基于最大Lyapunov指数的铁路货物运量预测研究

根据混沌理论具有分析非线性动态系统混沌特性的特点,对货物发送量相关时间序列进行了分析和研究。本文在Takens相空间重构的基础上,利用C-C方法求嵌入时延与嵌入窗、G-P方法求嵌入维数;应用小数据量法计算铁路货物发送量相关时间序列的最大Lyapunov指数,并进行混沌特性分析,结果显示:货物发送增长量和增长率符合混沌特性,货物发送量不符合混沌特性;利用基于最大Lyapunov指数方法和BP神经网络方法对1999年1月到2013年4月共172个月的铁路货物发送增长量和增长率进行预测,预测结果表明基于最大Lyapunov指数预测值能够较好地与实际值相吻合,其预测的准确度明显好于BP神经网络预测值,因而混沌理论中的最大Lyapunov指数预测在货物发送量相关时间序列预测中有广泛的实用价值。     

基于混沌理论的铁路客货运量预测研究

应用混沌理论的相空间重构方法,分析与铁路运量相关的12组时间序列,分别计算它们的嵌入延迟时间、嵌入维数、关联维数、最大Lyapunov指数等混沌统计量,并以此为依据判断12组时间序列的混沌特性。结果显示:铁路客货运量及周转量不具有混沌特性,对应的4组时间序列不是混沌的;铁路客货运量、周转量的增量及增长率都具有明显的混沌特性,它们对应的8组时间序列是混沌的。在识别是否混沌的基础上,应用基于最大Lyapunov指数预测方法,对铁路客货运量、周转量进行预测检验及预测结果分析。     

短时交通流预测模型综述

介绍短时交通流预测的背景和意义,将短时交通流预测的方法分为5类,包括基于统计分析的预测模型、非线性理论模型、基于仿真的预测模型、智能预测模型及混合预测模型。对这5类预测模型进行逐一介绍,并对其在算法复杂度、预测精度、计算时长、适用路段等方面进行分析。短时交通流预测研究领域今后可能的发展趋势是数据来源多样化、混沌理论和深度学习逐渐发展,组合预测模型更加多样,预测精度不断提高。     

城市轨道交通自动售检票系统实时进站客流量异常检测

阈值范围的合理设定,对AFC(自动售检票)系统实时进站客流量数据的有效性检测至关重要。采用改进的小数据量法计算历史进站客流数据时间序列的Lyapunov指数,验证该序列的混沌特性;利用C_C方法确定混沌时间序列的时间延迟和最佳嵌入维数,对原时间序列进行相空间重构,确定模型训练测试样本集;采用大范围网格搜索方法优化混沌支持向量机回归模型参数,利用优化后的模型预测各时段的进站客流量;利用训练样本集中各时段进站客流量预测残差序列的分布特性,确定在某一置信度下各时段进站客流量预测残差的置信区间,从而确定未来时段的进站客流量异常检测的阈值上限和阈值下限。试验结果表明,该方法有效地增强了系统对于AFC系统实时进站客流量数据有效性检测的能力。     

基于混沌理论的建设项目环保投资估算研究

采用混沌时间序列分析技术对我国高速公路环保投资做了较为全面的研究,分析了1997年—2006年我国部分高速公路环保投资的数据。首先对数据结构进行定性分析,通过频数分布图,发现环保投资数据与正态分布之间存在着差异。功率谱分析、主分量分析则清楚表明序列具有非线性性质,主分量分析还表明序列具有混沌迹象。在定性分析的基础上,通过计算序列的有关非线性特征值对其混沌性质进行进一步确认。采用G-P算法计算序列的相关维,采用小数据量法计算最大Lyapunov指数。计算得到的最大Lyapunov指数为正数,说明环保投资序列处于混沌状态,可以使用混沌时间序列方法对建设项目可行性研究阶段环保投资进行估算。     

一种快速视频序列混沌特性的检测方法

随着现代轨道交通旅客信息系统（PIS）的广泛使用,PIS系统视频流的车/站互传的流量预测问题变得更加重要。在旅客信息系统通过无线信道传输的视频流,通常不具有任何先验统计特性,而无线资源管理过程中又非常需要关于视频流量的可预测统计信息。基于这种需要,本文提出一种快速视频混沌特性检测的方法。该方法通过计算序列的最大Lyapunov指数分析其混沌特性,为使用混沌的预测方法估计视频传输流量进行预判决。在对Lyapunov指数进行计算前,先对数据进行预处理,在不损失数据内在特征的前提下,明显地降低计算量。通过对实际数据的仿真验证,证明该算法在判断准确性、实时性等方面均表现良好。     

