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基于站间协同的智能调度系统设计及关键技术

中国铁路 2024年第7期 172-178,187页

作者：赵宏涛曹桢郑勇刘文顺张志强周晓昭中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司北京华铁信息技术有限公司北京100081 中国铁路北京局集团有限公司计划统计部北京100860 中国铁路北京局集团有限公司电务部北京100860 中国铁路成都局集团有限公司成都电务维修段四川成都610000

围绕基于站间协同的智能调度系统开展研究,探讨调度系统在数据服务驱动下的安全与智能发展趋势。京张高铁等线路的开通运营,标志着智能调度系统夯实数据安全保障机制,形成统一数据平台,顺利完成第1阶段工作。智能调度系统下一阶段需在... 详细信息

围绕基于站间协同的智能调度系统开展研究,探讨调度系统在数据服务驱动下的安全与智能发展趋势。京张高铁等线路的开通运营,标志着智能调度系统夯实数据安全保障机制,形成统一数据平台,顺利完成第1阶段工作。智能调度系统下一阶段需在数据效力利用、跨站协同安全防护及迭代学习能力开发等方面持续增强。总结分析既有系统不足,立足实际需求,引入虚拟协同区域概念,依托中心功能服务器的数据、服务和资源支持,设计基于站间协同的行车安全卡控方案;系统运用大数据和智能技术,实现了安全策略和调优规则的动态管理,有效促进了信息共享下的数据挖掘和区域感知下的安全决策。该研究成果不仅丰富了相关理论,也为铁路运输的安全化和智能化发展提供有益参考。

关键词：智能高铁智能调度系统 CTC 站间协同虚拟协同区域车站自律机安全防护

免疫遗传算法在高速铁路列车运行调整中的应用研究

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免疫遗传算法在高速铁路列车运行调整中的应用研究

作者：周晓昭北京交通大学

学位级别：硕士

在高速铁路的生产运营中,列车运行是一个复杂而又重要的环节,要利用多种铁路设备,与相关部门、工种、作业之间相互协调配合以保障行车安全和提高运输效率。列车运行图是铁路行车组织的基础,更是一项技术性的铁路运输综合作业计划。列车... 详细信息

在高速铁路的生产运营中,列车运行是一个复杂而又重要的环节,要利用多种铁路设备,与相关部门、工种、作业之间相互协调配合以保障行车安全和提高运输效率。列车运行图是铁路行车组织的基础,更是一项技术性的铁路运输综合作业计划。列车运行图的编制需要考虑多方面要素。正常情况下,列车是严格按图行车的,调度员监督列车运行状态,然而在实际的列车运行中,不可避免地会受到一些因素的影响,造成运行图紊乱。列车运行调整就是指当列车实际的运行状态偏离了基本图时,通过有效地调整列车运行线,合理地确定列车运行时刻,尽快使列车恢复或接近基本图运行。列车运行调整是铁路列车调度指挥工作的重要内容,是提高铁路运输效率和改善运输服务质量的保障。以高速度、高密度、高正点率为特点的高速铁路系统,对传统的列车运行调整提出了新的挑战。本文针对列车运行调整这一实时、多约束条件、多目标大规模组合优化问题,结合高速铁路列车运行的特点,主要从以下几个方面对高速铁路列车运行调整问题进行研究：首先,阐述列车运行调整的研究背景与意义及国内外的研究现状。详细分析了高速铁路列车运行调整问题,包括高速铁路列车运行调整的原因及特性、高速铁路列车调整原则与方法及列车运行调整计划实现的过程。再次,介绍遗传算法与人工免疫算法,提出一种将人工免疫算法与遗传算法相结合的免疫遗传算法,并建立高速铁路列车运行调整的模型。采用免疫遗传算法对此模型进行求解。最后,以津秦高铁为背景构造了实例,并在matlab2012a仿真环境下编制高速铁路列车运行调整的免疫遗传算法,对实例进行了求解,并对仿真结果进行分析,验证了模型和算法的可行性。结果表明,免疫遗传算法的引入能够降低高速铁路列车运行调整模型求解过程的盲目性,指导个体向更优的方向发展,能够避免一般进化算法可能遇到的退化现象,更有利于提升算法的效率,加快收敛,同时保持多样性,提高全局搜索能力,避免陷入局部最优,造成早熟收敛。该算法能够为高速铁路列车运行调整的优化提供了一种新方法。

