摘要：在国家提出产业数字化转型以及城市轨道交通数字化发展的宏观背景下,文章聚焦于多层级运营管理模式下的城市轨道交通数字化平台设计研究,依托多年实践经验,深入探索并实施数字化平台的设计方案。该平台整体框架由1张感知网、3个核心平台及6大重点应用领域构成,逻辑功能架构实现系统目标层、全局管理层、项目管理层、支撑平台层、生产层与感知层之间的紧密协作与高效联动,形成“1+N”群集大脑为支撑的物理分布式架构。为验证数字化平台设计的可行性和合理性,以现有运营中的数字化平台原型为基础,结合台州和锡澄线路的实际应用案例进行实践检验,充分展示其在提升城市轨道交通运营效率和管理水平方面的显著成效。

摘要：针对既有铁路防灾监测系统灾害情景预测能力低、主动防控水平差,以及灾害风险发生、发展、演化的路径和应对策略效能评估能力不足等问题,采用数字孪生和基于模型的系统工程(MBSE)技术重新设计铁路防灾监测仿真推演系统架构,采用系统建模语言(SysML)定义系统需求分析、功能架构、逻辑架构和物理架构;研制集铁路环境情景数据采集、孪生监控、情景仿真、情景推演、情景应对、数据资源管理等功能为一体的铁路防灾监测仿真推演系统。结果表明:提出的基于数字孪生和MBSE的铁路防灾监测仿真推演系统可提供新的灾害在线推演预测能力,从根本上改变响应式的灾害防控模式,可为铁路防灾监测系统的数字化转型及预测性主动防控升级提供重要的架构指导和技术支撑。

摘要：为了得到自动驾驶汽车(CAV)与人工驾驶汽车(HDV)并存条件下最优道路收费方案,针对CAV在道路上的通行能力,特别是对道路容量产生的影响进行量化分析,获得道路容量与HDV流量和CAV流量之间的非线性关系。然后,对传统的美国公路局路阻函数进行改进,并基于改进后的路阻函数,建立系统最优(systemoptimal,SO)流量分配模型,对不同CAV占比条件下和不同HDV与CAV安全车距比值条件下的交通流进行系统最优分配。采用Frank-Wolfe算法,对SO模型进行求解,并考虑因HDV而产生的额外道路出行成本对不同条件下系统最优分配结果的差异性进行比较。基于最优收费理论,针对不同规模道路网制定相应的收费方案。最后,将模型与算法应用到Nguyen-Dupuis交通网络中。结果表明,在HDV与CAV并存条件下,以系统最优分配结果下的边际成本进行收费是道路交通系统最优拥堵收费方案,可作为HDV与CAV并存条件下道路收费方案设计的依据。

摘要：列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李亚普洛夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,并且引入指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效地消除了控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性,且提高了列车运行控制系统性能。

摘要：为实现公共空间人群快速引导疏散,优化设计疏散引导标志系统布局。基于行人和标志尺寸,较为精确地提取引导需求和标志可安装位置,建立基于安全经济原则的疏散引导标志系统布局优化设计模型。通过分析影响行人认知的主要因素,包括障碍物、视野、字体尺寸以及方向决策行为,构建基于感知域-识别域-决策域融合的行人与标志交互模型。为求解和验证模型的有效性,提出基于安装角度离散化的模型求解算法,建立考虑行人与标志交互的疏散仿真模型,并采用仿真分析和模型比较验证交互模型。研究结果表明:由于模型更全面地考虑行人与标志交互影响因素,能够提供包含最优数量、安装位置、安装角度以及字体大小等信息的疏散标志布局方案,并且该方案可提升人群疏散效率和稳定性;通过敏感性分析评估标志字体尺寸和行人疏散跟随概率对疏散标志最优数量的影响。

摘要：保障虚拟编组平稳追踪运行的关键问题是实现对列车运行状态的精准预测。针对列车运行过程多变的特点,提出基于融合注意力机制的卷积双向长短期记忆神经网络(ATT-CNN-BiLSTM)的时空轨迹预测方法。针对列车历史运行数据中非正常运行场景稀少产生的数据非均衡问题,利用卷积神经网络和双向长短期记忆网络提取列车运行数据维度之间的特征关联,并增加注意力机制提升泛化能力。同时引入运行时验证方法在线监控预测结果,降低由预测错误造成的行车风险。以成都地铁8号线真实数据为例进行实验,设计5种评价指标,通过基线模型与消融实验对所提ATT-CNN-BiLSTM进行评价,该模型对于异常场景的预测误差至少减小9.626%。

