摘要：严寒地区冰雪线路,高速列车风吹起的雪颗粒在列车底部或车身部位积聚、结冰,在列车振动或温度改变下,附着的冰雪块高速脱落,击打道床和车体,引起连锁反应,严重影响列车运行速度和安全。围绕列车车体冰雪积聚问题,从结构设计、防护方案和除冰作业3个方面,梳理国内外严寒地区车辆设计理念和冬季铁路运维经验,总结列车车体结构优化和抗雪优化措施,介绍新型冰雪防护技术和除冰作业方法。研究结果表明:1)整体性、平顺性、密闭性和耐寒性是新型冬季列车设计的主要特点,同时,裙板和雪犁等装置的使用可增加列车抗雪除雪性能;2)超疏水涂覆材料对延缓车体积冰具有一定的作用,但仍无法满足风雪、高寒的复杂运行环境;3)转向架、制动系统和电力系统等是受冰雪积聚影响的重点区域,应采用不同的防护和运维措施;4)列车除冰作业一般采用热空气或温水喷射融化车体表面冰层,并辅助采用人工破冰清扫的方法,丙二醇等低熔点化学用品的使用也取得了良好的效果。因此,列车车体除雪融冰应从全尺度、全过程综合考虑,从设计阶段优化车身结构,在重点区域加装冰雪防护装置,在列车运行时采取合理的除冰作业方式,以缓解和减少冰雪积聚,降低冰雪飞溅风险。

摘要：针对运营区间双向中断下的城市轨道交通列车运行调整问题,提出了在中断区间两侧利用渡线开行小交路的开行方案.考虑中断线路及与之衔接的其他线路,以减少乘客总等待时间为优化目标,构建涵盖中断阶段和恢复阶段的网络列车时刻表协同调整模型,并采用遗传算法进行求解.以国内某城市地铁局部线路的实际运营数据为例,对运营区间双向中断下城市轨道交通列车运行进行调整.结果表明:小交路调整策略能较好地保证城市轨道交通在运营中断下的服务水平,与单线列车时刻表调整相比,所提出的网络列车时刻表协同调整模型可使超出列车容量的乘客总人数减少15.0%,乘客总等待时间减少3.9%,能够更好地应对运营中断事件,提高运营效率.

摘要：动态编组逐渐成为列车运行控制领域的研究热点之一,低牵引能耗、高编组精确性、强抗干扰能力的多目标控制是实现动态编组的难题。针对这一问题,提出一种基于动态规划(DP)-序列二次规划(SQP)的优化控制方法。首先,对动态编组过程建立数学模型;然后,建立以低能量消耗和精确编组为目标的动态编组优化问题,在离线状态下使用动态规划算法计算速度曲线;最后,以离线速度结果为基础,使用序列二次规划算法求解最优控制策略在线控制列车。仿真实验表明,使用本文方法控制编组过程时,牵引能耗降低5.6%,编组误差下降至3 m,SQP算法求解的迭代次数下降到12次;在有外界干扰状态下,该方法可在线控制列车校正速度偏离,消除干扰带来的影响。

摘要：进路的调度与执行是影响铁路车站作业效率的关键因素之一,现阶段车站作业的调度安排与信号控制尚未形成一体化融合。引入运筹学车间调度思想,对作业计划进行分解,综合考虑线路拓扑关系和区段资源的占用时间,紧密结合信号联锁分段解锁控制原理,利用资源调度方法构建进路分配时空约束,提出一种基于站场区段资源精细化分配的车站进路分配优化模型。针对模型难于求解的特点,提出一种基于短路径和时间交换邻域搜索的混合遗传算法。实验验证结果表明:本文方法与进路冲突疏解的方法相比,在延迟时间和走行时间方面分别提升4.76%和10.72%;当提升作业连续性的影响比重时,可避免部分进路冲突延迟,提高进路分配的优化质量。

摘要：针对三维网格模型孔洞保特征修复问题,提出一种基于"几何-拓扑"迭代优化的三维数据修复算法.给定残缺的三角网格模型,首先识别孔洞区域,利用动态规划方法对孔洞区域进行初始的三角剖分,赋予孔洞区域拓扑连接关系;然后识别孔洞边界一对特征点,基于特征点及其法向粗略拟合特征曲线,在特征曲线的指导下调整孔洞局部的拓扑结构,即孔洞区域拓扑连接关系优化;最后基于孔洞及其N环邻域构建保特征的局部总变分能量函数,迭代求解孔洞及其邻域的顶点几何位置,即局部顶点几何位置的优化,重复局部拓扑连接关系优化和顶点几何位置优化,直到拓扑结构优化处理中不再发生连接关系调整,即完成了三维网格模型的修复.在现有的完整三维网格模型上人为去除部分构造带孔洞的残缺模型,以此作为数据,与其他修复算法进行对比实验的结果表明,所提算法可以有效地恢复孔洞区域的显著特征,并且在修复时间和误差统计上占有明显优势.

