基于区域异常点分析的密集螺栓异常状态视觉识别方法。该方法首先提取和比对图像蓝色和红色通道灰度，完成梁体颜色分割，并运用选定的Canny算子提取梁体区域内边缘，采用Hough线识别方法剔除杂波；其次依据密集螺栓呈现簇状分布特点，运用密度聚类分析定位螺栓簇区域，并依据密集螺栓位置呈现平行网格分布的特点，运用投影分析定位单个螺栓区域；然后依据各螺栓的阴影特征，利用切比雪夫不等式快速判定螺栓状态，完成螺栓异常识别；最后，制作钢桥节点板模型，采集不同螺栓松动或脱落图像，对该方法进行测试。结果表明：该方法对图像拍摄视角和距离的适用度高，对螺栓脱落的识别能力优于对螺栓松动的识别；不同场景下单个螺栓定位的平均交并比大于0.75，且螺栓脱落和松动识别的准确率和召回率分别在0.89和0.85以上。     

轨道交通终点站折返能力分析及改进研究

分析影响轨道交通线路实际运输能力的各种因素,找出制约线路运能进一步提高的瓶颈。对折返车站在不同折返模式下的折返能力进行分析,并结合上海轨道交通1号线莘庄折返站的实例,提出了在实际生产中利用既有站线条件提高其折返能力的改进措施。     

接触网波速的仿真识别及试验验证

针对连续介质振动体上的弹性波,提出由时空坐标下仿真位移等值线图识别波速的方法,并利用欧拉梁波速的理论计算和仿真识别结果对该方法的有效性进行验证,表明位移等值线图能够识别弹性波的波速,可将其应用于接触网波速的识别。以某3跨接触网为例,由仿真位移等值线图得到其波速,再采用摄影测量设备进行多工况下波速测量试验,验证提出的波速识别方法的准确性,并将实测波速与基于欧拉梁或弦理论、视整体接触网为单根接触线时得到的理论波速进行对比分析。结果表明:基于仿真位移等值线图识别接触网波速的方法是可行的,识别精度在2%以内;接触网的实测波速约为139.98m·s~(-1),而基于欧拉梁或弦理论、用单根接触线的波速近似接触网波速时偏大13.23%;提出的波速识别方法能够为接触网的结构参数设计提供简洁、有效的验证手段。     

地铁新线车站穿越既有车站轨道结构安全影响分析

在新建车站工程的施工中,除自身结构安全外,重点目标就是使施工对既有地铁车站的影响程度降到最低。以某城市A号线穿越工程为例,对既有地铁车站结构及轨道所受的影响情况进行分析,提出新线车站穿越既有车站的安全控制措施体系。通过三维有限元软件ANSYS进行模拟计算分析,并对比现场实测数据,分析穿越地铁工程引起的地铁结构变形及轨道几何形位的变化规律,为新线车站穿越既有车站技术措施的制定提供参考。     

既有铁路包西线延安北至新丰镇段黄陵车站改建方案研究

既有线包西线延安北至新丰镇段,是铁路网中“八纵八横”运输主通道“包柳通道”的重要组成部分,由于目前该既有线路标准低,站后运营设备从简配备及陈旧、落后,已成为“包柳通道”中的“瓶颈”,必须对该线进行扩能改造。而既有黄陵车站能力非常紧张,站线能力不配套.黄陵车站改建方案的成败与否,直接影响到该线扩能改造工程的效果,因此,本文就车站改建方案作了综合分析研究。     

一种基于频响函数相似性的铁路桥墩损伤识别方法

提出了一种基于模型修正理论和频响函数相似性的铁路桥墩损伤定量识别方法。该方法以自振频率和特定频率带宽内的频响函数相似性系数构造目标函数,以墩身损伤度和基础约束弹簧损伤度为识别指标,采用优化算法实现对铁路简支梁桥墩的损伤评估。结果表明:在包含第1阶和第2阶频率在内的频率段内,频响函数相似性系数对损伤比较敏感;利用损伤识别方法可对桥墩不同位置及程度的损伤进行精确识别,且计算效率较高,经过10次左右迭代即可达到收敛;模型桥墩损伤识别结果与假定损伤相符,进一步证明了所提方法的可靠性和实用性。     

自动仿真测试平台在联锁车站软件测试中的应用研究

联锁车站软件是计算机联锁通用软件针对具体工程的特殊应用。采用自动仿真测试平台进行联锁车站软件测试,虽然较传统人工测试存在优越性,但同时也带来一定的应用风险。为此,采用功能FMECA方法识别自动仿真测试平台的高风险失效模式,并制定风险控制措施;以此为基础设计出一种应用自动仿真测试平台的联锁车站软件测试方案;最后对该方案采用过程FMECA方法进行验证。结果表明,该方案在满足既有测试需求的基础上,对仿真测试平台的相关风险均实现了有效控制,从而保证了联锁车站软件测试的质量。