摘要：运输任务量大、运行速度快及车站规模变大等特征使得高铁车站安全状况面临巨大挑战。因此,提出一种融合模糊故障树(FFTA)与贝叶斯网络(BN)算法的高铁车站安全风险因素决策方法。首先,对高铁车站各系统在实际运营过程中的基本风险因素与事件进行统计分析与建模,确定影响铁路车站安全运营的基本事件共计22个;其次,借助领域内专家经验评判、打分和模糊粗糙集的理论等手段克服数据采集限制;之后,利用故障树分析和贝叶斯网络算法的融合结构克服单一算法在数据处理能力和准确度方面的缺陷,高效、准确地揭示安全风险因素间逻辑和概率关系,确定了缺乏掌握车站资源状态和作业进度的技术手段等4个基本事件为主要影响因素;最后,通过敏感性分析获取了影响高铁车站建设与运营安全性的22项基本事件的风险降低价值重要性(RRW)指标。结果表明:所得四项主要影响因素对应的RRW均大于15%,验证了FFTA和BN所得结果的正确性。所提出的高铁车站安全风险因素决策方法可实现对影响高铁车站安全性的关键指标及对应概率进行准确定位与决策,从而为保障高铁车站安全运营提供有效参考。

摘要：随着铁路建造、装备、运营等领域智能化建设的快速发展,推动新型测绘和工程设计技术在铁路领域的广泛应用,形成海量新型多维多模态铁路时空信息数据,而在智能高铁2.0中的模数一体化平台也提出基于统一的表征模型库,实现对铁路设计、施工、运营等不同阶段时空信息模型的统一管理和发布。为此,以智能铁路对时空信息数据深入需求为导向,基于中国国家铁路集团有限公司既有铁路地理信息平台,设计提出新一代高精度铁路时空信息服务平台总体架构及技术组成,构建形成铁路数字空间底座,攻克全空间数据融合、轻量化处理、服务共享发布等关键技术,赋能铁路时空信息智能化应用,也可为智能高铁2.0模数一体化平台中表征模型库搭建提供指导和借鉴。

摘要：为解决城际/市域铁路运用CTCS2+ATO系统因折返时间过长难以满足公交化运营需求问题,主要对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能进行研究。首先,对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能的系统结构进行深入分析,明确系统各设备优化的功能;进而,对自动折返各场景下设备工作流程及信息交互进行详细设计,在选定车辆参数和线路参数条件下对自动折返各阶段耗时进行理论分析,计算得到站后自动折返理论总耗时152 s,满足公交化运营需求;最后,通过城际/市域铁路CTCS2+ATO系统实验室测试平台对自动折返功能进行测试验证,测试结果表明,本文所述自动折返方案有效,站后折返总耗时仅158 s,与理论计算耗时相近,且相对人工折返可大幅缩短折返时间,提高折返效率,对城际/市域铁路CTCS2+ATO系统满足公交化运营需求具有重要意义。

摘要：铁路智能客站数字孪生模型是智能客站的重要组成部分,对于客运组织方案、设备配置及布局优化、安全应急等仿真具有重要意义。研究提出智能客站数字孪生五维模型,给出客站物理实体、客站数字孪生体、客站虚实连接、客站孪生数据、客站孪生体服务的内涵;设计客站孪生体服务的具体内容,包括可视化调度指挥、可视化监控运维等车站可视化服务,以及客运组织方案仿真、设备配置及布局优化模拟、安全应急仿真、环境舒适度调控仿真等模拟仿真服务;研究客站数字孪生体虚拟静模型与动行为模型建模关键技术。构建清河站数字孪生体并开展试验,验证可视化调度指挥、设备虚拟巡检、车站安全应急仿真等功能,实现清河站通过数字孪生体全面掌控车站状况。

摘要：近年来,随着粤港澳大湾区的快速发展,区域内城市间客流快速增长,城际铁路对运输效率的要求也越来越高。移动闭塞和自动折返技术是信号系统提升铁路运输效率的重要发展方向,可有效缩短列车区间追踪间隔和折返站折返间隔,从而提高线路的运输能力和效率。目前,移动闭塞技术和自动折返尚未在城际铁路得到运用。根据移动闭塞和自动折返的技术现状,对既有珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统功能优化的可行性进行深入分析,提出了珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统实现移动闭塞和自动折返的列控系统总体架构。最后,重点介绍了CCS闭塞方式切换、行车许可计算、自动折返功能优化和折返流程等方面的工作原理。结果表明,在既有珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统改动较小的情况下实现移动闭塞和自动折返是可行的,对提升珠三角城际铁路线路运输效率具有重要意义。

