基于实景三维铁路选线的空间控制要素研究

随着选线环境日渐复杂，约束种类日益多样，空间约束逐渐成为影响线路方案最终决策的关键因素，但现有的数字化选线软件缺少对空间控制要素的自动提取和位置分析。针对上述问题，提出“矢量面提取-简化-单体化”的方法从倾斜摄影模型中自动提取空间约束；对线路设计过程中涉及的多种空间约束进行归纳、分类，定制支持参数化修改的约束实体；确定各类空间约束与线路的碰撞检测规则，优化检测过程中的求交算法，完成约束和线路空间位置关系的快速分析，实现实景三维铁路线路调整过程中空间约束的实时检测、预警。根据上述方法在大场景铁路线路设计系统中开发空间约束处理模块，通过实际案例分析验证本文所提方法的可靠性和高效性。     

基于点线一致的既有铁路线路纵断面自动重构方法

既有铁路经过长期运营,纵断面线形不可避免偏离原设计线位,必须定期重构出调整量最小且满足约束的线位,以保证列车安全运行。纵断面线形由一系列直线和竖曲线线元顺次光滑连接而成,重构关键在于准确识别每个测点归属的线元,并顾及约束进行拟合。本文提出测点归属应与重构线元完全相符的"点线一致"思想,据此构建纵断面自动重构方法。根据二阶差商初步完成测点归属识别,分别拟合对应线元,根据线元范围反向调整测点归属,迭代上述过程直至点线一致,并在迭代中处理各类约束。基于该方法研发的软件已在两千多公里既有线纵断面重构中应用,实例表明该方法可准确识别测点归属,自动生成满足约束、抬落道量显著优于既有方法的重构线形。     

一种智能调度集中系统列车运行实时调整方法

智能调度集中系统中的列车运行调整业务，要求实时优化列车运行计划晚点时长。以此为目标，提出一种高实时性的列车运行调整业务数据处理方法，并基于不同的运输场景和调度操作，建立了约束规划模型；通过约束规划算法执行可递归检查流程，当列车运行计划状态变量不满足约束条件时，对调度操作进行调整，从而实现模型数据的更新。结合某调度区段的数据，计算采用约束规划模型的列车运行计划晚点时长，并与同等条件下采用整数规划模型的计算结果进行对比，验证了本方法对列车运行计划晚点时长具有较好的实时优化效果。     

多耦合约束条件下铁路站场总体布置图自动生成方法研究

针对铁路站场总体布置图绘制时多耦合约束的难点,基于分阶段处理耦合约束的思想,提出"断面扫描法"处理设备坐标的相对位置约束,而后将"自适应分段多比例法"用于解决比例协调约束,在最后的约束调整过程中,应用"相交可行域法",实现道岔及股道相关约束的自动处理。该研究可快速建立站场设备从原方案到总体布置图的坐标映射,实现满足所有约束条件的总体布置图的自动生成。研究成果已在若尔盖、开原西等多个站场设计中成功应用。     

基于约束规划方法的高速铁路调整优化模型

调度区段内的列车运行调整问题是大规模组合优化问题。针对运行计划调整算法计算效率的问题难点,设计一种基于约束规划方法的调整优化模型,将运行计划调整问题转化为有向图构建下的约束满足问题,围绕约束传递方法以及试错回退机制讨论运行图、车站股道条件的检查方法以及缓冲时间、列车越行调整策略,建立相同间隔时间、车站能力以及调度措施约束下的整数规划算法,用于对比优化模型效果。优化模型使用京津城际某月的实际运行数据,计算并对比多个干扰场景下不同模型的总晚点时长与计算耗时。通过数学实验结果验证优化模型减小晚点总时长的能力与高速计算特性。     

基于专家系统的测试案例自动分析研究

文章设计了测试案例自动分析专家系统，通过提取测试案例和测试序列特征，研究了专家系统的核心—规则库和推理机制，实现CTCS-3级列车运行控制系统测试案例的自动分析。同时，提出将测试序列转换为XML脚本，设计测试序列XML脚本的关键标记符，便于计算机自动解析；采用二分搜索算法查找车载数据中测试序列及测试案例的数据段，以此提高专家系统分析效率。结果表明:使用文中描述的结构和方法，可提高测试案例自动分析的效率和准确性。     

考虑ATP限速的ATO控制算法研究

一般列车自动运行(ATO)控制算法不直接考虑列车自动防护系统(ATP)限速的约束,因此可能造成列车在正常运行情况下的紧急停车。本文提出一种基于模型预测控制MPC(Model Predictive Control)的ATO控制算法,在控制器设计中直接考虑ATP限速约束,能够保证在ATO控制列车正常运行情况下不会触发ATP紧急制动,从而提高列车运行效率和舒适度。仿真结果表明该方法是有效的。     

基于三维激光扫描的既有铁路中线勘测方法研究

线路勘测是既有铁路改造、维护以及与增建二线的重要环节,为解决铁路轨道三维激光点云不完整对钢轨线型提取的精度和影响等问题,提出一种基于钢轨结构特征约束匹配的三维激光点云轨道中心线自动提取新方法,通过将三维激光扫描获取的钢轨断面与标准钢轨相匹配,以标准钢轨中心线对遮挡和缺失的实际扫描钢轨中心线进行表达,从而精确计算钢轨中线...     

铁路二线平面快速自动设计方法研究

研究目的:铁路二线平面设计中,因方法差异可能造成非变距圆曲线地段线间距不严格相等不利于养护维修、变距地段线间距过大存在浪费占地等问题,并且涉及多项计算和成图出表,操作繁琐。为此,本文从程序设计的角度提出铁路二线平面快速自动设计的一套通用可行的实现方法,并提高设计效率。研究结论:(1)线间距不变时采用严格同心圆法,可保证占地最省以及圆曲线范围内线间距处处相等;(2)线间距改变时根据ZYN处的线间距控制和曲线头尾的错动量控制计算二线曲线资料,可保证线间距的逐渐过渡并节约用地;(3)编制程序可简化操作,能够一步实现所有曲线的加宽、二线曲线资料、内业断链计算、生成线间距计算表、二线平面图等多项功能,可显著提高设计效率;(4)采用坐标解析法可简化公式推导,采用数值分析计算方法可提高计算精度和方法通用性;(5)本研究成果可为各等级铁路的新建双线、增建二线以及改建既有线的平面设计提供借鉴。     

增建二线铁路桥涵设计关键技术研究

对邯长、邯济铁路扩能改造项目的桥涵设计进行简要概述,主要介绍增建二线铁路的桥涵设计难点。针对性地提出设计施工过程中的桥涵关键技术并进行研究,确保增建二线铁路桥涵的施工安全,并在保障既有铁路运营安全的前提下使设计施工方案经济合理。通过对关键技术的研究,以期对增建二线铁路桥涵的工程建设提供指导性建议,同时丰富桥涵设计经验。