国防交通铁路工程保障指挥决策专家系统的设计与实现

国防交通铁路工程保障指挥决策专家系统的一个重要部分就是桥梁，隧道，枢纽，线路的抢修方案的决策，本文讨论这四个决策子系统的知识表示与推理机制，每个决策子系统都由破坏情况报告生成部分和推理部分组成，在所有四个子系统听各个部分，均采用统一的面向对象的知识表示方法，从而提高了系统的可维护性和可扩充性，并为基子规则的推理，基于约束的推理，基于数据库的查询和数值计算等多种问题求解机制提供了一个统一的环境，本文     

单线铁路技术改造决策专家系统

本专家系统模仿铁路专家确定技术改造方案的复杂思维过程，利用多知识库，动态变量规则，元知识等知识表示方法，采用正反向两阶段联合推理方式和基于区间表示的不精确推理模型，拟定出可行的技术改造方案，并运用模糊数学的相似优先比理论，依据模糊总体水平概念确定推荐方案，最终完成全部决策。     

事故救援辅助决策系统的设计与实现

北京铁路局太原科学技术研究所在多年研发救援装备和研究大量救援案例的基础上，利用人工智能技术、决策支持技术和多媒体技术，在V15UALC#和windows环境下开发了RDAS。该系统采用模块化结构，用产生式规则系统表示救援决策知识：在推理策略上设计了基于数据库的、逆向的和前向的3条技术路径实现决策操作。在事故现场，RDAS以人机交互方式实时提供一个或一组救援方案，供决策参考。该系统经测试通过技术审查，已装备救援单位使用。现介绍铁路救援辅助决策系统的设计思想和实现路径。     

重载铁路抢修梁快速架设方案研究

为解决重载铁路桥梁损毁后的快速抢修架设问题，研究了重载铁路抢修梁快速架设装备方案。比较了现有桥梁抢修器材的架设方法与战术指标，分析用于重载铁路桥梁抢修的适用性；介绍了重载铁路抢修梁快速架设装备的性能参数及组成单元，并对各单元的构成部件进行说明；论述了重载铁路抢修梁快速架设装备的架梁步骤。研究的装备具有专业化、一体化、机械化、自动化、智能化等特点，可实现一孔32 m及以下跨度的重载铁路抢修钢梁在6 h内完成架设，并具备通车条件。该研究成果极大提高了我国重载铁路桥梁快速抢修的技术水平，具有很大的应用价值。     

铁路事故救援辅助决策系统的研究

事故救援是铁路运输的一项基础工作,救援结果和效率与方案决策密切相关。文章介绍铁路救援辅助决策系统的设计思想和实现路径。在多年研发救援装备和研究救援案例的基础上,利用人工智能技术、决策支持技术和多媒体技术,在VisualC#和Windows环境下开发了铁路救援辅助决策系统。该系统采用基于数据库技术的模块化结构,用产生式规则系统表示救援决策知识。在推理策略上设计了逆向的和前向的两条技术路径实现决策操作。在事故现场系统以人机交互方式实时提供一个或一组救援方案,供决策参考。系统已装备救援单位使用。     

可展式铁路抢修梁的技术方案研究与力学分析

为解决既有铁路梁部抢修器材存在的强度刚度低、通车速度慢、拼架时间长、储存运输不便等问题,基于可展结构的特点,提出一种可展式铁路抢修梁的技术方案和架设方法：通过不同数量中间构架的纵向拼组并调整构架的展开状态,可使抢修梁适应32 m和24 m跨度的桥梁抢修;通过小型机具的辅助,可使抢修梁实现导梁架设以加快抢修进度;利用ANSYS软件建立32 m跨度抢修梁的有限元模型,并对抢修梁进行静力学分析和模态分析;利用UM软件建立C70敞车和CRH380A高铁动车的多体动力学模型,对抢修梁进行车桥耦合振动分析。结果表明：抢修梁跨中上弦杆、梁端右倾斜腹杆和梁端销轴对抢修梁的安全性起控制作用;抢修梁一阶自振频率为5.965 Hz,对应振型为横向弯曲,说明抢修梁的横向刚度较弱;货运列车通过抢修梁时,重车编组对桥梁响应不利,空车编组对车辆响应不利;影响桥梁安全性和车辆运行安全性的指标均随车速的提高而非线性增长。经分析,可展抢修梁的力学性能满足相关规范的要求,且货运列车和高铁列车能够分别以最高60 km/h和100 km/h的车速安全通过抢修梁。     