摘要：在铁路5G专网快速发展的背景下,铁路网络信息安全关系到铁路运行安全等方面。但当前成熟的铁路网络安全设备多是针对可能存在的非法入侵、外网干预等外部安全隐患,对于内部使用不当或通信异常带来的安全问题,还未有系统性的检测方法。因此,提出一种可同时进行网络内外异常检测、集流量抓取和数据分析为一体的实时性较强的网络安全审计系统成为迫切需要。设计从网络安全审计的三大关键技术出发,分别对应本系统的数据采集、数据解析、流量识别三个模块,并说明系统在网络中部署的环境与位置。具体运用了eBPF技术抓取网络流量数据包,利用深度学习的数据预处理方法提取其中特征信息,并导入已训练好的ConvLSTM模型中进行预测,最终判断是否出现异常流量。通过两个数据集的实验验证并与传统算法进行对比,此网络安全审计系统针对外部攻击流量的预测准确率可以达到0.97,针对内部通信异常预测准确率为0.96,实现了对外部或内部因素导致的网络流量异常问题的监测与排查,以便快速反应采取进一步措施。针对5G-R场景进行的网络安全审计系统设计和研究可以为未来铁路面临的网络安全挑战提供技术支撑和帮助。

摘要：当前铁路客运场景下的遗失物品查找方法效率低下,影响了旅客的出行体验,给各车站的生产经营造成了困扰。为创新铁路客运场景下的遗失物品查找方式,在分析铁路客运遗失物品查找需求与难点的基础上,结合人脸识别以及深度学习的前沿技术成果,建立了一种基于图像搜索的遗失物品查找框架,设计了面向铁路客运场景的安检遗失物品查找方案以及非安检遗失物品查找方案。研究结果表明,该方法可进一步提高铁路客运运营的智能化水平,优化遗失物品的查找效率,在跨模态检索测试中有较高的检索精度,但在部分类别中的检索结果存在误差。基于研究结果,从算法改进与模型微调策略等方面进行了展望。

摘要：400 km/h的高速铁路技术储备研发可以推动我国高铁的科技创新。高速条件下的服务质量直接关系着业务性能的优劣,而CSD承载的列控业务和GPRS承载的调度命令信息传送业务均涉及列车的运行控制和运营指挥,会对高速列车的行车安全产生重要影响。目前,我国尚未有针对400 km/h的GSM-R系统服务质量参数的评价标准,为保障业务质量和行车安全,采集了不同速度下铁路GSM-R系统服务质量指标试验数据--最小可用接收电平、列控类电路数据和GPRS数据,通过数据分析和理论分析,对这3类指标的传输特性进行研究,得到铁路GSM-R系统在400 km/h的高速适应性结果。结果表明,对于高速铁路GSM-R系统,最小接收电平目前为-92 dBm,在380 km/h等级时需修改为-81 dBm,在400 km/h等级时需修改为-79 dBm;列控类电路数据和GPRS数据传输特性高速适应性较强,均已满足相关标准要求。研究结果为400 km/h的GSM-R系统关键技术参数的评价标准的制定奠定重要基础,为未来高速铁路下一步提速提供参考。

摘要：高速铁路列车运行图编制不仅要在图面上生成列车运行线,还要考虑客运需求、车底交路运用、车站股道运用等问题,影响因素众多,且各影响因素相关性较强,因而我国高速铁路列车运行图一直以来都采用人工铺画方式,缺少计算机一体化自动编制方法。为进一步提高高速铁路运行图编制效率,在借鉴人工编图经验的基础上,提出基于车底交路方案、列车结构方案及调整策略的高速铁路列车运行图一体化自动编制流程,同时生成列车时刻表、车底交路方案、车站股道运用方案。针对不易处理的列车运行图结构优化问题,设计微观站场进路占用策略与运行图优化编制模型,并以京沪高速铁路为例进行验证,用时48 h重新铺画运行图,各项指标与真实运行图相近,大幅减少了现有运行图编制模式对人力物力的消耗,为高速铁路列车运行图编制提供一种自动化的理论与技术支撑。

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。