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列控数据管理平台工程设计

现代信息科技 2022年第3期6卷 28-31页

作者：张佳楠中铁大桥勘测设计院集团有限公司武汉分公司湖北武汉430074

针对武汉铁路局列控数据管理的现状和存在的问题,文章提出了针对性的设计方案。新建的管理系统,通过对列控数据的处理,规范和统一了列控数据编制工作流程,强化日常维护管理,提高专业管理水平,满足了铁路运营部门对列控数据维护管理工作... 详细信息

针对武汉铁路局列控数据管理的现状和存在的问题,文章提出了针对性的设计方案。新建的管理系统,通过对列控数据的处理,规范和统一了列控数据编制工作流程,强化日常维护管理,提高专业管理水平,满足了铁路运营部门对列控数据维护管理工作的标准化、规范化、信息化的要求。文章还对工程实施中的问题进行了分析,提出了一些建议。

关键词：列控数据维护管理工程设计

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基于Prolog的列控工程数据验证方法

铁道学报 2019年第6期41卷 91-99页

作者：谭冠华徐田华王海峰张路吕继东北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心北京100044

列控工程数据作为列车运行控制系统的基础数据,保证其正确性是列车运行控制系统安全运行的根本保障。针对列控工程数据校核具有时间紧、任务重及变更频繁的特点,提出一种基于Prolog的列控工程数据验证方法。考虑到列控工程数据表格的多... 详细信息

列控工程数据作为列车运行控制系统的基础数据,保证其正确性是列车运行控制系统安全运行的根本保障。针对列控工程数据校核具有时间紧、任务重及变更频繁的特点,提出一种基于Prolog的列控工程数据验证方法。考虑到列控工程数据表格的多样性以及表格存储的缺陷,以XML为基础提出一种数据标准化格式。针对数据验证过程,通过铁总数据规范和领域专家知识,提取出数据包含的基础验证规则。在此基础上,考虑到数据验证的完备性,利用数据挖掘的方式,提取数据的隐含规则,再利用Prolog对各类数据规则搭建其验证模型。以武汉—广州线的工程数据作为测试数据,进行验证测试,结果表明该验证方法具有高效性和准确性。

关键词： Prolog 列控数据规则提取验证模型

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列控数据的数据融合方法及仿真研究

列控数据的数据融合方法及仿真研究

作者：马云鹏北京交通大学

学位级别：硕士

列车的每个运营场景都是通过多个子系统实时交互列车控制数据(简称列控数据)一起协作完成的。列控数据是列车运行控制的基础,是列控系统的“中枢神经”,其完备性是指列控数据的完整性、正确性、有序性、实时性、时效性和兼容性。通过数... 详细信息

列车的每个运营场景都是通过多个子系统实时交互列车控制数据(简称列控数据)一起协作完成的。列控数据是列车运行控制的基础,是列控系统的“中枢神经”,其完备性是指列控数据的完整性、正确性、有序性、实时性、时效性和兼容性。通过数据共享和数据融合,实现多维式数据制约,是提高列控数据完备性的有效方法。数据融合的硬件基础是多传感器系统,数据融合的加工对象是多源信息,数据融合的核心是协调优化和综合处理,融合的目的是为了得到更加准确安全和可靠的数据信息。数据融合就是将不同途径、不同空域和时域上获取的多类信息作为一个整体进行有效地综合处理,以得到一个比单源信息更优的结果,这也充分发挥了系统的整合效应,即整体具有部分之和所不具备的涌现性。在列控系统中数据融合可以分为三类基本形式,包括传感器级、设备级和决策级。其中多传感器数据的融合是通过列车速度位置信息等基本控制量的冗余设计实现。信号设备为了满足数据共享的需要,也设计了大量的接口以便进行设备间数据的传输。CTCS-3列控系统将基于GSM-R无线通信和基于轨道电路两种不同的车地列控信息传输方式集成到同一个系统中就属于决策层之间的数据融合。本文的研究工作主要有以下几个方面:1.通过分析列控系统技术规范、系统结构及工作原理的基础上,提出了列控系统三种形式数据融合的总体框架,阐述了列控数据融合方法,并建立了实现该方法的融合模型。2.在决策层数据融合层面,针对行车许可、临时限速、线路描述等信息,提出了基于融合规则的知识融合算法,并运用于CTCS-3列控系统中。CTCS-3列控系统中C3控制单元和C2控制单元列控数据的来源不同、传输通道不同及处理方式不同为两个控制单元之间进行列控数据融合创造了条件,并使其成为可能。使用该融合方法后的列控数据计算列车允许速度和生成监控曲线,可进一步提高列控系统的安全性。3.在多传感器数据融合层面,针对列车速度位置基本控制量的融合方法,提出采用了一种基于CKF-SVSF融合滤波算法的列车测速模型。该算法将CKF算法的精确性和SVSF算法的稳定性通过边界值ψ的计算巧妙地结合在一起,能够更准确地跟踪列车速度的变化。在MATLAB环境下进行120次实验后的结果表明,所提算法的平均估计误差与标准EKF,UKF算法相比分别降低了 11.67%和7.16%,验证了该算法的优越性。

