一种新的地铁曲线站台异物检测系统研究

曲线形站台无法像直线形站台一样使用人工检测的方法进行开车前的安全检测。本文通过基于背景差分算法的视频检测技术,研究了一种高可靠性的曲线形地铁屏蔽门与列车之间异物检测系统。该系统可获取曲线形站台屏蔽门与列车间隙内的完整图像,辅助或代替列车司机检测地铁屏蔽门与列车之间是否存在异物。经试验,本系统检测准确,鲁棒性好,可提高地铁运行效率与安全性,具有良好推广前景。     

安全责任，重于泰山——访港铁轨道交通（深圳）有限公司副总建造经理张自太

2014年11月6日，北京地铁发生一幕惨剧。一女性乘客在乘车过程中卡在屏蔽门和车门之间，列车启动后掉下站台，送医后不治身亡。2014年10月7日，南宁地铁1号线7标土建工程在施工过程中发生塌方事故，致一人死亡两人失踪。     

轨道新线对公共交通乘客吸引力影响因素研究

研究轨道交通新线对公共交通乘客的吸引力影响因素，有助于理解公共交通乘客的出行方式选择行为，预判新线开通带来的客流变化，以提高公共交通运力投放效率和整体服务水平。本文利用公交智能卡数据构建量化评价轨道新线吸引力影响因素的分类与回归树(Classification and Regression Tree, CART)模型，实证分析轨道新线吸引力与乘客特征间的相关关系。首先，从长时期的刷卡记录中挖掘乘客类型、出行习惯、出行特征和职住地轨道可达性等乘客特征指标；其次，以开通后的乘车次数表征新线吸引力，基于上述特征指标构建整体精度为82.6%的轨道新线吸引力影响因素解析决策树模型；最后，依据决策树结构和指标权重量化解析影响轨道新线对公共交通乘客吸引力的关键因素。分析结果表明，居住地距新线距离是影响新线对其吸引力最重要的因素，其次是居住地的轨道可达性水平及乘客联乘出行比例；而出行时间、出行距离等因素对轨道新线吸引力的影响较小。此外，轨道新线对老年乘客的吸引力与其他群体存在明显差异。本文研究成果对优化公共交通规划与运营组织具有重要指导意义。     

高速轨道的动力分析与结构模式

根据高速列车的荷载特点，着重分析研究了高速轨道的动力响应及轮轨间的相互作用，建立了计算模型，进行了大量计算，并根据计算结果分析了轨道部件及轨道几何不平顺对轨道动力响应的影响，进而对高速轨道结构模式与几何标准提出了建议。     

网络条件下轨道交通开行方案协调优化研究

在轨道交通网络化运营条件下,考虑不同线路间乘客的脉冲性到达特征和拥挤度对乘客出行行为选择的影响,对轨道交通网络列车开行方案进行协调优化。以轨道交通运营企业成本和广义乘客出行费用之和最小为目标,构建列车开行方案优化模型,对路网中各条线路的列车发车间隔和各线路间的发车时刻相位差进行优化,并结合客流的离散性特征和模型结构,提出了一种基于仿真的遗传算法对该模型进行求解。给定某轨道交通网络,实例验证了所提出模型和算法的有效性。计算结果表明,相较于现有优化方法,本文所提出的优化模型能够有效降低网络化运营条件下的系统总成本,在提高轨道交通运营企业效益的同时降低了乘客的广义出行费用。     

城市轨道交通小交路计划与客流控制协同优化策略

高峰时段的大客流需求易造成城市轨道站台乘客大量聚集,从而给城市轨道交通系统带来安全隐患,降低乘客乘车的舒适度;同时,客流空间分布的不均衡性导致供需能力不匹配,降低 了列车资源的利用率。针对该现象,本文结合大小交路开行方案与客流控制策略研究城市轨道交通列车时刻表协同优化问题。考虑到城市轨道交通客流的不确定性,将乘客到达率设置为不确定变量,而后基于客流演化与列车运行的动态关系,建立以最小化滞留乘客数、客流控制人数、 列车运行时间,以及最大化列车资源利用率衡量值为目标的优化模型,并设计一种基于机会约束 的随机场景优化算法进行模型求解。以北京市某轨道线路为例进行数值实验验证模型的有效性。结果表明,相较于常规运营策略,本文提出的协同优化策略在期望滞留人数和列车运行时间方面有了较大改善,更好地实现了乘客成本和企业运营成本之间的均衡。     

CRTS Ⅱ型轨道板的高频振动疲劳特性分析

列车轮载作用会引发轨道板的高频自振效应. 为分析高频荷载下CRTS Ⅱ型轨道板的疲劳特性以及板体自振效应对疲劳寿命的影响程度,基于现有的疲劳损伤准则,探究轮对作用间隙阶段轨道板自振影响下的疲劳特性. 对脱空长度影响下轨道板的疲劳寿命进行预测,并与仅考虑荷载作用次数的结果进行对比. 结果表明:轨道结构完好时,列车轮载引发轨道板伤损的可能性较小;若列车行车速度为360 km/h,列车轮载在引发轨道板共振前即发生板底开裂;轨道结构完好时,列车轮载引发的板体自振效应对轨道板疲劳损伤影响程度最大,此时列车轮载对轨道板产生约1.8倍的疲劳荷载当量;当轨道板脱空长度大于2.0倍枕距后,可忽略板体自振对疲劳损伤的影响;轨道板的脱空长度大于3.2倍枕距后,现场无砟轨道难以维持60 a的使用寿命.      

