摘要：地铁隧道断面轮廓参数测量过程中,需要对高速激光雷达点云进行高精度系统标定。特别是大场景隧道环境,对标定模板要求高,标定过程复杂,检测精度影响大。针对此问题,本论文提出了一种新颖的适用于地铁隧道轮廓点云的标定方法,并基于双激光雷达测量系统,进行了算法研究。本方法设计了专用的手推行便携式标定系统,利用由点云数据提取的标定板线特征,建立目标函数,通过混合了遗传算法和Levenberg-Marquardt算法的非线性优化方法,寻找全局最优解从而实现对激光雷达的标定。实验结果表明:本方法对于两侧钢轨顶轨的标定误差在±1.5 mm以内;静态测量精度X误差在±1 mm内、Y误差在±4 mm内;当采集系统以5 km/h的速度进行数据采集时,动态测量精度X误差在±4 mm内、Y误差在±6 mm内。本方法能够实现激光雷达的高精度标定,算法鲁棒性强,具有易操作、环境适应性强的特点。

摘要：高速铁路的高质量服务特性激发了大量不同类型旅客的多样化出行需求。当前铁路旅客列车开行数量日益增多,但提供的客运产品分类较少,列车谱系化特征不明显,难以适应旅客的多样性需求。设计具有显性差异特征的铁路客运产品,满足不同类型旅客在经济、快捷、方便、舒适等方面的异质性出行需求,实现铁路客流分类与产品分类的高效匹配,对新时代铁路旅客运输发展具有重要意义。结合当前我国高速铁路网列车开行结构现状,并考虑路网中各线路具有不同的资源、能力、客流特征,基于铁路客运产品谱系化思想和发展趋势,从列车停站模式、旅速、运距、频率几个维度将既有列车种类进一步拓展划分为11类谱系,分析多层次旅客对谱系列车的选择,运用整数规划并结合客流分配技术,构建决策各线路区段上从11类谱系中选择列车开行种类、范围和数量的列车谱系结构优化模型,达到客流类型与列车谱系结构之间的有效匹配。以我国部分高铁路网为例开展案例研究,研究结果表明:优化后的列车开行结构明显改善,各高铁线路上列车谱系结构差异化分布特征明显;不同层次客流旅速、列车谱系和客流层次对应、列车客座率、“车-流”运距比等指标均表现出较好的“车-流”匹配效果。在高铁列车大规模成网运营条件下,研究结果可为设计具有谱系特征的列车产品提供方法和技术指导。

摘要：新一代信息技术的发展给出行方式带来了巨大变化,旅客对出行服务提出了更高的要求。智慧出行服务有望利用数据信息分析与处理技术提升服务质量,但目前还存在数据标准不一、数据治理平台尚无、数据共享困难等难题。以高速铁路旅客服务为中心,贯穿出行前与售后、枢纽乘降与接驳和列车在途3个阶段,梳理旅客出行全过程的相关数据;以出行数据全生命周期管理为主线,从数据汇集、存储、治理、共享、应用与安全6个方面,设计高速铁路旅客智慧出行服务数据体系框架,并提出高速铁路旅客出行服务数据标准体系的建设思路,以期发挥高速铁路旅客智慧出行数据体系的数据价值,为智慧出行服务和运营管理发展提供理论依据。

摘要：我国高速铁路网中多列车之间在多车站进行接续时的关系灵活且复杂,为有效提升旅客中转服务质量,先构建列车运行图接续方案优化的整数规划模型,调整既有运行图中列车的停站方案和运行时刻,优化列车接续的时间、频率和方式;再根据问题特点,在线性化模型的基础上设计遗传算法,将列车停站和运行时刻的循环迭代决策纳入遗传算法框架,提高模型求解效率;最后依托“二横二纵”主干路网构建大规模计算案例,验证方法的有效性。结果表明:与实际列车接续方案相比,优化后列车之间的接续时间平均缩短11 min,接续频率总计提高1109次,共53组列车接续由异站改善为同站,74.94%的客流OD中转服务质量得到不同程度提升;客流OD中的换乘需求越多,中转服务质量提升幅度越大,列车接续服务资源对不同OD间客流需求的匹配度更好。该方法能够在较小幅度调整既有运行图的前提下,获得列车接续方案较大幅度的质量提升。

