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预防性工间休策略应对铁路运输岗位疲劳作业的研究

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：王健邢科家王玺中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所中国铁道科学研究院

为减少铁路行车指挥岗位的疲劳作业时间，降低由人员疲劳引发运输生产事故的风险，在分析岗位疲劳原理的基础上，研究预防岗位疲劳作业的工间休策略。以“应对性工间休策略”为参照，提出一种“预防性工间休策略”，用随机过程描述岗位... 详细信息

为减少铁路行车指挥岗位的疲劳作业时间，降低由人员疲劳引发运输生产事故的风险，在分析岗位疲劳原理的基础上，研究预防岗位疲劳作业的工间休策略。以“应对性工间休策略”为参照，提出一种“预防性工间休策略”，用随机过程描述岗位人员的疲劳发展，以有值班干部替班的2岗位作业系统为对象构建马尔科夫模型。在阐述工间休策略的基础上对模型进行设计，并说明模型的工作原理及计算方法。以作业系统稳态和瞬态下的疲劳作业概率(Pfo)、值班干部替班概率(Pdcs)为评价指标，通过计算指出“预防性工间休策略”的优缺点并对策略进行调整，对比分析“应对性工间休策略”、“预防性工间休策略”和“调整的预防性工间休策略”应对岗位人员疲劳作业的效果。研究结果表明：相对“应对性工间休策略”，“预防性工间休策略”可显著降低岗位人员的疲劳作业概率，Pfo降低的同时Pdcs升高。“调整的预防性工间休策略”的Pfo优于“应对性工间休策略”，且收敛速度优于“预防性工间休策略”。提出的“预防性工间休策略”适用于优先考虑最大程度减少疲劳作业时间的情况，“调整的预防性工间休策略”适用于优先考虑替班成本的情况，可根据考量因素选择不同策略，为应对铁路运输岗位疲劳作业提供参考。

关键词：铁路安全运输岗位疲劳作业替班马尔科夫链

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基于云计算的联锁系统发展探讨

铁道运输与经济 2024年第1期46卷 74-82页

作者：何志彬邢科家梁志国魏东冬孔嘉铖白帅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

作为面向未来铁路信号系统的一种发展趋势,将云平台应用到联锁系统中有助于建设现代化铁路。通过对国内外铁路信号安全相关系统中应用云计算的相关研究概况进行调研,在深入分析将云计算引入铁路信号安全相关系统中不同方案架构的技术特... 详细信息

作为面向未来铁路信号系统的一种发展趋势,将云平台应用到联锁系统中有助于建设现代化铁路。通过对国内外铁路信号安全相关系统中应用云计算的相关研究概况进行调研,在深入分析将云计算引入铁路信号安全相关系统中不同方案架构的技术特点基础上,针对铁路信号系统现代化的应用场景和需求,研究基于云计算的联锁系统功能,提出将云计算引入联锁系统发展的实现思路,并从高安全平台架构设计、软件监视技术、时钟同步技术、同步表决技术和系统防御技术等关键技术角度,探讨基于云计算的联锁系统面临的挑战,分析基于云计算的联锁系统发展趋势。对基于云计算的联锁系统发展面临的挑战给出相应的应对措施,为基于云计算的联锁系统发展提供参考。

关键词：云计算联锁系统安全平台同步表决时钟同步

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高速铁路信号云联锁系统数据容错技术研究

铁道科学与工程学报 2023年

作者：何志彬邢科家张宏扬魏东冬孔嘉铖中国铁道科学研究院中国铁道科学研究院通信信号研究所

为适应铁路信号系统的数字化发展需求，将云计算技术引入铁路信号联锁系统（云联锁），有助于为联锁系统提供更高的灵活性、可扩展性和计算性能。目前，研究如何确保云联锁系统的安全性问题极具挑战性。为解决目前商用云计算平台尚不能... 详细信息