简支梁桥上连续结合式无碴轨道层间连接设计

针对32m简支梁桥上连续结合式无碴轨道结构,分别用换算截面法、有限元法及刚性简化计算法计算了列车活载、轨道板与底座板间温差及列车制动作用下的层间剪力,得到了层间剪力分布图,依据该图进行了层间连接件的设计。研究结果表明:在列车荷载作用下,层间剪力自梁端至跨中大致呈线性递减分布;轨道板与底座板间存在10℃温差时,层间剪力主要集中在桥梁两端5m范围内;制动力作用下,结合面上层间剪力沿跨长均匀分布,均等于作用在轨道板之上的扣件纵向分布阻力;当三者共同作用时,轨道板与底座板之间的温差起控制作用,因此,桥梁端部受温差影响较大的5m范围内应加密销钉与连接钢筋设置。     

考虑运营收益与车厢空间感知的轨道列车发车间隔优化

轨道交通系统中运营收益与乘客车厢空间感知度是一种对立关系,通过研究该两因素对轨道发车间隔进行优化,能够实现合理收益范围内提升乘客车厢空间感知.考虑列车上下行两方向影响以及乘客候车时间、供需平衡、最大载客量、配备车辆数,列车运行安全间隔等方面的约束,建立发车间隔优化模型,采用遗传算法求解多变量非线性优化问题,得到不同子时间段的优化方案.应用模型对武汉市轨道交通4号线高峰期间不同时段优化计算,发现轨道发车间隔调整后,运营收益小幅度下降能够有效提升车厢空间感知度;并通过客流敏感性分析,研究客流量按一定幅度提升下轨道运营收益与乘客车厢空间感知度的变化规律,可为城轨列车运营决策提供参考.     

基于换乘最优的城市圈城际铁路运行图研究

城市圈城际铁路是中国铁路未来发展的重点之一.在城际铁路间换乘所需换乘等待时间的长短是影响乘客满意度的重要因素.因此,在编制城际铁路列车运行图的过程中,应设法减少乘客的换乘等待时间并尽量不使乘客错过换乘.本文对具体换乘过程进行分类并详细分析,提出列车延迟时间和乘客换乘走行时间的概率分布,并据此计算乘客换乘等待时间.在周期事件规划问题（PESP）相关理论的基础上,本文提出基于换乘最优的城际铁路周期运行图编制模型,并以某城市圈的城际铁路网为例,验证该模型的可行性.结果表明,根据该模型编制的列车运行图可以显著地减少乘客换乘等待时间,从而提高乘客满意度.     

基于卫星导航的列车轨道占用加权识别方法研究

全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛，基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值，其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔区段内列车轨道占用加权识别方法，首先构建列车卫星定位的置信区域，然后计算置信区域内的线路数据与原始卫星定位结果的距离偏差和方向偏差等，对列车的轨道占用状态进行识别，并综合考虑铁路线路的拓扑结构，以及列车运行状态以提高运算效率.结合现场数据并与垂直投影法和交互多模型法对比可知，本文方法在保证轨道占用识别正确率的基础上，提高了计算效率.     

基于卫星导航的列车轨道占用加权识别方法研究

全球卫星导航系统在列车位置服务中的研究越来越广泛，基于卫星导航的列车定位方法可结合轨道电子地图将卫星定位结果转换为一维轨道里程值，其中列车轨道占用状态的正确识别是列车卫星定位的基础.本文提出一种基于地图匹配的适用于道岔区段内列车轨道占用加权识别方法，首先构建列车卫星定位的置信区域，然后计算置信区域内的线路数据与原始卫星定位结果的距离偏差和方向偏差等，对列车的轨道占用状态进行识别，并综合考虑铁路线路的拓扑结构，以及列车运行状态以提高运算效率.结合现场数据并与垂直投影法和交互多模型法对比可知，本文方法在保证轨道占用识别正确率的基础上，提高了计算效率.     

时滞多维轨道不平顺激励的一致白噪声模型

为获得各轮轴处轨道不平顺，用于列车．桥梁振动控制和随机振动分析，研究了轨道不平顺的模拟方法．采用白噪声滤波法生成单轮轴的轨道不平顺；为实现不平顺波长选择，提出了成型滤波器参数的宽频带识别法．为考虑各轮轴间的时延，利用相邻轮轴间的短时滞，构造了基于高阶Pade近似的累次时滞系统．将成型滤波器与时滞系统相结合，得到了以白噪声为输入、列车各轮轴处轨道不平顺为输出的状态方程．算例表明，模拟样本与轨道不平顺目标谱密度相符，且满足各轮轴处轨道不平顺之间的时滞关系．     

