高铁晚点列车智能调度系统的研究与开发

为提升调度员对高铁晚点列车的调度指挥效率,研究晚点时间估算方法和晚点列车调整规则,利用雷达图和电子地图等可视化技术,开发高铁晚点列车智能调度系统,提供高铁列车运行晚点实时监控、重点监控列车晚点预警、列车晚点原因分析、调整方案协同制定等功能,具有一定程度的智能化水平,有助于减轻调度员的工作强度。目前,系统1.0版本已在中国国家铁路集团有限公司和铁路局集团公司两级单位正式启用,应用效果良好。     

高速铁路列车晚点调整中区间渡线作用的分析

高速铁路行车组织具有高速度、高密度的特点。在高速铁路区间设置一定数量的渡线,能增加对晚点列车运行调整的灵活性。根据高速铁路列车开行模式,讨论了在高速列车晚点和中速列车晚点两种情况下高速铁路利用区间渡线组织列车越行的方案,量化分析区间渡线在晚点列车运行调整中所起的作用。     

列车运行实绩大数据分析及应用前景展望

基于京沪高铁一个半月的列车运行实绩数据,分析得出列车实际区间运行时分和停站时分的分布特征、列车区间运行时分与发车晚点之间的关系、列车停站时分与到站晚点之间的关系,阐述了大数据分析对优化列车运行图编制和辅助调度指挥工作中的作用,并展望列车运行大数据分析的应用前景。     

荷兰铁路最新研究成果

荷兰铁路最新研究集中在开发用户友好工具以利用标准的列车检测数据对车站晚点列车进行实验分析、建立不同线路列车到发晚点时间分布的随机模型。根据位于荷兰车站Hague HS的轨道电路对近10000次列车运行自动检测可以证明，TNV－Prepare软件工具可以很好地记录列车占用和释放时间以及列车速度。若一条线路上晚点时间很短（1分钟以下）或晚点时间长（5分钟以上）的次数不是太大，发车晚点分布在很多情况下符合一种指数分布。用一种新的工具对大铁路网的时刻表以及在中转车站的相互连接的线路之间的晚点的扩散进行了分析，将列车描述成一个基于Max-Plus线性系统的间断事件系统（DES）。它有助于确定网络中的关键环路，交叉线路时刻表的剩余间隙以及网络中的晚点扩散。另一个铁路研究领域是线路基础设施养护维修与更新改造的寿命周期成本估算的决策支持系统，该系统经证明对不同线路上部结构设计的寿命周期成本的估算非常有效，对轨道和道岔养护维修与更新改造计划规则的修改也十分有效。     

京沪高铁列车运行晚点预测方法研究

为快速、准确地掌握列车的运行状态及未来的运行趋势，需要对列车运行晚点预测方法进行深入研究。文章根据对北京—上海高速铁路（简称：京沪高铁）2020年列车运行数据的分析，包括停站时长对于晚点的影响及不同初始晚点时长下的传播车站数，提出了基于循环神经网络（RNN,Recurrent Neural Network）的全段预测方法，使用同步多对多模式的RNN模型作为基础模型结构，建立列车运行晚点预测模型。在特征值的选择上，采用集成梯度打分法，从多个特征值中选择12个最显著的变量作为模型自变量。采用该模型对京沪高铁2020年晚点数据进行验证，结果表明，该模型在验证集上5 min的误差范围内可以达到89%的准确率，该预测方法可以满足实际生产的需要，有助于调度部门进行科学决策，有利于提升铁路旅客服务质量。     

广州地铁乘客因素导致列车晚点分析及措施

广州地铁1号线是广州地铁客流强度最大的地铁线路,列车晚点会造成非常大的影响。在造成列车晚点的原因中,乘客因素逐渐成为导致列车晚点的主要原因。通过对广州地铁1号线列车晚点的分析,指出因乘客因素导致列车晚点主要包括夹人夹物、乘客不良行为和乘客自我反应3种形式,最后提出有针对性的应对措施,减少列车晚点情况的发生。     

基于ISM的高铁列车晚点影响因素分析

降低高铁列车晚点率是提高其服务水平的重要内容。针对高铁列车晚点现状,从安全管理角度出发,在人、设备、环境、管理4个方面系统分析高铁列车晚点的具体影响因素。并根据列车晚点影响因素出现的频率,进一步选取了14个主要影响因素。结合风险管理理论和专家经验分析,确定高铁列车晚点主要影响因素间的关联,通过解释结构模型(ISM)得出高铁列车晚点影响因素层级结构图,根据分析结果提出降低高铁列车晚点率的针对性措施。     

