CTCS-3级ATP无线通信技术自主化研究

CTCS-3级ATP无线通信技术是CTCS-3级高速铁路列控系统车-地通信的关键技术,着重阐述无线通信技术在自主化研发过程中的新技术,包括紧耦合热备结构特点、安全算法的自主化演进,以及通信协议栈的扩展性研究等。通过对CTCS-3级ATP无线通信技术的自主化研究,进一步提高ATP设备的可用性,提高车-地通信的安全性,并提高CTCS-3级高速铁路列控系统对下一代通信系统的兼容性。     

关于CTCS-2级列控系统应答器数据范围的分析

对CTCS-2级列控系统部分类型应答器报文数据范围进行研究,对应答器报文数据范围与列控系统故障导向安全之间的关系,以及列控系统数据冗余覆盖原则和系统可用性进行分析。     

融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统研究

研究目的:我国时速300 km及以上的高速铁路采用CTCS-3级列控系统,它基于轨道电路实现列车占用检查,采用准移动闭塞方式。近年来,国民经济的快速发展,对高速铁路的运输能力提出了更高的要求。作为更高一级的CTCS-4级列控系统,它能够实现虚拟闭塞或移动闭塞,进一步缩短行车间隔,但目前该系统仍处于理论研究阶段。本文的研究目的是结合高速铁路的运输需求,提出一种融合轨道电路信息的CTCS-4级列控系统的实现方案。研究结论:(1)CTCS-4级列控系统在车地无线通信中断时,运输效率不能满足高速铁路的运输需求;(2)CTCS-4级列控系统具备CTCS-2级后备功能,可以使非通信列车正常运行,提高线路的运输效率;(3)CTCS-4级列控系统融合轨道电路信息,可以使RBC获取非通信列车的位置信息,提高系统可用性并避免复杂的规章操作;(4)基于高速铁路的复杂性和既有设备的变动,CTCS-4级列控系统前期可采用虚拟闭塞方式;(5)本研究成果可为CTCS-4级列控系统的发展提供一定借鉴。     

面向虚拟编组的列控技术研究

虚拟编组(Virtual Coupling)是近年来欧洲铁路部门提出的一个新理念,它使用无线通信代替机械联挂,实现不同型号列车的虚拟编组。列车虚拟编组后,行车间隔极大缩短,能够进一步提高线路的运输能力。介绍虚拟编组的研究背景和基本理念,分析既有欧洲列控系统(ETCS)在应用该技术时面临的问题,旨在提出面向虚拟编组的列控技术实现方案。根据列车间隔控制是否由列控系统进行防护,提出两种方案,并描述它们的基本原理和既有ETCS规范需要变动的内容。在基于列控系统防护的方案中,引入相对制动距离的概念,并提出一种基于相对制动距离的限速曲线计算方法,为下一代列控系统的研究提供参考。     

基于混合通信顺序进程的高速铁路列控系统形式化建模与验证方法

针对高速铁路列控系统的混杂特性,提出一种基于混合通信顺序进程(HCSP)的列控系统形式化建模与验证方法。引入了HCSP的假设条件,建立列控系统的行为模型;定义了HCSP到混合自动机(HA)的转换规则,将HCSP模型转换成HA模型;利用模型检验工具PHAVer对HA模型进行自动验证。以高速铁路列控系统典型的行车许可运营场景为例,建立区间闭塞分区行车许可场景的HCSP模型;根据转换规则将行车许可场景的HCSP模型转换成HA模型;用PHAVer验证了所建立的区间闭塞分区行车许可场景模型的正确性,从而证明了基于HCSP的高速铁路列控系统建模及验证方法的有效性。     

基于Multi-Agent的列控系统复杂运营场景建模与仿真方法研究

针对高铁列控系统的并发性、混成性、交互性等特点,基于列控系统技术规范,结合Multi-Agent理论、Prometheus建模方法以及仿真技术,提出基于Multi-Agent的高铁列控系统复杂运营场景建模与仿真方法。最后,以CTCS-3级列控系统的RBC切换场景为例,构建基于Multi-Agent的RBC切换场景模型,并利用Multi-Agent仿真工具对模型进行仿真。仿真结果表明,该方法能够满足列控系统并发、混成、交互的复杂特性,可为列控系统复杂运营场景建模仿真与安全分析提供技术支撑。     

LTE-M通信系统接口在线监测技术研究

介绍城轨LTE-M通信系统接口的监测方法。重点分析如何利用交换机端口映射机制来实时采集LTE-M通信系统接口数据,如何解析、解释采集到的数据。按照本文介绍的方法构造的LTE-M通信系统接口监测系统能正确采集和处理监测数据,既能帮助用户实时查看LTE-M通信系统各接口的通信情况,也能帮助用户分析各接口数据,定位通信故障原因。适合在基于LTE-M的城轨实验室和实际运营线路安装使用。     

基于GSM-R网络空中接口动态监测系统研究

CTCS-3列控系统使用GSM-R网络作为车载和地面之间数据承载通道。通过GSM-R网络空中接口(Um接口)监测能够分析车地之间网络信令和用户数据,能够为CTCS-3列控系统运营维护和通信故障诊断提供依据。在对3GPP协议深入分析基础上,提出一种基于GSM-R无线Um接口信令和业务数据的动态监测方案,重点阐述方案的关键技术,系统结构和实现方法,并且通过实验室测试对系统进行论证。该系统填补了目前GSM-R网络监测系统只针对有线接口进行监测的空白。     

基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool.CARSTool采用激励—反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块.以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试.测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励—反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试.     