摘要：针对城轨列控系统面临的信息安全风险日益突出的问题,提出基于人工免疫系统的态势评估(AISSA)方法,即利用城轨列控系统数据特性,设计检测器成熟机制和攻击检测方法,实时感知城轨列控系统遭受的网络攻击;设计检测器克隆和变异机制,进一步丰富检测器种群,提高城轨列控系统感知网络攻击的能力;仿真试验模拟城轨列控系统遭受不同强度身份认证拒绝服务攻击和TCP拒绝服务攻击,采用AIS-SA方法感知网络攻击并实时量化系统的安全态势。结果表明:AIS-SA方法感知网络攻击的能力较强,当检测器进化至25代时,对身份认证拒绝服务攻击的检测率为96.81%、误报率为0.25%,对TCP拒绝服务攻击的检测率为98.46%、误报率为1.32%,与其他方法相比检测率较高且误报率较低;此外,AIS-SA方法能表征不同攻击强度下城轨列控系统安全态势,当攻击强度增大时实时态势量化值升高,反之减小;仿真结果验证了AIS-SA方法的有效性和准确性。

摘要：针对旅客个性化出行需求和机场快速疏解要求,在对陆侧交通各出行方式固定分配的基础上,提出了一种基于二次诱导的群体空港旅客出行推荐方法,为定制化旅客服务提供算法支撑;基于旅客原始数据,结合粗糙集理论进行特征属性的知识约简,提高算法性能;运用改进贝叶斯分类算法进行基于旅客独立特征概率计算的出行方式推荐度量化,生成基于一次诱导的旅客出行推荐序列;面向机场陆侧各出行方式运力固定分配的约束,将旅客出行推荐序列输入基于改进非支配排序遗传算法(NSGA-II)的旅客二次诱导出行推荐模型中,进行运力与旅客流的深度匹配,对旅客出行推荐结果进行再次优化;基于普适性原则,使用小规模(100人次)和大规模(1000人次)旅客样本进行模型验证。分析结果表明:在不同规模旅客流输入情况下均能得到良好结果,小规模样本下旅客出行方式推荐正确率为77.41%,大规模样本下旅客出行方式推荐正确率为79.62%;经过二次诱导后,旅客流出行推荐分布与运力间的匹配度相比真实出行以及一次诱导分布皆有巨大提升。在旅客流与运力高度匹配的基础上实现了旅客出行偏好需求,算法性能良好,为改善枢纽机场客流疏解能力提供了一种切实可行的方法。

摘要：城际铁路具有公交化运营特征,在始发终到站接发的列车以折返列车为主。为控制车站占地规模,且充分利用城际铁路车站通过能力,亟需研究不同折返方式下的城际铁路车站通过能力利用情况。将列车在站办理的各项作业抽象为“走行”和“停留”2类,将一组连续的“走行—停留—走行”过程抽象为一个“作业序列”,采用“作业序列”这一概念对列车站前折返或站后折返作业过程进行描述。基于车站通过能力计算的图解法原理,构建城际铁路车站通过能力利用分析模型,对车站作业计划进行压缩,模型求得的最优解表示当前数量列车作业占用车站设备时间最小的方案,将求得的最小占用时间与实际运营时间作比较计算车站通过能力利用率。考虑不同折返列车组合和不同车站间隔时间,设计实验识别车站能力瓶颈所在位置。案例分析结果表明,按照现行车站间隔时间标准,当折返列车只采用站前折返方式时,站前折返列车上升至占全部接发列车数量的48.5%时,车站能力瓶颈将由道岔组转移至到发线;当折返列车同时采用站前折返和站后折返方式时,保持折返列车数量不变,站后折返列车上升至占折返列车总数的50%时,车站能力瓶颈将由到发线转移至站后折返线。上述研究结果可为具备折返条件的车站在站场布局、折返设备布置及折返方式选择等方面提供参考依据。

摘要：印刷机轮系是印刷机的重要组成部件,印刷机轮系的状态监测对于保障印刷品质量、设备安全具有重要意义。为解决印刷机内部无线状态监测系统的能源和续航问题,本研究提出了一种基于自供电技术的面向无线无源印刷机状态监测的能量收集方法,通过电磁式能量收集装置采集印刷机轮系的旋转机械能量,维持印刷机内部低功耗无线无源状态监测系统的数据获取。首先,调研了现代高速印刷机正常运转下轮系的转速特点;其次,设计了能量收集装置;之后,根据理论分析与有限元仿真结果,对装置结构进行了改进;最后,制作样机进行测试,并将仿真结果与实验结果相比较,验证了该能量收集方法的有效性。经实验验证,在1000r/m转速下,当外部负载电阻为50Ω时,该能量收集装置最大输出功率可达275.28mW。同时,该装置的电压与转速呈现良好的线性关系,证明其还具备作为转速监测传感器的潜力。