基于改进RF-XGBoost算法的列车运行晚点预测研究

为度量列车晚点造成的影响，将传统随机森林(RF)与极端梯度提升树(XGBoost)相结合，采用改进的RF-XGBoost算法对高铁列车运行晚点进行预测。以济青高铁为例，将其原始数据预处理并根据特征重要度排序，选取前7个参数组成晚点特征自变量，以预测到站晚点时间为因变量。将列车实际到达时间等7个特征变量输入RF-XGBoost预测模型中参与训练。前200次列车的晚点预测结果表明：预测晚点与实际晚点时间的曲线变化趋势大致相同。相较于XGBoost算法，本文提出的方法MAE和RMSE值分别降低60.5%与44.8%, R2值提高14.6%,且在允许预测误差5 min的范围内，精度达到97.78%,此方法拥有更优的晚点时长预测性能，对铁路实时调度与提升客运质量至关重要。     

考虑乘客流影响的列车运行调整难点研究

本文针对基于通信的列车控制(CBTC)系统中列车运行的特点,研究了运行调整中的难点问题-晚点传播,即在前行列车发生初始延误的条件下,引起后行列车或其自身的后效晚点现象.分析了乘客流对列车晚点的影响,在建立列车停站模型时,考虑乘客流的影响,提高该系统的可行性.建立了以列车总晚点时间为优化函数的运行调整模型,最后利用matlab中的遗传算法工具箱对此进行求解,实验结果显示了该模型应用于实际运行调整时的可行性和有效性.     

徐州枢纽高铁列车运行经由优化调整分析

徐兰高速(郑徐段)开通运营以来,徐州东站列车办理对数增加较多,晚点情况突出。为充分合理利用徐州枢纽普速线路区间通过能力,缓解徐州东站作业压力,在不影响列车运行图框架的基础上,对徐州枢纽部分高铁列车运行经由调整至经徐州站运行进行了可行性分析,并对可行性方案进行了模拟评价,可为其它枢纽地区运输组织调整提供参考。     

我国智能高铁自动驾驶技术应用进展

通过对国内外运营自动化级别、高速铁路列控系统自动驾驶技术发展现状进行分析,明确自动驾驶和无人驾驶的概念,结合高铁自动驾驶关键技术研究进展情况进行分析,高速铁路自动驾驶功能应用范围是高速铁路正线,列车进出动车运用段(所)是在ATP安全监控下,由司机人工驾驶进、出动车运用段(所);提出现阶段对我国高速铁路自动驾驶ATO系统进行分级设计的实施技术方案,分级原则以地面设备为基础,车载设备与地面设备统一设计,高速铁路自动驾驶ATO系统能根据高速铁路不同的线路情况,实现相适应的ATO功能;探讨实现高铁无人驾驶功能需要信号、通信、站台门等进行技术方面的适应性升级措施;自动驾驶技术作为智能高铁的重要创新点之一,其应用探讨对后续智能高铁工程项目建设有借鉴意义。     

高速铁路智能调度集中系统构想及关键技术

我国高速铁路调度集中系统已达到较高信息化和集成化水平，是高速铁路高效调度指挥、列车有序运行的关键支撑，但其智能化程度依然不高，存在列车运行计划调整效率较低、非正常情况下过度依赖人工操作、应急处置响应不够迅速、列车与调车作业协同困难等问题。针对高速铁路行车调度指挥现实需求，提出高速铁路智能调度集中系统构想，通过构建高速铁路行车信息大数据共享平台，实现车、机、工、电、辆等专业部门间信息共享和业务协同，可由计算机自动完成列车运行计划调整，实现列车运行图执行模拟与分析，以及列车和调车进路智能安全卡控；初步探讨基于物联网、大数据和云计算的信息共享及智能分析、列车运行计划的协调与优化、列车运行计划执行模拟与分析、不同等级列车共线运行条件下自恢复和自适应机制、基于可信动态感知的调度智能协同等关键技术，以期推动高速铁路调度集中系统的智能化发展。     

高速铁路调度指挥与列车运行控制一体化技术研究

运营调度、调度集中和列车运行控制等系统在中国高速铁路上的广泛应用,使中国铁路的现代化水平得到了快速发展。通过研究国外高速铁路调度指挥、列车运行控制系统的最新成果,提出了中国高速铁路调度指挥与列车运行一体化的构想,并对系统结构及关键技术进行了深入分析。     

面向普速车站的智能到发作业系统设计与实现

目前,全路有普速车站2 000多个,这些车站只有很少一部分建设了旅客服务集成管理平台（简称:旅服平台）,建设速度缓慢。主要原因是由于普速车站列车运行和客运组织情况复杂,现有旅服平台到发管理作业无法满足现有车站客运作业需求。因此,研究设计采用基于进站咽喉智能视频分析的车次识别与运输调度管理系统（TDMS）临站压轨数据相结合的旅服智能到发作业系统,对列车进站、停稳等状态进行预测判断,并在此基础上依托c#编程语言对到发管理作业进行新的算法设计与实现。通过对现场到发作业改进前后与列车到发作业时间预测结果对比分析,采用基于进站咽喉智能视频分析的车次识别与TDMS临站压轨数据相结合的智能到发作业系统时间预测准确性远高于现有旅服平台只接收TDMS方式的到发时间预测。     