双鉴探测应用于地铁屏蔽门的分析

站台屏蔽门系统是轨道交通中的一种重要设施,可以最大限度地保证旅客安全乘坐地铁或轻轨列车,但是地铁屏蔽门夹人或挤人事故仍时有发生,而影响屏蔽门安全的主要因素是探测系统不够完善,因此,提出引入红外微波双鉴探测技术来改进现有屏蔽门探测系统,以提升屏蔽门探测系统的准确性从而精确控制开关门过程,减少当前地铁屏蔽门系统夹人事故的发生。     

视景仿真的屏蔽门系统在地铁列控系统中的应用

研究了一种基于视景仿真的虚拟测试方法,并将其应用于地铁列车CBTC系统的仿真测试平台中,利用Multigen Creator及Vega软件构建车站、站台屏蔽门及列车的虚拟现实环境,在实验室模拟了地铁站台屏蔽门的工作,解决了CBTC系统开发工作对现场环境依赖过高的问题．     

跨线运营模式下地铁列车运行图调整优化方法

地铁列车跨线运营模式使列车运行调整工作更为复杂精细。为应对因故障导致的线路区间通过能力下降，采用小交路折返、暂停运行、上线运行、取消跨线和恢复跨线这5种策略对列车运行图进行调整。考虑运行安全、配线占用、车底接续和乘客出行等约束，构建以乘客出行时间和列车延误最小化为目标的列车运行图调整优化模型，结合非支配遗传算法Ⅱ和跨线运营列车时刻推算算法对模型进行求解，并通过案例验证模型与算法的有效性。案例研究结果表明：与完全保留原跨线运营计划和转为独立运营模式的两种调整方案相比，本文提出的方法在多个场景下使乘客出行时间和列车运行延误分别平均减少了3.86%和21.07%；采用作业冗余时间较长的过轨方式可提高列车运行调整的抗风险能力，乘客平均换乘等待时间和列车平均延误分别进一步降低了4.06%和3.77%。     

高速列车疫情风险评估与主动防护策略

考虑到列车密闭车厢内传染病的危害性, 研究了车厢内病毒的空间分布特性; 结合乘客间距离相关性分析结果, 构建了乘客感染预测模型, 对车厢内存在多感染者情况下每个乘客感染病毒的风险进行了评估; 为降低乘客乘车感染风险, 制定了列车乘客主动防护策略, 提出基于贪婪算法和变邻域局部搜索算法的混合启发式算法, 对车厢乘客布座问题进行优化求解; 通过基于距离的贪婪算法, 将列车固定坐标的乘客布座问题转换为最多乘客数最少病毒重叠区问题, 得到座位可行解, 并汇总各可行解得到可行域, 再基于变邻域的局部搜索算法改进座位可行解, 得到最优乘客布座方案。研究结果表明: 本文建立的感染概率评估模型可有效预测乘客感染病毒的风险, 结合基于混合启发式算法的主动防护措施可有效降低乘客乘车的感染风险; 针对短途旅客, 随着乘车人数和车厢内感染者的增加, 高风险感染者由1人增加至7人, 中风险感染者由0人增加至3人, 低风险感染者由47人增加至83人; 相较于无序就坐, 采用本文制定的布座策略可消除乘客感染风险。      

基于深度学习的高速磁浮轨道不平顺预估

轨道不平顺是列车振动的主要激扰源,对行车的安全性和乘客舒适性造成直接影响。以实测的轨道不平顺为基础,结合高速磁浮TR08型车辆结构特点以及深度神经网络的基本原理,利用TensorFlow构建神经网络表征轨道不平顺与车辆振动加速度的关系。提出了一种通过测量振动加速度进而构建神经网络实现对不平顺检测的方案。研究结果表明,深度神经网络预测的轨道不平顺值与真实值相对精度超过99%,且能够同时对高低和水平不平顺进行测量,为轨道不平顺测量新方法提供了理论基础。     

城市轨道交通大小交路乘客出行选择行为模型

随着我国城市轨道交通大小交路运营组织模式的广泛应用，准确描述大小交路乘客出行选择行为，对列车开行方案的编制具有重要影响。既有研究普遍认为乘客在面临相同起讫点的多交路出行时具有选择直达列车的偏好，缺少对乘客出行选择行为的研究。以大小交路跨交路出行乘客为研究对象，通过拟定不同到达交路列车形式及满载率设定相应出行情境，由此将大小交路出行的乘客类型进行划分，并针对无直达偏好类型的乘客，分析其自身属性、路径信息、出行距离和列车满载率等因素对乘车选择的影响。结果表明：无直达偏好类型的乘客占比高，出行选择主要受出行距离及当前到站列车的满载率影响。     

考虑开行比例的大小交路列车开行方案优化

分析了城市轨道交通的大小交路列车开行比例关系,划分了2种典型的大小交路列车开行比例;基于跨交路乘客对直达列车的选择偏好与换乘行为,提出了2种开行比例模式下乘客的广义出行费用计算方法;考虑共线区段列车运行间隔的匹配关系,计算了运营车底数量;以乘客出行费用和企业运营费用最小化为目标,构建了适用于多编组的大小交路列车开行方案...