为适应铁路信号系统的数字化发展需求，将云计算技术引入铁路信号联锁系统（云联锁），有助于为联锁系统提供更高的灵活性、可扩展性和计算性能。目前，研究如何确保云联锁系统的安全性问题极具挑战性。为解决目前商用云计算平台尚不能提供满足铁路信号系统安全苛求等方面的技术保障措施。针对云联锁系统的安全性，提出一种用于云联锁系统的数据容错恢复方案，确保云平台可以运行联锁应用，并保障云联锁功能的安全性和正确性。首先，对既有的计算机联锁系统的安全措施和目前针对云平台的安全技术手段进行分析，研究云联锁系统的安全保障措施的难点。提出一种云联锁系统结构，分析进路控制过程，探索适合于针对云联锁的监控方法；然后，根据进路控制过程，使用特征编码方法对联锁进路和输入信息进行编码；其次，运用基于矩阵算法的容错技术，检测联锁运算数据错误，通过监控软件的运行行为来检测云联锁系统潜在的设计缺陷和计算错误等；接着，对多节点的联锁运算故障进行分析，提出针对云联锁可能发生的多重故障的故障恢复方案，并对采取的措施进行详细分析；最后，通过平均危险失效概率定量计算分析云平台的安全性。研究结果表明：与传统技术相比提出的监控方案具备更高的安全性能。研究结果为进一步研究类似的高安全铁路信号系统、铁路信号系统数字化和信息化研究提供参考。

关键词：铁路信号联锁云计算基于算法的容错数据恢复安全

基于列车安全包络延伸的全自动运行系统跳跃锁闭方案研究

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铁道标准设计 2022年第7期66卷 155-160页

作者：黎晨光邢科家王俊高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

在城市轨道交通全自动运行系统中,列车进站停车对标不准后,需要采取跳跃停车功能实现自动调整对准的目的,跳跃锁闭是保证跳跃停车安全和效率的重要手段。现有跳跃锁闭方案通过联锁系统对已出清区段进行重新锁闭的方式来实现,存在效率低... 详细信息

在城市轨道交通全自动运行系统中,列车进站停车对标不准后,需要采取跳跃停车功能实现自动调整对准的目的,跳跃锁闭是保证跳跃停车安全和效率的重要手段。现有跳跃锁闭方案通过联锁系统对已出清区段进行重新锁闭的方式来实现,存在效率低下、实施场景受限等缺点。提出一种新的跳跃锁闭方案对现有方案进行优化,通过列车安全包络的延伸实现跳跃所需防护区段的占用和锁闭,不受场景限制。以列车自身为核心进行处理,无需联锁系统对区段进行重新锁闭即可对列车跳跃进行防护,简化了跳跃锁闭的流程,提升了效率。通过测试验证了新方案的有效性,并且相对原有方案效率提高约50%,为提升跳跃功能的可用性提供了解决方案。

关键词：城市轨道交通全自动运行系统跳跃锁闭安全包络

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对我国高速铁路综合调度系统的思考

中国铁道科学 2003年第2期24卷 29-33页

作者：王壮锋邢科家张琦黄康铁道科学研究院通信信号研究所北京100081

根据高速铁路的一般特点和对综合调度系统的要求,结合我国高速铁路运输特点,提出我国高速铁路综合调度系统的功能,C S结构,中心设备和车站设备的配置思考意见,建议对该系统的研制应充分考虑中国铁路高、中速列车混合运行和既有线路、枢... 详细信息

根据高速铁路的一般特点和对综合调度系统的要求,结合我国高速铁路运输特点,提出我国高速铁路综合调度系统的功能,C S结构,中心设备和车站设备的配置思考意见,建议对该系统的研制应充分考虑中国铁路高、中速列车混合运行和既有线路、枢纽现状的特点,满足中国铁路在列车运行计划、行车调度、车辆调度、供电调度、综合维修调度、安全监控调度和旅客服务的七大功能要求,满足高速铁路可用性、安全性要求。

关键词：中国高速铁路综合高度系统铁路运输功能 C/S结构车站设备

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基于BPM的列车运行计划自动调整系统

中国铁道科学 2009年第1期30卷 114-117页

作者：邢科家刘皓玮中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081

基于业务流程管理(BPM)技术,采用标准的业务流程执行语言(BPEL)和业务流程建模标注(BPMN)模型,开发列车运行计划自动调整系统。分析列车运行计划调整的流程,按照一定的原则开发列车运行计划调整过程的业务服务和数据服务。采用BPEL构建... 详细信息