机车运行途中故障诊断推理方法的研究

针对机车运行途中故障诊断推理的方法进行了研究,通过利用系统专家的经验知识建立故障树模型,并运用双向推理控制策略和启发式搜索算法建立推理机,实现了机车运行途中故障诊断推理系统的动态建立。     

基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化技术研究

在铁路桥梁布跨设计过程中，存在工作量大、自动化水平不高、方案展示不直观等问题。为优化桥梁方案设计、提高桥梁布跨设计效率，提出一种基于AI的桥梁自动布跨及三维可视化方法。针对桥梁人工布跨效率低的问题，引入强化学习的人工智能算法，根据桥梁布跨原则，自动计算桥墩位置，优化桥梁设计方案，提高桥梁布跨效率；针对方案展示不直观的问题，基于Cesium平台，构建三维地理环境场景，读取线路数据，定制桥梁参数模板，创建和展示桥梁方案模型。基于上述方法，开发了桥梁自动布跨及三维可视化软件，实现了AI自动布跨及真实环境场景下的桥梁方案展示。在某城际铁路中，应用桥梁自动布跨和三维可视化技术进行桥梁设计方案的比选和优化，为设计决策提供技术依据，证明该方法在实际工程项目中具备可行性和实用性，有助于减少人力资源的浪费，提高设计效率。     

时间Petri网的时间知识推理算法及在铁路智能运输系统中的应用

介绍一种基于时间Petri网的时间知识推理算法，它是在已有算法的的基础上，引入模糊时间区间的操作进行扩展而形成，该算法可一次性构建相应的时间知识系统的生成图，再用生成图进行时间知识验证和推理，相对于已有的算法来说，具有效率高，可处理时间区间的不确定性问题等优点，针对列车运行的时间知识系统进行算法的应用研究得出，本算法可验证时间约束的列车运行调整方案的可行性，能验证铁路专家系统中时间知识的一致性问题，用生成图可推导出某些带时间约束事件同时发生的可能性等。     

铁路救援指挥系统中IDSS的构建方法研究

提出基于案例推理技术、粗糙集技术、相似度量理论与专家知识相结合的铁路救援指挥系统(RCS)中智能决策的构建方法。在构建铁路事故救援指挥系统时,以铁路事故救援案例为基础,建立基于粗糙集理论的案例索引推理机制,有效地进行知识约简并从中发现规律,对于新案例通过相似度量理论实现相似范例的检索,同时结合专家知识和救援规则得出最终的事故紧急救援方案。通过模拟试验表明,该智能决策方法优于传统的基于规则的救援指挥方法。同时展望了在理论模型不完备、领域知识不完全、主要依靠经验知识的铁路事故救援指挥系统构建中的应用价值。     

基于整体相似度的铁路应急救援预案推理决策方法研究

将案例推理的方法应用到铁路应急决策中,为铁路应急救援提供一种实用的科学辅助决策方法.在分析应急案例特征的基础上设计基于本体的应急案例通用的建模方法与组织方法;采用基于结构相似度和属性相似度双层结构的案例整体相似度计算算法,优化源案例对目标案例的决策支持,避免传统最近相邻算法中的属性值缺失问题,提高了案例匹配的有效性;最后通过基于案例推理的铁路应急辅助决策原型系统中的算例分析,证明了该方法具有较好的实用性,在领域知识不完全、主要依靠经验知识的铁路应急决策支持系统建设中具有一定的应用价值.     

上跨桥梁桩基对原高速公路路基力学影响有限元分析

针对新建公路上跨桥桩基设置于原有高速公路中分带内的工程问题，在现场试验难以实施的情况上，利用弹-塑性有限元法对桥梁桩基的桩-土荷载体系进行了数值模拟分析，分析其对原有高速公路路基、路面的力学影响，为工程的方案决策提供了理论依据。     

基于铁路部门风险决策的高速铁路票额优化分配

针对票额分配中客流需求不确定性问题,通过分析铁路部门的风险决策态度,引入随机变量α的乐观值定量描述铁路部门的风险决策态度。基于客流需求的不确定性及铁路部门风险决策,以铁路部门收益最大化为目标,构建不确定需求的高速铁路多列车票额分配随机机会约束规划模型,利用不确定性理论的相关知识将其转化为等价类的确定性线性整数规划模型,并利用Lingo 12.0优化软件对模型进行求解,得到列车票额分配方案。以京沪高铁列车为例验证了铁路部门风险决策态度对票额分配的影响。结果显示,所构建模型为不确定性需求下的高速铁路多列车票额分配提供了优化方法。     

