摘要：为解决CTC系统站场界面实景显示和操作测试过程中,人工测试方式工作量繁重且主观性强易出现错漏的问题,采用集中控制与分布执行结合的机制,设计CTC系统站场界面实景显示和操作自动化测试平台;在对联锁对象状态自动识别的基础上,实现联锁与CTC执行结果的联合比对;构建基于模态输入的联锁测试条件自动模拟方式,将人工对外部系统的操作转变为自动化操作,并支撑测试环境自启动与复位功能的实现;通过业务流程抽象的固态模型、场景优先级匹配准则与经验库映射关系匹配准则自动生成测试序列;在自动测试模式的基础上增设人工测试模式,以提高平台的泛化能力。平台支持多制式联锁与站型,可实现24小时托管以提高测试效率,在保证测试准确性的同时具有较高的自动化覆盖率,并有效避免平台异常退出后既有测试数据的丢失。

摘要：智能调度集中系统仿真测试包括软件模块测试、软件集成测试及软件总体测试三个阶段。在软件总体测试阶段,测试环境的搭建需要庞大的计算机集群资源作为支撑,这不仅增加了测试的成本,而且测试用例各步骤中复杂的终端交互操作极为繁琐,存在调试成本高的难点,为此设计软件集成测试模块。该模块实现了在单台计算机上即可开展黑盒测试用例的软件调试工作,无须依赖庞大的计算机集群资源,可达到简化测试流程、降低软件调试成本的效果。使用智能调度集中系统现场实验中的非预期场景开展软件调试工作,并通过统计和对比总体测试环境和集成测试环境在处理器核心调用个数及终端交互界面个数,验证了软件集成测试方法在降低软件调试成本和提高软件调试效率方面效果显著,为现场实验顺利开展提供了有力保障。

摘要：调度区段内的列车运行调整问题是大规模组合优化问题。针对运行计划调整算法计算效率的问题难点,设计一种基于约束规划方法的调整优化模型,将运行计划调整问题转化为有向图构建下的约束满足问题,围绕约束传递方法以及试错回退机制讨论运行图、车站股道条件的检查方法以及缓冲时间、列车越行调整策略,建立相同间隔时间、车站能力以及调度措施约束下的整数规划算法,用于对比优化模型效果。优化模型使用京津城际某月的实际运行数据,计算并对比多个干扰场景下不同模型的总晚点时长与计算耗时。通过数学实验结果验证优化模型减小晚点总时长的能力与高速计算特性。

摘要：针对高速铁路列车运行中因干扰而产生的列车运行晚点情况,以车站作业、区间运行、追踪间隔等时间为约束条件,以最小化列车总晚点时间和最小化列车到发时刻调整次数为双优化目标,构建高速铁路列车运行调整的双目标优化模型,并通过定义辅助矩阵将其转化为线性规划模型;设计改进的ε-约束法,通过商用求解器GUROBI求解模型。以京沪高铁北京南至泰安段为例,设计3种干扰场景,采用该模型和算法进行列车运行调整,并与其分别采用加权法和先到先服务法求解的结果进行对比验证。结果表明:提出的模型和改进的ε约束法能够有效生成不同列车到发时刻调整次数下的调度策略,为调度员提供不同偏好下的决策方案;与加权法和先到先服务法相比,改进的ε-约束法能够得到整个帕累托前沿,尤其是非凸前沿,并且在非支配解个数、逆代距和超体积3个优化性能评价指标上均具有明显优势,能得到更优的列车运行调整方案。

摘要：为提升突发事件下高速铁路应急处置效率,以列车运行图为研究对象,提出晚点场景下蒙特卡罗树搜索-强化学习(MCTS-RL)的列车运行智能调整方法,包括MCTS-RL的列车运行智能调整离线训练模型、强化学习方法、MCTS的发车次序决策方法和冲突消解启发式规则。基于高速铁路列车运行调整数学模型构建强化学习环境,包括状态集、动作集、状态转移概率和奖励函数。先设计启发式规则,生成可行发车次序,作为蒙特卡罗树搜索博弈树结构的节点,应用MCTS输出列车运行调整的最优发车次序。之后再设计启发式规则,消解列车在车站和区间的运行冲突。以线路上列车总晚点时间最短为目标函数,基于MCTS-RL一次性离线训练生成在线调整模型,用于实时调整各次列车在各个车站的发车次序。以京沪高速铁路北京南—泰安段为例,设置到站晚点和发车晚点场景,分别应用先到先服务、CPLEX求解器和MCTS-RL方法进行求解。结果表明:与CPLEX求解器下的方案相比,MCTS-RL方法能在0.001 s内给出同样最优的列车运行调整方案。