基于业务流程管理(BPM)技术,采用标准的业务流程执行语言(BPEL)和业务流程建模标注(BPMN)模型,开发列车运行计划自动调整系统。分析列车运行计划调整的流程,按照一定的原则开发列车运行计划调整过程的业务服务和数据服务。采用BPEL构建列车运行计划调整的主业务流程模型,开发包括业务流程引擎和业务流程监控系统的系统平台。业务流程引擎设计基于开放的J2EE平台,业务流程监控系统设计基于松耦合的架构。开发列车运行计划调整服务等系统的关键服务。系统模拟测试结果表明,该系统可使列车运行计划调整的效率和准确性获得极大的提高。

关键词：列车运行计划计划调整列车调度业务流程管理技术

城市轨道交通列车全自动运行系统的列车唤醒休眠方法研究

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城市轨道交通研究 2022年第4期25卷 160-164页

作者：陈宁宁张琦郜洪民邢科家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 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081

以提高城市轨道交通列车运营管理自动化水平、降低列车使用能耗为主要目标的列车远程唤醒休眠功能,主要包含休眠后的列车位置持续获取及监督、列车唤醒命令获取等。在分析现存系统实现方式的优缺点基础上,提出一种全新的列车唤醒休眠系... 详细信息

以提高城市轨道交通列车运营管理自动化水平、降低列车使用能耗为主要目标的列车远程唤醒休眠功能,主要包含休眠后的列车位置持续获取及监督、列车唤醒命令获取等。在分析现存系统实现方式的优缺点基础上,提出一种全新的列车唤醒休眠系统的实现方案。利用此系统可以代替既有应答器传输单元、车载测速单元实现休眠时车辆位置的持续获取与实时监督,并借助此系统的双向通信机制代替WLAN(无线局域网)或LTE(长期演进)接收来自控制中心的ATS(列车自动监控)唤醒命令。本系统可适用于既有轨道交通列车全自动运行改造项目及新建列车全自动运行项目,在实现列车远程唤醒功能的同时,简化了列车休眠的车地设备设计,提高了休眠列车的定位精度,降低了列车休眠时的功耗。

关键词：城市轨道交通列车全自动运行系统列车休眠列车唤醒

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云联锁系统冗余结构研究

机车电传动 2023年第6期 147-155页

作者：何志彬邢科家梁志国魏东冬郑长宗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

为保障联锁系统在云平台中的运行安全,文章通过对既有计算机联锁系统冗余结构进行分析,结合云平台特征,提出了基于虚拟机容错技术的云联锁系统冗余结构。首先,阐述了云联锁冗余结构的特点和优势。其次,通过对云联锁冗余结构的工作模式... 详细信息

为保障联锁系统在云平台中的运行安全,文章通过对既有计算机联锁系统冗余结构进行分析,结合云平台特征,提出了基于虚拟机容错技术的云联锁系统冗余结构。首先,阐述了云联锁冗余结构的特点和优势。其次,通过对云联锁冗余结构的工作模式和服务器失效因素进行分析,建立服务器故障树模型、云联锁系统冗余结构关于危险失效概率PFD和安全失效概率PFS的动态故障树模型。最后,对云联锁冗余结构的可靠性进行研究,对动态故障树模型进行仿真分析。研究结果表明:云平台更适合部署形如Moo N结构的多重冗余结构联锁系统,开展云联锁冗余结构研究对云联锁的发展具有一定的借鉴意义。

关键词：铁路联锁系统云计算冗余结构动态故障树失效概率高速铁路

新一代编组站综合自动化系统设计基本原则探讨

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中国铁路 2010年第9期 49-52页

作者：邢科家王健中国铁道科学研究院通信信号研究所副研究员北京100081

从理论基础、设计目标、实现思路等方面,对比分析新一代编组站综合自动化系统(SAM)与编组站综合集成自动化系统(CIPS)的各自特点,结合新一代编组站综合自动化的实践,阐述新一代编组站综合自动化系统设计的基本原则。

关键词：编组站综合自动化 SAM CIPS 设计原则