关键词：列车运行调整免疫遗传算法高速铁路优化

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基础设施公募REITs治理结构及机制研究

基础设施公募REITs治理结构及机制研究

作者：周晓昭首都经济贸易大学

学位级别：硕士

基础设施公募REITs(Real Estate Investment Trusts,国内一般译为不动产投资信托基金)是一种创新的金融工具,它的引入,意义重大,既可以让企业沉淀的基础设施类资产流动起来,从而快速获取增量投资资金;又可以增加一类居民可投资的金融资... 详细信息

基础设施公募REITs(Real Estate Investment Trusts,国内一般译为不动产投资信托基金)是一种创新的金融工具,它的引入,意义重大,既可以让企业沉淀的基础设施类资产流动起来,从而快速获取增量投资资金;又可以增加一类居民可投资的金融资产,让理财标的范围进一步拓展。受限于房地产政策收紧,国内监管部门综合权衡,率先将基础设施领域作为试点标的,推出公募REITs业务。参照资产证券化(以下简称ABS)业务与公募基金业务的法规逻辑,中国证券监督管理委员会(以下简称中国证监会)发布公募REITs试点业务规则,即《公募基础设施基金指引(试行)》,规则明确了基础设施公募REITs将采用“公募基金+ABS+项目公司+基础资产”的架构路径。公募REITs持续扩容对于破解当前国内投资增速放缓的难题具有关键作用,稳定有效的治理结构与机制安排是其健康发展的重要保障。本文分析了境外有代表性的美国、日本主流“公司型”REITs产品及澳大利亚、新加坡“契约型”REITs产品的发展情况、参与主体、职能安排及运作框架结构;然后对基础设施公募REITs试点产品的结构情况及运作机制进行归纳,在对比中外差距的基础上,利用委托代理理论等公司治理学的有关理论知识对国内公募REITs发展的不足与问题进行分析,为有效降低公募REITs的不同代理成本提供理论基础。国内目前推出的基础设施REITs试点业务虽然是在遵循当前国内法律、税收制度环境下的相对较优的业务开展方案,但因业务结构层级较多,委托代理关系复杂,不可避免的存在代理成本较高、治理难度较大的问题,且各层级受托人及经理层均存在道德风险和逆向选择的可能,值得引起关注,基于此本文综合国内外经验提出了中国公募REITs产品的一般范式,并明确了模式概况及运行机制安排;通过学习美国REITs市场经验我们发现国内基础设施REITs监管机制的构建上仍有待完善,比如投资者关系维护层面,有必要进一步吸收先进经验,构建自律组织参与的固定机制来弥补现有机制体系的弱点;另外当前阶段,社会各界对于REITs这一新生事物的焦点仍旧是在金融产品本身上,而对于基础设施底层用户等利益相关者的利益关注度不够,有必要在兼顾经济效益与社会效益的平衡上做深入研究。最后本文对国内公募REITs的治理结构与机制提出简化科层结构、发挥REITs持有人大会的作用、设置激励相容的收费机制、强化投资者保护机制以及加强对底层用户等利益相关者利益诉求的关注度等优化建议。

关键词：金融创新委托-代理 REITs 治理结构

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考虑动车组接续的列车运行图智能调整方法

铁道学报 2018年第8期40卷 19-27,51页

作者：周晓昭张琦许伟王涛宋鹏飞中国铁道科学研究院北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081