关键词： CTCS-3系统列控数据数据融合知识融合 CKF-SVSF融合算法

基于XML和Prolog的列控数据建模与验证

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基于XML和Prolog的列控数据建模与验证

作者：谭冠华北京交通大学

学位级别：硕士

列控数据作为列控系统的基础数据,是列控系统的重要组成部分,其正确性直接影响到列控系统的安全性。列控数据一旦发生错误,未能及时发现,极易导致列控系统运行异常,危及行车安全,造成经济损失和人员伤亡。随着铁路事业的发展,面对更加... 详细信息

列控数据作为列控系统的基础数据,是列控系统的重要组成部分,其正确性直接影响到列控系统的安全性。列控数据一旦发生错误,未能及时发现,极易导致列控系统运行异常,危及行车安全,造成经济损失和人员伤亡。随着铁路事业的发展,面对更加高效、更加安全的发展要求,列控数据安全问题备受关注。目前,各铁路部门和设备生产厂商,根据自身需求,定义自身数据格式,进行系统的开发设计,影响了数据共享和软件互通。同时,列控数据具有数据量大、数据之间关系紧密的特性,然而在列控数据的测量加工、数据配置和数据管理各阶段,由于缺少统一的数据格式,使得列控数据的整个生命周期中存在大量的数据转换工作,所以研究出一套简捷、高效、可验证性强的标准化描述方法已成为大势所趋。目前我国列控数据的审核校验方式主要采用的是人工审核与集成测试。当遇到新建线路、线路优化、设计方案变更等问题时,上述列控数据的验证方法将面临着时间紧、任务重的严峻挑战。因此,寻找一种高效、正确的列控数据验证方法对整个列控系统具有非常重要的意义。论文的研究内容主要包括以下几个方面:(1)根据列控数据生命周期的各个环节,深入了解列控数据所有组成部分以及数据之间关联关系,提出了基于XML(Extensible Markup Language)的数据标准化格式,并针对列控数据设计了相应的XML结构。该格式以树状结构进行分层管理,以节点的形式构造数据关联关系,易于实现数据的设计、更新和维护,满足数据交互、共享与统一管理需求。(2)在分析了列控数据的基础上,通过深入学习铁路各类技术文件,结合领域专业知识,分析提取出列控数据的值域规则与逻辑规则。再利用正则表达式提取匹配算法以及数据挖掘的Apriori算法,发现数据专属规则和关联规则,最终构建数据验证的规则库包含值域规则68条、逻辑规则42条、关联规则53条。(3)针对列控数据验证问题,本文提出基于Prolog的列控数据验证方法。即利用Prolog语言构建数据验证的知识库模型,结合验证工具XSB,实现列控数据的自动化验证。方法主要分为两步:一是将需要验证的数据转化为事实;二是将规则库转化为知识,并利用上述算法完善知识库的自我学习能力。(4)论文以郑西线、成昆贵州西段数据为学习基础,对武广线数据进行数据验证。结果表明,基于Prolog的列控数据验证方法具有其高效性和准确性。(5)针对本文提出的方法以及软件需求分析,利用C#进行软件设计,提供相应数据管理模块,为数据管理与验证提供技术支持,主要功能有数据转换、数据更新、站场图显示等。