基于径向基神经网络的铁路客货运量预测研究

根据径向基神经网络具有分析非线性动态系统的混沌特性的特点,对铁路客货运发送量相关时间序列进行分析和研究,在Takens相空间重构的基础上,利用互信息方法求嵌入时延、伪邻域方法求嵌入维数;应用G-P方法和最大Lyapunov指数方法对铁路客货运量时间序列进行混沌识别;根据RBF神经网络的学习算法和辨识原理,对铁路客货运量预测流程进行分析。应用径向基神经网络对铁路客货运量自1999-01-01-2012-08-27共4 988 d的发送量为基础进行径向基神经网络预测;并对预测误差进行检验及对预测结果进行分析。研究结果表明：基于径向基神经网络预测值能很好地与实际值相吻合,因而在铁路客货运量相关时间序列中预测有广泛的实用价值。     

变比特率视频业务的混沌局域预测

鉴于变比特率视频业务具有混沌特性,本文在相空间重构的基础上,利用混沌时间序列的局域一阶预测法对两条标准的变比特率视频业务进行了预测,预测结果表明预测值能够很好地与实际值相吻合,而且不存在预测时延。相比自适应线性预测,具有更好的预测效果,为有效地进行网络资源分配和流量控制提供了基础,同时也为用混沌理论对变比特率视频业务进行建模和预测做了探讨。     

基于 SSA-SVR 模型的城市轨道 交通短时进站客流预测

针对现有城市轨道交通短时客流量预测单一模型可能存在预测不稳定的问题,提出一种基于奇异谱分析 (singular spectrum analysis,SSA)和支持向量回归(SVR)相组合的预测模型。该组合模型利用奇异谱分析(SSA)将轨 道交通原始时间序列客流数据进行分解和重构,对重构后的时间序列按奇异值从大到小进行排序,得到含有原始 时间序列数据主要信息成分的重构序列,将重构后的时间序列作为支持向量回归模型(SVR)的输入条件,最后进 行各站点的短时进站客流预测。采集 2015 年 11 月北京市全网的城市轨道交通进站客流数据,对提出的短时客流 预测模型进行验证和对比分析。结果表明,组合模型预测精度相比 ARIMA、SVR、CNN-LSTM 和 T-GCN 模型具 有更高的预测精度和更稳定的预测表现,具有一定的实际意义。     

基于线性回归模型预测机车车辆横向加速度

机车车辆在线路上运行时的横向加速度是一混沌时间序列。相对控制的实时性而言，经滤波后的横向加速度信号有较大的时间滞后。用线性回归预测方法由已知过去的信号对将来的信号进行预测，以补偿滤波带来的滞后，并采用AIC信息准则法确定自回归预测模型的阶次，为现代高速机车车辆和其他需在线控制车辆动力性能的机车车辆提供滤波后横向加速度预测的方法。运用试验数据进行测试，结果表明，运用自回归预测模型进行机车车辆横向加速度的预测，预测的精度高、间隔大，完全能满足控制的实时性和精度要求。     

卢浦大桥钢结构工程关键技术

上海卢浦大桥为主跨550 m的提篮式钢拱桥,是目前世界上最大跨径的拱桥。施工设计中采用两项关键技术,三维实体建模虚拟建造技术和S355N细晶粒结构钢焊接工艺新技术。利用软件MDT及自编扩展模块将卢浦大桥主桥钢结构中所有构件,全部用三维实体建模的方式建立在一个三维空间模型之中。运用三维实体建模虚拟建造技术,解决结构细部尺寸精确计算和匹配问题,给出三维建模的原则、方法及实例。S355N细晶粒结构钢焊接工艺新技术解决新工艺技术质量与工期的矛盾。桥梁主体刚结构采用S355N细晶粒结构钢,大规模采用FCAW焊接方法,通过焊接试验、焊接工艺参数的选择方法、预热、后热及其他焊接工艺措施保证FCAW焊接方法的实施。大桥于2003年6月建成通车。     