为提高列车晚点情况下高速铁路调度指挥系统应急处置的效率,实现列车运行图智能调整,本文结合具有大量始发终到作业车站所在的调度区段动车组接续的特点,建立考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型,采用基于改进的和声搜索算... 详细信息

为提高列车晚点情况下高速铁路调度指挥系统应急处置的效率,实现列车运行图智能调整,本文结合具有大量始发终到作业车站所在的调度区段动车组接续的特点,建立考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型,采用基于改进的和声搜索算法对所建立的模型进行求解。以京津城际延伸线(天津站至于家堡站)实际应用情况构造仿真实例,对4种模拟运行干扰场景下的列车运行图实时调整方案进行求解。仿真结果表明考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型及所采用的求解算法,能够减小晚点时间并抑制晚点传播,具有可行性和有效性。

关键词：高速铁路列车运行调整动车组接续智能调整和声搜索算法

不同限速下基于随机森林的列车区间运行时分预测研究

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铁道运输与经济 2018年第2期40卷 18-23,54页

作者：周晓昭张琦许伟中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081

在列车运行区段设置限速的情况下,列车不能按照既定的速度按图行车,此时需要合理有效地对列车运行计划进行及时调整,以保障列车运行安全、提高运输效率,而不同限速条件下有效预测列车在区间的运行时分是实现列车运行计划智能调整的重要... 详细信息

在列车运行区段设置限速的情况下,列车不能按照既定的速度按图行车,此时需要合理有效地对列车运行计划进行及时调整,以保障列车运行安全、提高运输效率,而不同限速条件下有效预测列车在区间的运行时分是实现列车运行计划智能调整的重要基础。在阐述随机森林算法原理的基础上,结合列车区间运行时分的影响因素,构建基于随机森林的区间运行时分预测模型,预测不同限速条件下列车在区间的运行时分。最后采用中国铁路成都局集团有限公司管内贵广高铁台实际行车数据进行算例验证。试验结果表明,基于随机森林的列车区间运行时分预测模型具有可行性和有效性。

关键词：铁路运输区间运行时分预测模型随机森林集成学习机器学习

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基于图数据模型的智能调度集中系统研究

铁道标准设计 2023年

作者：赵宏涛王振东周晓昭齐威曹桢北京华铁信息技术有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所

智能调度集中系统是高速铁路行车指挥控制的核心。针对既有系统关系型数据模型在大数据背景下存在的数据处理性能和业务表达技术瓶颈，并统筹考虑系统数据多元化和操作智能化需求，设计基于图数据模型的智能调度集中系统。首先分析图数... 详细信息

智能调度集中系统是高速铁路行车指挥控制的核心。针对既有系统关系型数据模型在大数据背景下存在的数据处理性能和业务表达技术瓶颈，并统筹考虑系统数据多元化和操作智能化需求，设计基于图数据模型的智能调度集中系统。首先分析图数据模型与智能调度集中系统的适配性问题，给出图数据模型形式化描述；其次构建包含原生图存储结构的数据层、向上提供数据解耦的适配层以及完成调度主业的业务层的三层系统架构；然后根据行车运输业务中的图数据节点约束要求，明确模型中节点、边以及两者之间关系；最后利用图数据库免索引连接机制，制定保证数据关联分析和检索能力的底层数据多联存储方案。仿真实验表明，相对关系型数据模型，基于图数据模型的智能调度集中系统数据设计方案在不显著增加启动阶段和计算波谷阶段运行压力的前提下，获得理论分析环境中10倍以上的计算波峰阶段路径查询性能提升以及模拟环境典型场景下80%以上计算量减少的效果；此外，路径检索遍历独立于图数据规模，在涉及深链查询场景下，关联跳数越多，图数据模型的性能优势越显著。研究成果为智能调度大数据的检索、处理、融合、挖掘以及业务驱动提供设计参考和技术支持。