关键词：列控数据规则提取数据挖掘 Prolog 验证模型

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基于列控数据完备性的列车故障预警方法研究

基于列控数据完备性的列车故障预警方法研究

作者：郭文丽北京交通大学

学位级别：硕士

列车的每个运营场景都是通过多个子系统实时交互列车控制数据(简称列控数据)一起协作完成的。研究列车运行在不同场景及各种复杂环境条件,特别是极端情况下,列控数据的完备性,能够更系统、全面地发现列控系统可能存在的安全隐患,及时进... 详细信息

列车的每个运营场景都是通过多个子系统实时交互列车控制数据(简称列控数据)一起协作完成的。研究列车运行在不同场景及各种复杂环境条件,特别是极端情况下,列控数据的完备性,能够更系统、全面地发现列控系统可能存在的安全隐患,及时进行故障预警并实现"故障-安全"。列控数据完备性(Data Sigmacompleteness of Train Control System,DSTCS)是指能够保证列车运行安全的控制数据的完整性、正确性、有序性、实时性、时效性、兼容性、稳定性、周期性、连续性、重复性等。本文主要以DSTCS的列车故障预警为主体,通过对列车运营场景的历史故障数据和在线实时监测数据进行C4.5决策树分类预测挖掘,提取有效故障特征,进行完备性分析匹配研究,动态实时地监测列车状态,发现可能存在的安全隐患,进行故障预警。本文的主要工作包括以下几个方面:1.提出一种基于DSTCS列车故障诊断及预警方法。在分析列车运营场景数据的基础上对DSTCS进行定义,把数据要满足系统设备中规定的接口信息、特定的消息传输顺序及严格的时间约束等要求转换成完备性约束条件。对列车故障数据及故障诊断方法进行归纳总结,把故障部位及数据完备性约束条件作为C4.5决策树的条件属性和决策属性进行分类挖掘,得出故障特征与完备性的对应规则。采用基于粗糙集理论的特征选择算法对在线获取的实时数据提取有效故障特征,利用挖掘的规则对有效故障特征进行相似度遍历检测,得出匹配结果,并进行故障定位及原因分析。2.建立基于DSTCS的列车故障辨识定位方法的模型。明确了列控数据的形式化建模依据和建模目标,并对模型进行功能需求分析。其中模型主要实现两大功能,一是建立故障数据诊断分类器,属于非实时模块;二是实现对未知在线数据进行完备性检测分析,与分类器中的故障模式进行匹配,属于实时模块。3.以由故障导致的降级故场景为例仿真验证分析。在MATLAB和C#平台上实现,用某铁路局发生的200个C3故障案例进行C4.5决策树完备性诊断分类器训练,并验证得到准确率为97%以上,通过故障预警的可视化程序界面,显示的决策树得到的规则和可能发生的故障类型,验证了本文提出的列车故障预警方法的可行性。

关键词：列控数据完备性列车运营场景故障诊断 C4.5决策树

基于等级转换场景的CTCS-3级列控数据完备性分析

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基于等级转换场景的CTCS-3级列控数据完备性分析

作者：程忆佳北京交通大学

学位级别：硕士

中国列车运行控制系统CTCS是我国铁路提速线路和客运专线保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备。由我国自主创新的CTCS-3级列车控制系统是借鉴欧洲标准,并结合我国铁路自身特点形成的。它将基于GSM-R和基于ZPW2000轨道电... 详细信息