摘要：视频业务是5G-R宽带集群通信的典型新增业务,视频传输控制方法直接影响该业务的运用效果和效率。由于标准3GPP MCVideo的视频传输控制方法并不完全适用于铁路集群通信场景,结合铁路应用需求和MCVideo标准,提出一种适用于铁路集群通信的视频传输控制模型和方法。首先,按照业务与移动通信网络解耦、信令与数据分离、利于功能扩展的原则,设计提出5G-R宽带集群通信MCVideo系统架构。其次,根据5G-R宽带集群通信视频业务需求和MCVideo标准,抽象建立视频传输控制模型,并探讨模型控制流程和性能评估。然后,针对模型在5G-R下应用时的重点问题,通过用户视频传输权限策略、多路视频接收处理策略、多系统视频传输控制、用户身份标识等,给出铁路特色的视频传输控制关键方法。最后,在5G-R实验室条件下搭建全实物平台和设备进行试验验证。研究结果表明:相比于B-TrunC同源视频组呼、会议视频控制、标准3GPP MCVideo等方法,该模型方法在满足铁路运用需求方面具有显著优势。通过全实物平台验证了所提方法的可行性,能够实现铁路集群调度视频传输控制。在性能方面,所提视频传输控制方法在95%情况下时延为65 ms左右。该方法可在合理使用网络带宽的情况下,实现紧密结合铁路需求、更灵活的视频传输控制,极大地满足了铁路集群和调度通信应用要求,提高了指挥和通信效率。

摘要：列车速度控制是轨道交通发展领域的重要基础问题。面向真实列车速度控制应用场景的列车动力学模型及其控制器设计更具挑战性。一方面,传统基于反馈的无模型控制策略存在收敛速度慢、参数要求高、环境变化敏感等问题,目前难以从优化角度设计控制器且应对复杂系统的约束。另一方面,传统的列车单质点动力学模型很难解决高速列车运行过程中的非线性特性。针对上述瓶颈,首先对列车各节车厢进行受力分析,且考虑车厢间的安全距离,将相对位置和相对速度作为可变状态构建列车多质点模型。然后采用模型预测控制策略,综合考虑列车速度控制的非线性成本函数,处理列车运行过程中的复杂约束,预测控制系统的未来动态行为。然后,针对列车预测控制中的复杂动态约束非线性优化问题,设计对数障碍函数处理不等式约束,进而从拟牛顿法角度设计一种具有稳定收敛性的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法,完成列车速度的精准跟踪控制。最后,以国内某线站间列车运行数据为例,与其他先进控制方法进行对比实验,以验证所提出的BFGS列车速度预测控制算法的优越性能。实验结果表明,本文所设计的基于BFGS方法的列车速度预测控制算法能够有效地减小列车速度跟踪误差和位移误差,提升列车速度跟踪精度,有利于保障列车的安全、准点、高效、平稳运行,为轨道交通列车速度控制技术发展提供新思路。

摘要：为了适应城市轨道交通CBTC系统场景和电子化控制轨旁设备的需求,在自主化TYJL-Ⅲ型计算机联锁系统的基础上,增设安全通信接口实现与全电子系统的通信。相应地,在切换原则、安全通信板、目标控制器和全电子执行单元4个环节进行升级改造。在系统的软件和硬件中采取安全通信协议、二乘二取二架构、正反驱动码校验、事故继电器防护等安全措施保障系统的安全。研究结果表明:TYJL-ⅢE型全电子计算机联锁系统通过二级维护和智能维护方式,丰富了监测内容和维修的便利性,通过远程控制方式,减少设备数量,节省系统成本。与传统的继电器接口方式相比,全电子计算机联锁系统具有配置灵活、节省空间、调试安装方便等诸多优点,成为重要发展趋势之一。

摘要：针对铁路下一代移动通信系统LTE-R的车地无线通信实体认证安全漏洞及认证效率问题,提出了基于匿名代理签名的车-地无线通信安全认证方案。该方案针对3种认证场景分别设计了注册认证协议、初始认证协议和重认证协议,通过引入匿名代理签名机制,实现了IMSI的机密性保护和MME的预认证功能,可抵抗中间人攻击、重放攻击和拒绝服务攻击。此外,本方案实现了认证信息的本地生成,有效提高了高速移动环境下频繁重认证的计算和通信效率,避免了认证向量耗尽而重启初始认证协议的问题。性能分析表明,本方案能够满足LTE-R系统车地认证对安全性和实时性的实际需求。

摘要：为预防铁路安全事件的发生,设计ZPW-2000轨道电路故障诊断系统的总体结构,明确4大组成部分,包括数据预处理、数据分析、数据服务及数据应用。首先,通过改进的旋转门转换(SDT)算法对轨道电路电气特性数据进行数据压缩;其次,分段线性拟合轨道电路不同状态下的模拟量数据,计算得到特征值;最后,通过密度聚类的特征提取方法诊断轨道电路故障,并通过系统验证9种常见轨道电路故障。结果表明:改进的SDT算法可以有效对轨道电路电气特性数据进行数据压缩,压缩后的数据经过分段拟合后可以有效提取特征值,应用密度聚类算法可以生成诊断模型,提升轨道电路故障诊断的准确性,从而提高信号设备维护效率和维护水平。