客流因素影响地铁正点运营的分析与对策

随着地铁客流量的不断增长,因客流因素影响地铁正点运营情况日益突出。通过对客流因素影响时段、站点、形式、范围等具体分析,把握和了解客流因素影响具有时间高度集中、组织难度大、影响范围广、联动联控性强等特点。针对这些特点,提出降低客流因素影响的相关对策措施和建议,从优化行车组织方式、加大客流控制力度、强化关键卡控和硬件保障、优化作业程序、开展宣传教育等方面入手,进一步挖潜增效,提高运营质量和运输服务水平。     

基于MFAC的快速路主辅路的均衡控制

为了解决快速路主辅路交通密度不均衡造成的局部道路拥挤和资源浪费现象,本文提出了基于无模型自适应控制的快速路主辅路均衡控制方法,该方法中引入了均衡控制思想中的差值控制方法,该方法不受入口匝道和辅路交叉口的模型限制,利用入口匝道流率与交叉口离驶率输入数据和主辅路路段密度输出数据,即可实现强非线性快速路主辅路系统的无模型自适应控制,使主辅路达到系统级的密度均衡。Matlab平台上的仿真比较结果表明了这种控制方法的有效性。     

基于区间填挖平衡的线路纵断面快速评估模型

线路工程设计在确立平面走向之后,确立线路的起伏走势是保障工程线路科学合理的另一个重要方面.通过自动桥、隧构件分拆,以区域分割为单元统计土方数量,评估区间的土方填挖平衡及工程的总土方量、概算造价,初步建立了快速的工程线路评估模型,用于量化线位纵断面设计的合理性,为实时的、自动的、智能的纵断面拉坡设计提供了敏捷评估方法.为了优化算法效率,从自动设置桥隧和横断面简化地面线这两种措施实现了评估的高效性,并采用工程实例将人工拉坡与自动设计的纵断面进行检验与比较,为评估工程自动化设计优劣提供依据.     

城市轨道交通断面客流不确定性分析的广义自回归条件异方差改进模型

对比分析指出,城市轨道交通线路断面客流量变化与道路交通断面客流量变化具有相似性,但城市轨道交通线路断面客流时间序列具备特有的尖峰厚尾特性,其变化的敏感程度依赖时空条件,常用于道路领域的广义自回归条件异方差(GARCH)模型无法直接用于城市轨道交通领域。基于此,引入广义误差分布(GED)虚变量,构建改进的GARCH模型,并基于成都地铁1号线下行断面客流时间序列数据,借助EViews和Matlab软件对改进前后的模型效果进行实证对比分析。结果表明,改进后的虚变量GARCH模型比原始的GARCH模型具有更好的适用性。     

基于仿真平台的旅客信息系统验证研究

为提早发现列车监控系统(TCMS)与旅客信息系统(PIS)接口设计中存在的问题,提出利用列车监控系统仿真平台对旅客信息系统进行通信数据和逻辑处理功能的验证,以便为后期装车调试提供更高的质量保证,同时有效缩短调试时间。     

公轨两用拱桥吊杆的疲劳分析

提出了一种公轨两用拱桥吊杆的疲劳分析方法。依据交通流量调查和相关规范中汽车及轻轨车荷载谱的规定,基于Monte-carlo原理,模拟产生了通过桥梁的双向多车道汽车车流及双向轻轨车车流。针对典型吊杆的影响线开展模拟车流加载,得到杆件应力历程,通过泄水法得到杆件应力谱,按照Palmgren-Miner线性累积损伤理论,计算得到各吊杆的等效应力幅并进行设计基准期内的损伤度评估。以某公轨两用拱桥进行实例分析,同时考虑6线行车道公路荷载和双线轻轨荷载,对吊杆开展了疲劳分析。计算结果表明:采用模拟车流法可方便开展公轨两用特大桥构件的疲劳分析和疲劳剩余寿命评估。     

城市轨道交通综合监控系统顺控功能的设计与实现

城市轨道交通综合监控系统中的顺控功能,可以极大地提高系统的自动化水平。将很多琐碎的操作归结为一个顺控功能,方便了各级调度员的操作,提高了工作效率,降低了因为复杂操作而出现错误的概率。顺控服务程序将复杂的顺控功能抽象为多叉树结构来保存每个节点的控制动作信息,保证了顺控录入工具及后台服务程序对于控制信息的录入及解析的正确性。顺控服务程序采用多线程设计,保证了多个顺控、多个动作节点的并行执行。