基于HMM的列车轨道占用自动识别算法研究

在列车运行控制系统中,及时准确地了解列车所在位置事关列车运行安全.在车站,列控系统需要准确了解列车所在股道,以控制两列列车在车站交会或越行.由于车站股道密集,单纯依靠卫星定位系统(GNSS)确定列车所在的股道有较大困难.隐马尔可夫模型(HMM)是广泛应用于语音处理的一种时间序列统计模型,本文将HMM应用到列车股道占用自动识别中,对列车运行轨迹建立HMM,解决了卫星定位系统用于列车定位时列车占用股道的识别问题.对于HMM状态个数、卫星定位输出频率与列车运行速度对识别的影响等做了进一步的研究,得出优化参数.     

大秦线2亿吨运输能力若干问题的探讨

大秦线实现2亿吨、储备3亿吨的运输能力,应走大重量、低密度的道路。在最终列车重量全部实现20000t的前提下,提出过渡期的列车重量方案和相应的行车密度;检算追踪列车间隔时间和天窗占用运行图时间;分析线路在开设垂直型天窗时天窗占用运行图时间较大的原因;确定需要的通过能力;提出车站封闭的数量和保留车站的改扩建方案;提出煤炭装车站(点)、卸车地和相关线路的配套改造方案。     

计算机编制列车运行图有何优点

列车运行图是表示各种客货列车运行的一种图解形式，它不仅规定了各种客货列车在车站的到发和通过时刻，而且还规定了列车占用区间的顺序和时间。     

高速铁路车站列车进路分配方案的优化与调整

考虑高速铁路车站咽喉区和到发线的相互制约关系,以及车站接发各种类型列车的作业过程与列车进路的关系,结合道岔分组的方法,建立咽喉区和到发线一体化运用的列车进路分配方案优化模型。在此基础上,考虑列车晚点的情况,以车站作业过程占用车站设备的不均衡性最小和列车进站延误时间最短为目标,建立后续列车进路分配方案的动态调整模型。2个模型均采用运筹学软件LINGO中内置的分支定界算法求解。通过算例验证模型的合理性和求解方法的可行性。结果表明:当列车按照图定时刻正点运行时,采用优化模型得到的列车进路分配方案可以保证列车按照图定时刻进出站;当某列车晚点时,该列车的进路可能与后续列车的进路有交叉干扰,此时则应采用动态调整模型对后续列车的进路分配方案进行调整,在后续列车允许有延误时间的约束下,生成新的后续列车进路分配方案,有效保证列车进路的畅通,并使车站设备运用的均衡性更优。     

加强车站多方向接发列车的安全措施

在分析全国路网结构的基础上，针对衔接多个方向车站行车工作的特点，研究了保证多方向接发列车作业安全的关键环节，结合《技规》，在作业上提出了严把计划揭示关、车次核对关、方向揭挂关、车机联控关、资料填记关和外勤确认关等措施，并提出了一些具体的管理措施。     

列车结构变动对车站通过能力影响的研究

在车站技术设备及作业组织方法不改变的条件下,列车结构变动是影响车站通过能力的主要因素,对车站到发线通过能力影响的程度主要取决于各种列车占用到发线的时间差。当时间差较大,客货列车占线时间比较小,则增开旅客列车对货物列车的影响较小。在固定作业时间不变的条件下,无调列车比提高对技术站通过能力产生正面影响。通过分析增加旅客列车和提高无调列车比对车站通过能力的影响因子,推导出车站通过能力变化情况的计算公式。以内江车站通过能力为例计算表明,如果车站固定作业时间保持不变,无调列车比由11%提高到30%,则到发线能力较原来提高8.2%,增效显著。     

CTC/TDCS系统中列车占用丢失报警功能的实现

根据中国铁路总公司对CTC/TDCS系统中列车占用丢失报警功能要求,结合青藏铁路公司的具体情况,制定列车在区间和车站占用丢失报警的功能实施细则,通过软件逻辑实现CTC/TDCS系统列车在站内股道、站内无岔区段和区间的具有车次的消失红光带的报警,并在实际应用中进行验证。     

