西北地区铁路大风灾害及其防治对策

大风灾害是兰新铁路安全运营面临的主要自然灾害。通过分析兰新铁路大风灾害的分布和成因特点,以及对铁路运输的危害,提出合理确定线路方案、采取防风工程措施、建立大风监测预警系统等防治对策。兰新铁路电气化工程和第二双线建设对防风技术提出更高要求,如何建立有效的防风安全体系,确保大风条件下列车安全运行,是当前迫切需要研究解决的重要课题。建议研究挡风墙设置与接触网稳定的关系,并根据实际情况逐步建立和完善大风监测预警系统。     

高速铁路监测系统大风预警功能方案研究

介绍了国内外铁路大风预警情况,详细阐述了大风预警试验前期数据准备、试验方法及验证方案,并例举了某客运专线大风预警的试验过程,得出应尽早利用历史数据,实施大风预警的结论。     

基于LSTM-GMM模型的大风多级预警方法

为保障大风场景下的高铁运行安全,针对风的强随机特性提出一种基于长短期记忆网络和高斯混合模型的多级预警（LSTM-GMM-MELW）方法。首先,通过长短期记忆网络和高斯混合模型（LSTM-GMM）建立风速误差值与风速预测值的联合概率密度,以此确定风速预测值的概率密度;然后,通过多级预警方法计算风速预测值落在高铁限速风速区间的概率值并结合实际情况设置不同阈值,当得到超出阈值的概率时输出阈值对应的预警等级;最后,采用预测区间的覆盖概率、平均宽度和覆盖宽度评价LSTM-GMM方法的概率性预测结果,而采用预警准确率评价多级预警方法的预警效果。依托平潭海峡公铁两用大桥29个风速样本进行实例分析,结果表明：95%置信度下的预测区间的覆盖概率为96%,平均宽度为1.51;第1、第2级别的预警准确率分别高于85%和93%,预警准确率达到100%的风速样本达14个,总体预警准确率高。该方法能有效避免风速在限速分界线附近波动时的误报。     

我国铁路的风沙灾害分析

分析风沙对铁路运输的危害形式,提出铁路风沙灾害的时空分布。风害主要发生在春季和初夏季节,沙害主要发生在春季。遭受风害的铁路线路在西北、东北和内蒙古地区,遭受沙害的线路在西北和内蒙古地区。风沙灾害主要集中在青藏铁路公司和乌鲁木齐等5个铁路局。针对风沙灾害,铁路选线应绕避流沙地段,采用防风、防沙工程,设立大风监测预警系统,确定合理车速,提高货车编组水平和采用植物治沙等措施。     

大风区铁路挡风墙合理设置

大风作用下列车周围空气的绕流流场变化明显,空气动力显著增大,设置挡风墙及其他防风设施,是保证大风区铁路列车安全运行的主要措施.采用数值模拟计算的方法,对挡风墙距线路的合理位置和挡风墙的合理高度进行研究.结果表明:挡风墙距一线中心线的合理距离为5.7m;随着路况的不同,挡风墙的合理高度不同,2 m深路堑上挡风墙合理高度为...     

铁路工务灾害综合监测系统设计

针对铁路泥石流、落石、洪水等自然灾害,设计了一套工务灾害综合监测系统。该系统以线路工务灾害为主要研究对象,采用远程监测技术,配合远程图像监测,实现了工务灾害的动态综合监测。本文介绍了系统的主要监测设备和实现方法。     

山区铁路风吹雪灾害的防治

风吹雪是风携带着雪粒在近地面空气中运动,将雪从一地搬运到另一地的自然现象。在山区,风吹雪常常影响铁路建设与运营。以精伊铁路为例,分析研究风吹雪的特征、类型、影响因素、发生机制、规模以及发生的规律等,计算了最大积雪深度、最大风速,并结合实际工程设计提出防治风吹雪灾害的工程措施。     