关键词：高速铁路调度集中系统系统架构图数据模型边节点

基于滚动时域优化的高速铁路车站到发线动态调整研究

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铁道运输与经济 2021年第2期43卷 96-102页

作者：任禹谋张琦袁志明周晓昭中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081

高速铁路车站到发线动态调整是调度指挥工作的重点之一,具有复杂多变、实时性强的特点,亟需实现到发线调整的自动化和智能化。阐述高速铁路车站到发线动态调整问题本质,引入滚动时域调度策略,建立高速铁路车站到发线动态调整模型。该模... 详细信息

高速铁路车站到发线动态调整是调度指挥工作的重点之一,具有复杂多变、实时性强的特点,亟需实现到发线调整的自动化和智能化。阐述高速铁路车站到发线动态调整问题本质,引入滚动时域调度策略,建立高速铁路车站到发线动态调整模型。该模型为以列车晚点总时长最小为目标的0-1整数规划模型,采用遗传算法求解。以某高速铁路车站为例,根据列车运行图中列车到发时刻和晚点信息进行计算。研究结果表明:该模型可以有效提高到发线调整的实时性,保障列车在车站内稳定运行,为高速铁路车站智能调度提供了研究支持。

关键词：铁路运输到发线动态调整整数规划遗传算法滚动时域优化

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基于智能CTC的高铁列调工作评价方法研究

基于智能CTC的高铁列调工作评价方法研究

第十五届中国智能交通年会

作者：周晓昭张琦王涛中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所国家铁路智能运输系统工程技术研究中心

高速铁路列车调度员是高速铁路调度区段的指挥者,其工作能力直接影响着高速铁路运输组织效率和列车安全运行水平。针对高速铁路列车调度员的日常工作职责,从运行图、调度命令、施工管理和应急处置四个方面构建具有24项评价指标的高速铁... 详细信息

高速铁路列车调度员是高速铁路调度区段的指挥者,其工作能力直接影响着高速铁路运输组织效率和列车安全运行水平。针对高速铁路列车调度员的日常工作职责,从运行图、调度命令、施工管理和应急处置四个方面构建具有24项评价指标的高速铁路列车调度员的工作评价体系,运用专家法和熵值法确定评价指标的主客观权重值,构建最优化模型求解综合权重值。最后以京张高铁调度区段的实际运输组织情况为背景构造算例,验证基于智能CTC系统构建的高速铁路列车调度员工作综合评价体系及评价方法的有效性和实用性。

关键词：高速铁路智能调度列车调度员评价方法

来源： cnki会议评论

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多系统数据融合的智能调度集中系统方案研究

铁道标准设计 2021年第5期65卷 168-172页

作者：宋鹏飞赵宏涛王涛周晓昭中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

智能调度集中系统,是既有调度集中系统(CTC)引入“智能化”理念的升级。为了更好地开展智能CTC,提出多数据融合的智能CTC整体方案,对智能CTC1.0系统的功能及特征进行描述,明确智能CTC1.0需具备智能调整、多数据融合、列车安全卡控多样... 详细信息

智能调度集中系统,是既有调度集中系统(CTC)引入“智能化”理念的升级。为了更好地开展智能CTC,提出多数据融合的智能CTC整体方案,对智能CTC1.0系统的功能及特征进行描述,明确智能CTC1.0需具备智能调整、多数据融合、列车安全卡控多样化等特征,讨论CTC对外与多系统数据融合的框架结构及数据融合处理原则,设计多调度区段下的智能调整策略结构,对数据融合的信息按分类和用途进行科学地划分。通过京张高铁的成功应用表明:多系统数据融合的智能CTC整体方案结构基本满足现场的需求;融合了其他系统数据的智能CTC系统,可提高运输调度指挥的效率和安全性;跨台智能调整策略、新接口数据融合挖掘处理方面是下一步智能CTC的提升方向。

关键词：智能调度集中多系统接口数据融合功能定义总体方案京张高铁