摘要：针对机理不清、难建模的被控过程,提出了一种基于数据的网络化控制方法。仅根据过程的输入输出数据,先采用模糊聚类建模技术,获得系统的T-S模型,然后利用神经网络对前件隶属度函数的拟合能力,将其转化成显式表达,从而获得一步预测简化模型。再利用递推和反馈校正,获得一系列预测的过程输出,进而将控制系统设计转化成"由未来的偏差及偏差的变化得到未来的控制作用"问题。通过分析典型被控过程的动态响应曲线设计隶属度函数及控制规则,可获得一系列未来的控制作用。再通过选择合适的控制作用即可补偿网络时延和数据丢包的影响。仿真表明,该控制方法在处理随机时延和数据丢包问题上较PID控制有更快的动态响应和更高的精度。

摘要：铁路车站道岔密集、站场环境复杂,基于GNSS的站内列车定位面临诸多困难,引入贝叶斯理论和卡尔曼滤波方法,提出一种站内列车精确定位方法。首先,在电子地图中用直线轨段来刻画站场轨道网络拓扑,推导出直线轨段占用识别的随机模型,结合电子地图利用贝叶斯推断对列车直线轨段占用进行估计;利用卡尔曼滤波将GNSS位置信息与速度信息融合处理,去除GNSS信号质量不稳定所产生的定位误差,获得列车的精确位置。在实际铁路车站进行了列车行车GNSS数据采集,与常规的垂直投影列车定位方法进行仿真对比分析,结果表明,本文方法在完成直线轨段占用定位的实时性方面提升了17.6%,列车位置估计误差可以降低到1 m以内,满足列车在站内精确定位需求。

摘要：虚拟编组可有效提升运输能力,是轨道交通领域的研究前沿,其行车方式的变革给列车运行控制带来新的问题。为满足虚拟编组行车紧密追踪及协同作业的安全防护需求,探讨一种基于可达集的虚拟编组列车运行安全防护方法。首先,构造列车运行控制混成自动机模型,更加精确地描述编组列车控制行为;然后,提出一种通过对混成模型过近似可达集求解来确保列车运行安全的防护方法,深入剖析虚拟编组列车运动行为,给出一种面向多面体精化的自适应步长可达集求解算法,能够实时预测前行列车动态轨迹,进而达到最大限度缩短列车追踪间隔的效果;最后,利用实际线路数据进行仿真实验。实验结果表明,该防护方法与传统防护方法相比,可进一步缩短列车追踪间隔,更能满足虚拟编组行车安全防护需求。

摘要：随着城市经济的飞速发展以及道路网络建设的快速推进,城市路网结构对交通拥堵的影响效应日益凸显,为指导路网合理规划建设,需要解析路网结构对交通拥堵的影响机理。文章以北京典型区域道路网络为研究对象探究路网结构指标对交通拥堵的影响作用,首先应用路况提取程序采集区域路网实时拥堵数据,使用ArcGIS对数据进行处理得到路网的平均拥堵时长;通过Pajek软件搭建基于拥堵时间的道路网络结构模型,筛选影响交通拥堵的关键指标;最后基于路网拥堵数据特征对k-means算法进行优化,提取路网关键拥堵点位,研究路网拥堵时间与路网关键结构指标的微观关系。结果表明路网平均拥堵时间与度值、介数呈正相关,与紧密度呈负相关且其对拥堵影响最大,并且当路网结构指标配比X=度值/紧密度/介数=239.462时网络拥堵时长最小。同时当度值分别为2、3、4,对应紧密度/介数比值分别为0.235(±0.005)、0.405(±0.005)、0.417(±0.005)时,路网拥堵时长明显降低。研究成果可为未来道路网络设计规划提供指导。

摘要：行人交通仿真是研究轨道交通换乘效率的重要方法。在实地数据调研的基础上,基于AnyLogic软件设计异质客流在地铁换乘站楼梯处走行仿真。根据个体占用空间及步行速度,分为普通乘客、携带大件行李乘客和老年乘客。考虑对外交通枢纽和生活居住用地的站点等多类站点,依据客流结构设计多水平异质客流和同质客流的仿真场景,对异质客流通过楼梯的舒适、安全、效率等特性计算评价,并进行敏感性分析。结果表明,异质客流乘客间的相互作用比同质客流更显著,四类场景的疏散效率最大相差12.9%;楼梯宽度大于4.2米时,拥堵的临界输入客流量λ最大相差3000p/h。