高速铁路大站作业计划鲁棒性链式优化研究

提出运用作业链来描述高速铁路车站中列车作业全过程,重点研究高速铁路车站技术作业计划鲁棒性优化问题。基于给定车站列车到发时刻表,在不改变列车到发时序的前提下,通过优化所有列车作业链的空间资源序列,同时考虑有调车作业列车的调车时机,从而一体化地优化列车作业与调车作业,降低列车间的相互影响,提高作业计划鲁棒性。具体方法是以列车间总冲突系数最小为优化目标,建立基于列车时-空资源占用函数的模型。设计改进的GRASP算法求解模型,优化随机特性参数α的设置,并增加路径重连过程。开发高速铁路列车运行计划网络协同辅助决策支持系统中的车站作业子系统,并以北京南站高速场的实际数据做实例分析,验证模型与算法的可行性,实验结果表明,改进算法可提高求解适应性和效率,提升车站技术作业计划的鲁棒性。     

基于北斗-陀螺仪组合定位的轨道占用判别方法研究

自主定位是CTCS-4级列控系统对列车定位的要求。在车站内的平行股道区段,轨道占用判别是列控系统获取列车位置信息的重要环节,而现有判别方法尚未满足CTCS-4级列控系统需要。本文使用北斗卫星导航系统与微机械陀螺仪组合定位的技术进行列车定位,重点研究其中的列车轨道占用判别方法。该方法应用模式识别,对从卫星定位系统及惯性传感器获得的列车运行状态进行实时分析,判别当前轨道占用。实验表明,该方法响应时间小于3s,对样本数据判别结果与实际相符,能够很好的辅助列车获取位置信息。     

高速铁路动卧开行日列车运行图与维修天窗协调优化

高速铁路夜间开行的动卧列车会与综合维修天窗在时间和空间上产生冲突。协调行车和天窗对线路通过能力的占用,能够优化铁路运力资源配置,提升列车服务质量和天窗作业效率。对动卧列车等线开行模式与分段矩形天窗的配合进行研究。考虑到车站夜间例行安排的维修施工,将天窗单元分类为“车站天窗”与“区间天窗”,二者组合构成维修调度命令中的天窗分段。采用整数规划方法构建动卧开行日列车运行图和维修天窗协调优化模型,最小化相邻天窗错位时间和列车总旅行时间,以减少天窗分段数量,更利于调度命令传达,作业灵活且安全地实施,同时保证动卧列车开行质量。运用图着色问题推论添加车站到发线能力约束以满足列车可用到发线数量的限制。代入京广高铁动卧列车案例,使用Gurobi实现求解。综合优化的运行图上,车站天窗和区间天窗构成11个天窗分段,比实际少13个,各维修工区管辖区段内的天窗计划更加简化;7对动卧列车的车站到发、区间运行均不与车站天窗、区间天窗冲突;列车的总旅行时间减少了173 min,列车停站次数由82次减少到66次。多组案例讨论了车站天窗、天窗错位、到发线数量等因素对列车等线位置和时间的影响。研究结果为进一步优化高铁动卧列...     

降低普速铁路TDCS列车占用丢失误报警率方案的研究

北京铁路局普速铁路实施TDCS列车占用丢失报警功能以来,误报警发生率较高.为减少误报警,让列车占用丢失报警功能真正发挥作用,在对大量误报警案例分析的基础上,针对目前频发的误报警场景,提出了本站增加采集邻站相邻区段轨道状态(站间联系条件)、增加区间信号机显示判定条件和车次追踪功能下放至车站的方案,在降低普速铁路TDCS列车占用丢失误报警率方面上具有可行性和实用性.     

车站移频股道电码化机车信号防干扰技术探讨

1车站移频电码化干扰的形成 铁路车站电气集中的站内轨道电路是反映列车占用情况的基础设备。当列车正常进入车站后，为保证机车信号设备能够正常工作，相应的站内轨道电路转发或叠加发送机车信号信息。由于受到移频信号在频率选择、低频信息使用及机车信号接收灵敏度等诸多因素影响，机车信号经常接收到相邻轨道区段或邻线的干扰信号，导致错误显示。分析车站移频电码化干扰，主要有以下几个因素。     