摘要：随着列车运行控制模式车载自主化、系统智能化发展需求的不断深化,新型列车运行控制系统的设计与运用对列车测速定位自主性、可信性的需求愈发显著。全球导航卫星系统因其具备覆盖范围广、定位精度高、全天候等优势,成为新型列车控制系统实施列车自主定位的重要发展应用方向。卫星导航系统存在显著脆弱性,来自铁路沿线运行环境的干扰会对列车定位感知性能形成严重威胁,因此,准确、及时检测并识别干扰的发生是实施有效防护并确保列车运行安全的关键。欺骗式干扰通过信号转发或者定制生成虚假卫星信号信息,可诱骗接收机终端使其解算出错误的定位结果,具有复杂性、隐蔽性和危害性,对特定设备的影响极大。基于此,研究并提出一种列车卫星定位欺骗干扰检测方法。首先,分析列车卫星定位面临的欺骗干扰特征;其次,提取对欺骗干扰敏感的观测量构建典型特征量;然后,设计包括样本集构建、离线模型训练、在线检测识别等环节的欺骗干扰检测总体方案,提出基于布谷鸟搜索算法改进BP神经网络的卫星定位欺骗干扰检测模型构建方法;最后,搭建列车卫星定位欺骗干扰测试环境,采用多种观测信息及特征实施干扰样本的CS-BP模型训练并将其用于识别特定形式欺骗干扰的存在与特征,结合不同类型欺骗干扰注入测试对所提出检测方法的性能进行验证与对比。研究结果表明:布谷鸟搜索策略能够扩大搜索范围,跳出局部最优并实现快速迭代收敛,且收敛寻优性能受参数条件影响较小;基于布谷鸟搜索改进BP神经网络的建模方法相对常规地图匹配残差门限检测及代表性机器学习方法具有更优建模性能,对不同种类卫星定位欺骗干扰模式的检测准确率更为稳定,在时间敏感度、精确度、F1分数等方面更具优势。研究成果对列车卫星定位及其应用的欺骗干扰检测与干扰防护具有重要支撑意义,可为新型列控系统中卫星定位感知技术的可信应用提供有效途径,能够减少设置应答器、轨道电路等轨旁设备,有效降低建设及维护成本,有效提升车载设备应对复杂定位观测环境的自主性、灵活性及安全性。

摘要：智能驾驶等智能交通服务对时延要求高,在车辆本身算力不足的情况下,车辆需要周围车辆和路旁边缘计算单元帮助其一起完成任务的计算处理.本文在既有车联网边缘计算卸载策略基础上,考虑了蜂窝车联网系统5G-NR接口与PC-5接口链路的特征差异,提出了一种基于Q学习的PC-5/Uu接口联合边缘计算卸载策略.在对蜂窝车联网PC-5链路传输成功率进行建模的基础上,推导了PC-5链路的传输速率表征方法.以最小化蜂窝车联网任务处理时延为目标,以任务车辆发射功率与边缘计算车辆的计算能量损耗为约束,构建了系统时延最小化的有约束马尔科夫决策过程.通过拉格朗日方法,将有约束马尔科夫决策过程问题转化为一个等价的极小极大的无约束马尔科夫决策过程,引入Q学习设计卸载策略,进而提出基于Q学习的蜂窝车联网边缘计算系统卸载策略.仿真结果表明,与其他基线方案相比,本文提出的算法可以降低系统时延27.3%以上.

摘要：准确认知高速列车的结构载荷来源是开展疲劳可靠性设计的基础,本文聚焦于厘清高速列车转向架结构载荷中来自轮轨激励与气动作用的分量贡献.首先通过气动-多体动力学耦合计算,得到了单列车明线运行和单列车通过隧道工况不同外载作用下的高速列车转向架结构载荷,进而通过计算不同外载作用下的结构载荷特征差异分析了外部载荷等因素对结构载荷特征的影响.研究表明来自轮轨的激励是决定转向架结构载荷幅值的主因,而气动载荷是引起结构载荷均值变化的关键.本文进一步通过信号分析理论中的时域贡献网络求解方法量化了不同载荷来源对结构载荷的分量贡献,发现轮轨激励在明线和隧道工况下都是转向架结构载荷的主要分量贡献;同时也注意到隧道工况下,气动载荷对结构载荷的贡献显著上升.本文厘清了不同载荷来源在两种工况下对结构载荷的影响,相关结论可为高速列车关键结构的抗疲劳设计提供依据.

摘要：周期化运行图列车开行模式指“相同种类的列车以固定周期间隔到达、出发或通过运行途中各车站”的模式,目前中国高速铁路除部分线路开行少量带有周期性质的整点大站停列车外,周期模式的应用尚处于起步阶段,缺乏针对周期模式优化设计的定量研究。旨在根据各线路运营条件和客流特点,研究合理设定周期长度和周期化水平的方法。建立整数线性规划模型求解基于不同周期长度的列车开行方案,以最少的列车方案线数量为最多的客流OD提供直达服务,提出周期化水平、客流直达率、换乘时间等周期模式评价指标的计算方法,对沪宁城际铁路及京沪高速铁路开展实例研究,验证模型的有效性。为有效解决周期模式特别是关键参数周期长度的定量优化提供了方法。

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：随着高速铁路旅客出行需求的个性化发展,编制考虑旅客的出行时刻、旅行时间和票价等多维出行需求的动态开行方案,成为提高铁路服务水平的有效方法。首先,考虑客流分配与旅客出行选择行为的相互影响关系,构建动态列车开行方案时空网络;其次,将旅客选择概率嵌入目标函数,构建以系统最优为目标的非线性整数规划模型,设计模拟退火算法进行求解;最后,以京兰通道北京北—呼和浩特东站之间动态列车开行方案为案例,验证模型和算法的有效性。结果表明,在满足旅客多维出行需求的同时,动态开行方案可以使列车开行数量减少6.67%,列车停站总数减少14.94%,有效降低高速铁路运营成本。