超限超重货物装载决策推理研究

根据物元理论构建超限超重货物装载实例模型,将货物物元分成实例货物物元、实例过程物元、实例方案物元3个子物元,优化装载知识库的结构,在明确实例货物物元相似度计算的基础上,给出基于实例的推理过程,并构造基于实例的装载推理算法,确定新实例的装载参数和装载方案,从而解决了知识获取的瓶颈问题。通过基于机器归纳的自我学习规则算法,补充和扩展实例过程物元的相关推理规则,丰富实例库的实例,进一步提高装载决策和推理过程的智能化水平。     

工程结构设计型专家系统的建造

本支提出了工程结构设计型专家系统建造的策略与方法。结合STB专家系统说明了采用的控制机构、知识库与推理机的构造与功能。这种基于黑板结构，用规则和框集表示知识、具有非精确推理能力的专家系统模式具有很大的灵活性与通用性。专家系统可作为工程设计中对结构方案，设计参数进行决策的有力咨询工具，使设计达到忧秀的钡域专家的水平。     

GSM-R网络管理与优化专家系统的设计与实现

GSM-R网络的性能和服务质量对保障铁路安全有序运营有重要意义.本GSM-R网络管理与优化专家系统是一种综合分析平台,该平台能够结合接口监测信令、OMC网管数据等多种数据源进行综合关联分析,具备数据查询、图形化显示、专家决策推理等功能,同时系统引入人工智能领域专家系统的设计方法,建立合理的网络优化知识库,运用有效的优化推理机制,模拟网优专家的决策过程,针对网络服务质量问题进行推理分析,辅助解决GSM-R网络优化领域的相关问题.     

基于动态贝叶斯网络的接触网系统可靠性研究

针对传统可靠性研究方法在进行接触网系统可靠性建模与分析时存在的不足之处,利用动态贝叶斯网络技术对接触网系统在考虑维修因素和不考虑维修因素情况下的可靠性进行动态估计,并识别出系统的薄弱环节.在建立接触网系统故障树模型的基础之上,根据故障树中逻辑门向动态贝叶斯网络的映射规则,建立接触网系统的动态贝叶斯网络模型.利用动态贝叶斯网络的双向推理功能对模型进行求解,正向推理得到接触网系统可靠度和可用度随时间的动态演变规律,并进行比较分析;反向推理完成对接触网系统的故障诊断,找到影响系统可靠性的薄弱零部件.研究结果表明:所提方法能够很好地描述接触网系统的动态特性和可维修性,分析结果可以为系统的智能维护、日常检修提供参考.     

城市轨道交通网络规划决策系统研究

通过对城市轨道交通网络规划和铁路规划、城市交通规划理论和方法的研究和比较，分析并指出城市轨道交通网络规划方案的评价决策实际上是复杂的多目标决策问题。在此基础上，建立规划决策分层评价指标体系；提出决策矩陈规范化的有效方法；建立决策指标权重AHP计算模型和AHP-TOPSIS优选模型，并建立决策分析系统和应用软件，给出了应用实例进行验证，证明本文建立的决策模型能利用全部信息，使那些仅能用文字描述的项目参加运算，且能使经验和理论结合起来。排序结果能够比较客观公正地符合城市轨道交通网络规划决策的实际情况，可以为城市轨道交通网络规划方案的评价及方案优选服务，避免因人为失误而造成的决策偏差。     

基于关键路径法的高速铁路接触网故障抢修策略研究

分析高速铁路接触网系统可用性、供电系统抢修工况特点和风险管理原则,结合故障抢修行为绩效评价指标,通过不同处置路径构成的网络图模拟分析,研究识别典型高速铁路接触网故障抢修过程关键路径,提出故障抢修过程的2个关键决策时刻,可将绝大部分故障干扰总时间控制在1～2h.验证基于关键路径的动态规划方法制定抢修策略的可行性,并据此进...     

基于博弈论和证据理论的桥梁加固方案优选研究

为了更加合理地选择桥梁加固方案,处理方案优选过程中的不确定信息以及避免主观偏好性对决策的影响,提出基于博弈论和D-S证据理论相结合的加固优选方法。采用基于博弈论的组合赋权,确定科学合理的综合权重,结合西北干寒地区桥梁病害,以待评方案为辨识框架,根据加固效果目标,选取效果可靠性、经济合理性、施工技术可行性等3个2级指标,14个3级指标作为证据体,利用灰色关联法确定各证据体的确定信度,通过D-S证据理论融合规则,由信度函数值排序得到方案排序。结合西北地区某桥梁加固实例,研究结果表明:该模型在桥梁加固方案优选应用中有效性显著,比选结果可靠合理,大大提高了决策的准确性和方案间的区分性。