高速铁路灾害监测系统大数据分析

基于高速铁路灾害监测系统的大数据分析研究,通过分布式文件系统存储、MapReduce/Spark计算框架、数据挖掘等技术,对高速铁路灾害监测系统的灾害规律分析、灾害预测、运用规则优化、监测点布设优化、设备选型、设备状态分析等进行研究。以大风规律和设备运行状态为例进行分析,结果表明,50%左右的大风集中在15～16 m/s之间,通过优化大风报警阈值,可有效降低大风报警次数;电源故障是灾害系统设备的主要故障,需对其进行重点监测和维护。该研究可解决目前灾害监测系统运用和维护中遇到的问题,为灾害监测数据综合分析与应用研究提供技术支持。     

基于WRF模式新疆铁路网大风灾害研究

大风灾害对铁路建设影响日益突显,为解决偏远地区铁路前期规划设计阶段常常遇到气象资料匮乏问题,使用高分辨率WRF模式模拟风速作为常规气象风速观测补充,分析研究新疆铁路网沿线日平均风速,为已建成铁路沿线防风工程和未来铁路规划提供基础数据。研究表明:通过对比站点实测风速与模拟风速,可以发现新疆北疆地区模拟风速在冬季呈现高估现象,而在夏季呈现低估现象;模拟风速在新疆南疆地区整体呈现高估现象。总体上,模式模拟风速可以模拟新疆复杂地形下风速变化。在1979~2013年间,多年平均大风日数反映出已建成的兰新铁路和南疆铁路仅在百里风区、三十里风区、南疆前三十里风区有较大值;规划中的克塔铁路、库格铁路、和罗铁路和哈将铁路在山区复杂地区大风日数有较大值。除兰新铁路三十里风区附近地区大风日数呈现减弱趋势,新疆其余地区大风日数呈现不同程度增加趋势。大风指数分析发现规划中和罗铁路、库格铁路、哈将铁路、克塔铁路大部分线路大风指数均处在高值区,且均以每10年8 m/s以上速率增加。     

铁路安全风险预警信息系统的研究与设计

以提升铁路安全趋势分析能力,完善铁路安全风险预控管理体系为重点,在深入研究铁路安全风险构成、风险量化评价方法、安全状态评价模型及风险预警模型等关键技术的基础上,提出了铁路安全风险预警信息系统的建设目标、总体架构和主要功能设计。实践表明,通过系统的研究与应用,可以加强铁路安全风险的管理和预控能力,促进铁路安全管理的前移和科学化。     

铁路车辆质量互控及预警系统的研究

采用基于JavaEE的B/S架构,配合高性能、高并发关系数据库,构建车辆运用车间与检修车间之间及各自车间内部的铁路车辆质量互控及预警系统;对直通列车中发现的车辆故障通过该系统对下一作业环节进行预警。通过向前预警、向后互控,实现对车辆运用及检修质量的全方位追踪,确保车辆运行安全。     

基于改进Apriori算法的铁路网络安全预警方法研究

随着大数据技术的飞速发展,基于大数据技术的安全隐患事前感知技术日趋成熟,为分析海量数据和挖掘事故规律提供了有效手段.文章优化、改进数据挖掘技术中经典的Apriori算法,基于改进的Apriori算法,研究提出一种铁路网络安全预警方法,并结合网络安全等级保护要求,构建铁路网络安全指标体系,通过仿真实验,验证算法的正确性和...     