中国列车运行控制系统CTCS是我国铁路提速线路和客运专线保证列车行车安全、提高列车运行效率的重要技术装备。由我国自主创新的CTCS-3级列车控制系统是借鉴欧洲标准,并结合我国铁路自身特点形成的。它将基于GSM-R和基于ZPW2000轨道电路两种地车传输方式集成到一起,没有先例借鉴。因此,研究列车运行在不同场景,特别是非正常场景下列控数据的完备性,对发现列控系统可能存在的安全隐患以及进一步提高CTCS-3级列控系统的安全性有重要意义。列控数据是列车运行控制的基础,其完备性直接关系到列车运行安全。列控数据完备性是指列车安全控制数据的完整性、正确性、实时性、时效性、有序性和兼容性。本文以CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间的等级转换以及典型的设备故障导致降级场景为例,利用随机Petri网建立列控数据完备性模型,重点研究了列控数据完备性的完整性、实时性和兼容性方面的问题。本论文的主要工作有：完成了等级转换场景以及设备故障导致降级场景的列控数据完备性建模工作。论文采用随机Petri网的层次模型和分层分析方法建立了GSM-R应用层故障模型、周期性消息模型、非周期性消息模型等底层模型以及等级转换模型、设备故障导致降级场景模型等顶层模型。在此基础上完成了对列控数据完备性的分析工作。论文分析了在不同消息重发时间间隔、不同列车与RBC交互的情况下,周期性消息以及非周期性消息的平均延时时间,从而说明了影响列控数据实时性的因素。分析了在不同列车速度、不同消息重发时间间隔情况下,等级切换成功率以及造成降级情况可能性,从而说明了影响列控数据兼容性及完整性的因素。

关键词：列控系统列控数据完备性随机Petri网

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列控数据管理平台的开发

铁道通信信号 2018年第4期54卷 80-82,86页

作者：王元时延明河南蓝信科技股份有限公司

为了给列控数据管理提供信息化手段,列控数据管理平台,通过对列控基础数据、列控工程数据表和列控设备配置数据(含报文)等数据的管理,规范和统一了列控数据编制工作流程,强化日常维护管理,提高专业管理水平。

关键词：列控数据维护管理开发

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列控数据完备性建模方法研究

铁路计算机应用 2012年第7期21卷 12-15页

作者：程忆佳王俊峰北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

列控数据作为列车运行控制的基础,是列控系统的中枢神经,其完备性直接关系到列车运行安全。列控数据完备性能够保证列车安全控制数据的完整性、正确性、有序性、实时性、有序性和兼容性。本文以CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间... 详细信息

列控数据作为列车运行控制的基础,是列控系统的中枢神经,其完备性直接关系到列车运行安全。列控数据完备性能够保证列车安全控制数据的完整性、正确性、有序性、实时性、有序性和兼容性。本文以CTCS-3级列控系统和CTCS-2级列控系统之间的等级转换以及典型的设备故障导致降级场景为例,利用随机Petri网建立列控数据完备性模型,重点研究了列控数据完备性的完整性、实时性和兼容性方面的问题,最后提出了用模型完成的成功率以及系统平均延时时间分析列控数据完备性的方法。

关键词：列控系统列控数据完备性随机Petri网

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列控数据的审核方法

铁道通信信号 2017年第5期53卷 26-29页

作者：许风伟中国铁道科学研究院研究生部济南铁路局电务处

列控数据是列控系统安全运行的重要基础,列控数据的准确性直接决定着列车的运行安全。审核列控数据是确保列控数据正确的有力措施,对于如何审核列控数据,提前发现列控数据问题就显得尤为重要。通过分析工程实践过程中和审核列控数据过... 详细信息

列控数据是列控系统安全运行的重要基础,列控数据的准确性直接决定着列车的运行安全。审核列控数据是确保列控数据正确的有力措施,对于如何审核列控数据,提前发现列控数据问题就显得尤为重要。通过分析工程实践过程中和审核列控数据过程中发现的问题,总结列控数据审核方法,提出确保列控数据正确的见解。

关键词：列控系统列控数据审核方法