使用计轴设备车站设置轨道停电监督的分析探讨

重点探讨使用计轴作为列车占用检测设备的地铁正线车站、车辆段及停车场,是否均需设置轨道停电监督功能,并简述设置轨道停电监督的方案。     

自动闭塞区段增设接近离去停电表示电路

用继电器的空闲接点组成停电表示电路。当车站设备停电时,在控制台上给出区间的占用表示,便于人员监督列车的运行。     

车站技术作业基本图的自动生成

采用模拟人工铺画的方法编制车站技术作业基本图,在满足全天调机使用效率最大化,列车到发技术作业时间约束和股道占用约束的前提下,连接调机和列车,再根据调机空闲情况进行调整,使生成的基本图更好地符合车站作业需求,能够高效地利用车站的各项资源,并大量降低了用户绘制图表的劳动强度。以南昌火车站和昆明东编组站为例,实现了客运站和大型编组站技术作业基本图的自动铺画,证明了该方法在工程应用方面的可行性。     

考虑股道运用的重载卸车站作业计划优化研究

重载卸车站是重载运输的重要组成部分,实现车站作业计划自动化编制对于加速列车周转时间、提高重载运输生产效率具有重要意义。重载卸车站由于列车在站作业种类多,车站作业计划编制复杂。为实现计算机自动化编制高效智能的车站作业计划,在分析重载列车在车站作业流程的基础上,将重载列车在站技术作业过程转化为对卸车站内到达线股道、存车线股道、卸煤线股道、清煤线股道、组合线股道的5次占用问题,构建考虑股道运用的重载卸车站作业计划模型。考虑到模型属于NP-hard问题,设计微进化算法进行求解,并在微进化算法基础上引入大规模邻域搜索算法中的损坏和修复思想对算子操作进行改进。以朔黄铁路终端黄骅港站某夜间到达的15列重载列车为实际案例,对提出的模型和算法进行验证。研究结果表明：微进化算法所采用的优势基因结构机制能快速有效解决重载卸车站作业计划编制问题,相较于GUROBI求解器,其求解质量在95%以上且求解时间缩短48.16%,同时相较于遗传算法其求解质量提升5.38%且求解时间缩短27.49%。微进化算法得出的优化计划相较于人工编制计划,重载列车在站总时长缩短了389 min,提升了重载卸车站作业计划质量。研究结果...     

重载铁路车站到发线运用优化研究

为提高重载铁路车站通过能力,以到发进路与到发线选择唯一性,进路与到发线匹配唯一性,进路与到发线占用非冲突性,调机前往到发线与其将要服务的列车占用到发线一致性,机车占用进路唯一性,组合列车状态转化等为约束条件,分别以到发线运用均衡性、选择倾向性为目标函数,构建二次"0-1"规划模型与一次"0-1"规划模型,应用Matlab与LINGO进行数网构建与模型求解。以包神铁路瓷窑湾站为例,对其一天内到发线占用进行优化求解,证明了整数线性规划模型可以对重载铁路车站到发线运用进行有效优化。     

高速铁路车站能力计算与评估策略的比较分析

铁路运输能力不仅是运力资源分配的基本条件,也是评价运力资源使用情况的一项重要指标集。根据客流需求特征规律及车站基础设施拓扑结构,为充分把握能力的不确定性与动态性,利用基于场景的方法,定义某一时段内车站的列车服务一需求意向集,更新传统的能力概念认识,以完成既定列车服务一需求意向所需的对基础设施占用时间为度量能力的标准。在此基础上,从空间层面、时间层面提出高速铁路车站能力计算与评估的几种策略,并结合不同的车站类型、从时一空二维角度比较分析各种计算策略的适用性。     

车站列控中心故障处理经验

车站列控中心是CTCS-2级列车运行控制系统地面设备的核心,主要用于根据列车占用情况和进路状态控制轨道电路编码和有源应答器信息来产生行车许可,一旦发生故障将严重影响行车效率和安全。故提出了车站列控中心故障处理的安全二原则和实战三技巧。     

采用翻车机卸车的重载铁路卸车站设计探讨

卸车站是办理重载货物列车卸车作业的车站,多位于港口、钢厂和电厂等。重载运输的列车装卸作业不同于普通货物列车的传统组织方法,一般采用高效率的装卸作业设备及作业组织模式。为提高装卸车站的作业效率,车站的布置应适应长大重载货物列车到发作业及高效率装卸作业的需要。通过对采用翻车机卸车的3种典型卸车站布置形式的分析,探讨不同站型的作业流程、优缺点及适用范围,以对重载铁路卸车站设计起一定的参考作用。