针对铁路信息系统的APT恶意流量预警系统研究

为了更准确和高效地检测针对铁路信息系统的高级持续性威胁（APT,Advanced Persistent Threat）攻击,研究并设计了基于堆叠式长短期记忆（LSTM,Long Short-Term Memory）模型的APT恶意流量预警系统。将UNSW-NB15数据集改造为适用于APT恶意流量预警系统中模型训练的数据集;提出利用APT攻击阶段性的特性进行预警结果再计算的方法,引入置信度的概念,从而更准确地判定流量类型。在Kaggle云平台上对APT恶意流量预警系统进行了实验,其准确率、精确率和召回率等指标均优于其他方法。实验结果表明,所设计的系统具有更好的性能表现,能够有效提高APT恶意流量预警的准确率,降低误报率和漏报率。     

大风灾害引起的货物列车脱轨全过程分析

针对货物列车在大风灾害下的安全运行问题,基于列车-轨道系统空间振动计算模型及列车脱轨能量随机分析理论,提出大风灾害下列车脱轨全过程计算方法。以我国常见的大风灾害为对象,计算运营速度下货物列车在8~10级大风环境中的脱轨全过程,对脱轨机理、轮轨几何接触状态及轮轨相对位置进行分析。研究结果表明:大风灾害引起的列车-轨道系统输入能量的增加是导致货物列车脱轨的主要原因;随着风速及车速的增大,系统输入能量随之增加,转向架与钢轨的横向相对位移增大明显,但转向架摇头角变化较小;另外,曲线线路上列车横向振动更加剧烈,其中转向架与钢轨横向相对位移及转向架摇头角均大于直线上的相应值,其最大分别为87.3 mm和4.59°。上述机理及数据可为列车车轮脱轨掉道检测装置提供参考,确保列车在脱轨瞬间及时停车。     

关于提升TEDS故障预警准确率的研究

TEDS作为动车组运行途中状态监控的一种手段,在各铁路局均有成熟应用,通过图像对比的方式,发现故障时系统能够自动预警。目前,TEDS报警的准确率只有十万分之二左右,不能满足日常要求。文中通过对深度学习技术的研究,选择适合TEDS图像识别的模型,提升TEDS故障预警的准确率。     

铁路客运车站客流监测与预警系统

由于缺乏准确的实时客流数据,铁路客运车站的客运组织一直主要依靠经验来调配设备、人员等所需资源。为此,开发了铁路客运车站客流监测与预警系统,通过有效利用铁路客票预售数据、车站历史客流数据、旅客进出站实时数据、列车正晚点数据等相关数据,建立基于K均值聚类的支持向量回归机客流预测模型,实现车站每日进站客流、分时段进站客流、候车室客流的监测、预测及超限预警,方便车站工作人员随时掌握客流动态,及时根据客流变化进行设备和人员动态调配,更加精准、高效、安全、有序地开展车站客运组织作业,有助于改善车站客运服务水平,提升旅客出行体验。     

面向铁路信息中心的可视化应急监测预警系统设计

针对铁路局集团公司运维人员及应急领导小组所在地与机房监控中心分处两地且无共享可视化界面的问题,设计了面向铁路信息中心的可视化应急监测预警系统,该系统采用网络远程集中管控器、大屏显示、音视频传输等技术,解决了日常运维和应急指挥处置受区域限制、无法共享信息系统的问题。实践证明,该系统满足应急工作快速响应和处置的管理要求,能够大幅提升铁路信息系统网络监测预警与应急处置工作时效性。     

极早期烟雾报警系统在列车中的应用分析

分析列车起火因素,介绍典型火灾发展的过程,阐述传统早期烟雾报警系统的缺陷和极早期烟雾报警系统在列车中应用的优势,并给出极早期烟雾报警系统在列车中的初步应用方案。     

基于北斗三代的铁路监测预警系统设计

针对铁路安全隐患问题,提出将第三代北斗卫星导航系统（简称：北斗三代）高精度定位技术引入铁路监测预警,设计了基于北斗三代的铁路监测预警系统,该系统利用北斗高精度定位的原理实现位移数据高精度监测,同时具备实时传输和即时预警等功能。实践证明,该系统相对于基于GPS的监测预警系统具有明显优势,可见的卫星个数显著增加,水平精度提高20%以上,高程精度提高50%以上。同时通过不同基线长度下监测性能的对比,为合理布设基准站提供参考。