基于D2D的列控系统车车通信资源分配算法

针对基于D2D (Device to Device,设备到设备)的列控系统车车通信(T2T,Train to Train)复用车地通信资源时产生的干扰问题,考虑在保证车车通信用户和车地通信用户通信可靠性的前提下,提出一种车车通信资源分配算法。该算法首先应用图论的加权二部图建立信道分配模型,然后利用改进的KM算法(IKM,Improved Kuhn-Munkres)为车车通信用户分配信道,最后对功率进行调整,使系统的总吞吐量最大化。仿真结果表明,该算法能够较好地解决列控系统车车通信复用车地通信资源时的干扰问题,既满足列控系统通信需求,又提高频谱利用率。     

大众捷运车站供电可用度及可靠度分析

首先建立大众捷运车站供电系统可用度模式,其次探讨供电到车站非必要负载(NEL)、必要负载(EL)以及维生负载(VL)的可用度和可靠度。当可用度不考虑维修能量时退化成可靠度。通过计算机仿真数值分析,结果表明:车站VL负载之可用度/可靠度最高,EL负载可用度/可靠度次之,NEL负载可用度/可靠度最低。     

数据库体系化环境及若干问题研究

数据库体系化环境能够完整、细致地反映企业中的数据组织与处理.本文结合实际应用案例,提出了建立企业数据库体系化环境的实施策略,并讨论了相关问题的处理.     

北京地铁5号线乘客信息系统网络平台关键技术研究

概述北京地铁5号线乘客信息系统网络平台结构,根据北京地铁5号线乘客信息乐统的实际情况,详细论述搭建网络平台的关键技术要点.     

FAO 核心子系统安全完整性等级 评价方法研究

为探究如何更加实际地评价全自动运行(FAO)系统核心子系统功能的安全完整性等级(SIL),通过研究欧 洲电工标准化委员会(CENELEC)标准中风险模型的构造,给出风险降低因素(RRF)的定义;通过定义的风险降低 因素,建立可容忍事故率(TAR)与可容忍危害率(THR)的换算关系,进而评估出 FAO 系统核心子系统功能次级危 害的可容忍危害率;最后通过其与安全完整性等级的对应关系,得到核心子系统功能的安全完整性等级。应用结 果表明：结合实际的 FAO 工程项目应用成果,给出风险降低因素中各要素的具体示例,可供借鉴;与直接采用 可容忍事故率保守估计安全完整性等级的方法相比,在考虑风险降低因素后评估得到的安全完整性等级更接近实 际情况。     

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(二)

介绍了5.2 kV高压绝缘栅双极型晶体管(HV IGBTs)的成功串联应用.穿通型HV IGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题.可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰.阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小.文中集中讨论了穿通型HV IGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HV IGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致.未来先进的HV IGBT技术可完全减轻第一代HV IGBT串联时的困难.     

有源电压箝位串联HV IGBT的适用性和优化(一)

介绍了5.2 kV高压绝缘栅双极型晶体管(HV IGBTs)的成功串联应用.穿通型HV IGBT串联应用时要完全控制感应过电压,最大的障碍是拖尾电流的关断问题.可以证明,采用先进的电压箝位技术能够限制因关断拖尾电流而引起的第二个电压尖峰.阳极采用载流子寿命局部分布的IGBT很适合这种应用;拖尾电流间隔时间越短,关断损耗越小.文中集中讨论了穿通型HV IGBT器件串联时的最佳通态等离子体分布,HV IGBT的最新发展趋势似乎与讨论结论相一致.未来先进的HV IGBT技术可完全减轻第一代HV IGBT串联时的困难.     

变速恒频风电系统应对电网故障的保护电路分析

新的电网规则要求风力发电系统具有低电压穿越能力，基于双馈感应发电机的双馈型风电系统和基于永磁同步发电机的直驱型系统作为主流变速恒频风能变换系统，增加保护电路后，可以极大地提高其故障穿越能力。基于国内外对变速恒频风电系统保护电路的分析和总结，对各种类型的保护电路进行了分类，对其工作原理和实现方法进行了详细说明，并讨论了各自的优缺点。增加保护电路可以使变速恒频风电系统在电网故障发生时，保持与电网的连接，当故障消除后，快速恢复正常运行，从而极大地提高风电系统的可用型、可靠性和市场竞争力。     

灰色理论在北京四环特大桥线形控制中的应用

以京津城际轨道交通北京环线特大桥跨四环的施工控制的具体实践为例,将GM(1,1)模型用于预应力混凝土连续梁拱组合桥主梁施工中预拱度的控制,预测各梁段的预拱度,通过与实测值的对比,验证了此模型应用于桥梁线形控制中的可行性。     

智能视频分析在城市轨道交通监控中的应用浅析

本文介绍了智能视频分析技术的原理和分析方法，在此基础上着重阐述了城市轨道交通监控系统中智能视频分析技术的工作原理、基本框架和算法流程，指出了该技术在城市轨道交通监控中的应用前景。     

高压IGBT和无变压器牵引应用中多电平变流器的功率损耗评估

轨道车辆目前所使用的低频线路变压器受低效和超重问题所困.未来的牵引传动系统可能直接与电网相连,无需该类变压器.典型的无变压器传动系统通常由多个使用HV-IGBT(高压绝缘栅双极型晶体管)的中等电压规格变流器串联而成.设计之初先对6.5 kVIGBT和目前已商业应用于牵引领域的3.3 kV、4.5 kV IGBT的开关特性和损耗进行比较,基于所考虑的HV-IGBT,对多电平变流器的特点及其在无变压器系统的应用进行了评估.本文侧重于变流器的损耗分析,同时简要地探讨了可靠性和谐波频谱问题.综合考虑上述各方面因素,三电平中点箝位变流器是一种较理想的方案,适用于无变压器牵引系统,可作为网侧变流器和电机侧变流器使用.