基于智能化应用的列车运行调整模型

基于列车运行调整理论研究现状,在分析现有研究局限的基础上,提出建立列车运行自动调整模型应考虑的4个关键问题:部分非运行图相关信息、动车组接续、交叉进路抵触及股道-线别连通性。基于这些关键问题构造10个约束条件,结合智能CTC系统技术标准,以提升旅客满意度为导向,依据旅客行程信息和多目标优化的思想,建立将列车运行调整对旅客出行实际影响最小化的目标函数,构建可满足智能化应用的列车运行自动调整规划模型,将其引入开发中的智能CTC系统,并通过京张高铁3个列车运行调整实际场景进行验证。结果表明:模型能够准确处理各种场景下的列车运行偏离,生成切实可用的列车运行阶段计划;生成的计划能有效消解列车晚点造成的交叉进路抵触、股道运用冲突及动车组接续等冲突,在兼顾旅客换乘考虑的同时,缩小列车晚点波及范围,控制晚点传播。     

基于车-地通信的朔黄铁路列车追踪优化研究

为优化朔黄铁路列车追踪,通过增加地面调度优化系统和车载辅助智能操控系统,建立基于LTE-R网络的连续车-地通信,使车载设备获得更多的前方线路信息,并实时监督列车的追踪间隔,从而实现列车精确定位以及临时限速和行车许可即时传递,通过比对分析,优化后不仅能提高效益,更能保证列车运行安全。     

城市轨道交通列车运行延误及其传播特点的仿真研究

城市轨道交通系统具有列车运行间隔小、站间距离短、车站线路布置比较简单等特点，一旦列车发生运行延误，其传播的速度快、影响范围大。本文在分析城市轨道交通列车运行延误发生的随机性特征的基础上，指出城市轨道交通列车运行延误具有直接性、快速性和双向性的特点以及基于这些特点的列车运行延误传播的两种表现形式，然后运用系统仿真的理论与方法，建立了基于列车运行图的城市轨道交通列车运行延误的仿真模型，通过设计合理的列车运行延误统计指标和仿真分析方案，以某城市轨道交通线路为背景进行仿真分析。通过仿真分析发现，列车运行延误及其传播主要与能力利用率、缓冲时间、备车数量以及辅助线数量等因素有关，并且这些参数之间应该保持一定的合理匹配关系。     

行车指挥综合自动化系统的集成方案设计及实现

针对传统综合监控系统以电力监控为核心,不便于列车监控及运营指挥的问题,设计了以行车指挥为核心的行车指挥综合自动化系统的集成方案.试验证明,该方案具有较高的系统关联性和协调性,提高了系统运行响应效率,丰富了列车管理功能,解决了传统综合监控系统不便于列车监控及运营指挥的问题,能够实现行车指挥综合化、自动化的建设目标.     

城市轨道交通的旅行速度与列车拥挤度

从满足乘客出行需求的角度阐述城市轨道交通列车旅行速度、拥挤度两项指标的重要意义,并以当前我国典型的一线、二线城市轨道交通旅行速度、拥挤度的指标水平和提升过程为实例,分析这两项指标的计算方法、核心要素以及相互关系,从而提出新线开通运营前合理确定和开通运营后不断提升这两项核心指标的具体方法和措施:从优化司机站务人员站台作业标准流程、减少车辆开关门时间和同步延时时间、缩小列车区间运行时间余量等方面提高旅行速度;在开通初期可以通过增加上线列车数、中期可以通过提高旅行速度和折返效率的方法来降低列车拥挤度,而后期则需要研究采用大小交路套跑、上下行不对称运输、平行线路建设、新车增购等方式来从根本上降低列车拥挤度,不断提高乘客服务水平。     

面向高速铁路的CTCS+ATO列控系统研究

为提高高速铁路运输效率和自动化程度,根据珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统的运用经验,提出高速铁路引入自动驾驶(ATO)的方案。方案采用CTCS+ATO系统结构,根据系统配置分为CTCS+ATO-PFC(Partial Function Configuration)和CTCS+ATO-FFC(Full Function Configuration)两个等级。分别对每个等级的系统功能、地面和车载设备配置进行定义,并提出系统分级实施方案。CTCS+ATO列控系统方案综合考虑我国列控系统的现状和发展方向,为我国高速铁路引入自动驾驶提供参考依据。