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矿用智能自移设备列车控制系统设计探讨

矿业装备 2024年第3期 181-183页

作者：李乾山西西山煤电(集团)有限责任公司山西太原030053

随着科技进步和煤矿机械化、自动化、智能化的持续发展,矿用智能自移设备列车控制系统在提高煤矿作业效率和确保安全生产中发挥了关键作用。在深入探讨该控制系统的设计方法与核心技术之上,分析了其在矿用设备中的应用价值,以及未来的... 详细信息

随着科技进步和煤矿机械化、自动化、智能化的持续发展,矿用智能自移设备列车控制系统在提高煤矿作业效率和确保安全生产中发挥了关键作用。在深入探讨该控制系统的设计方法与核心技术之上,分析了其在矿用设备中的应用价值,以及未来的发展趋势。首先突出了这一系统的重要性,然后从设计原则、技术难题和未来趋势三个方面进行全面的分析和讨论,以期为相关领域的技术研究和应用提供有价值的参考。

关键词：矿用设备智能自移列车控制系统

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基于虚拟编组的列车控制系统研究

铁道工程学报 2022年第3期39卷 94-100页

作者：张友兵刘岭北京全路通信信号研究设计院集团有限公司北京100070

研究目的:铁路闭塞技术从固定闭塞、准移动闭塞发展到移动闭塞,列车追踪间隔越来越小,提高了铁路运输效率,但是既有的闭塞技术均基于假设前方列车静止的理念而进行行车控制。即使采用行车效率最高的移动闭塞技术,后车与前车的追踪间隔... 详细信息

研究目的:铁路闭塞技术从固定闭塞、准移动闭塞发展到移动闭塞,列车追踪间隔越来越小,提高了铁路运输效率,但是既有的闭塞技术均基于假设前方列车静止的理念而进行行车控制。即使采用行车效率最高的移动闭塞技术,后车与前车的追踪间隔也至少包含一个紧急制动距离和保护距离,而现有高铁列车运行速度早已突破300 km/h,高速运行时的紧急制动距离很长,导致后车与前车的追踪距离很长。要想进一步缩短列车追踪距离,提高运输效率,就要突破既有闭塞技术的假设前方列车静止的固有理念,研究和设计未来列控系统的控车原理和关键技术。本文在研究既有闭塞技术的基础上,提出基于虚拟编组的列车控制系统的关键技术和控车策略。研究结论:(1)基于虚拟编组的列车控制系统中,前车和后车建立车车通信,后车根据前车的实时速度、位置等状态信息计算动态安全追踪距离,大大缩短前后车追踪距离,提高运输效率;(2)基于虚拟编组的列车控制系统需要具备车车通信、列车完整性检查、列车精确定位、动态安全追踪距离计算、自动追踪运行等关键技术,以实现安全且高效的列车追踪运行;(3)提出前后车的追踪策略,基于前后车的实时状态,后车自动加速、减速或匀速运行,实时调整前后车的追踪状态,实现虚拟编组;(4)本研究成果可为未来列车控制系统的控车原理和关键技术研究提供参考。

关键词：列车控制系统固定闭塞移动闭塞虚拟编组车车通信动态安全追踪间隔

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列车控制系统建模仿真及入侵检测技术研究

列车控制系统建模仿真及入侵检测技术研究

作者：王浩洋华中科技大学

学位级别：硕士

工业以太网协议的引入使列车控制系统具有更高的开放性,有利于打破信息闭塞现状,提高轨道列车运营效率和司乘人员车厢体验,但同时也带来日益严峻的信息安全威胁,因此加强列车控制系统安全防护势在必行。入侵检测是列车控制系统信息安全... 详细信息

工业以太网协议的引入使列车控制系统具有更高的开放性,有利于打破信息闭塞现状,提高轨道列车运营效率和司乘人员车厢体验,但同时也带来日益严峻的信息安全威胁,因此加强列车控制系统安全防护势在必行。入侵检测是列车控制系统信息安全防护的关键技术手段之一。当前列车控制系统存在流量规模迅猛增长、未知攻击频繁出现等现象,基于规则的误用检测技术无法有效识别未知攻击,而基于机器学习的异常检测技术存在真实列车网络通信数据难以获取、公开数据集模拟通信环境差异较大、深度神经网络易过拟合及模型入侵检测准确率低等问题。为了应对上述异常检测技术具有的挑战,本文基于动力学分析建立列车制动系统模型,以此模型为基础,结合列车实时数据协议搭建列车控制系统半实物仿真平台,通过注入典型攻击构建与列车实际运行环境相似的入侵检测仿真数据集;针对列车控制系统网络流量数据的时空特性,本文提出一维多尺度卷积神经网络“空间”特征提取模型和自适应时间卷积网络“时间”特征提取模型,并采用随机森林集成学习算法融合上述模型,降低网络泛化误差,提高入侵检测准确率。基于列车控制系统半实物仿真平台生成的入侵检测数据集,本文对所提出的入侵检测方法进行实验评估和对比测试,结果表明本文所提出方法综合表现最佳,具备在列车控制系统场景中有效完成入侵检测任务的能力。

关键词：列车控制系统制动系统建模入侵检测卷积神经网络时间卷积网络随机森林

一种基于集成学习的列车控制系统入侵检测方法

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信息网络安全 2022年第5期 46-53页

作者：王浩洋李伟彭思维秦元庆华中科技大学人工智能与自动化学院武汉430074 华中科技大学图像信息处理与智能控制教育部重点实验室武汉430074 中车株洲电力机车有限公司智能网络研发部株洲412001 中车株洲大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室株洲412001

文章提出一种基于集成学习的列车控制系统入侵检测方法,采用随机森林分类器实现一维多尺度卷积网络空间特征提取模型与自适应时间卷积网络时间特征提取模型的融合,降低网络泛化误差,提高入侵检测准确率。基于列车控制系统半实物仿真平... 详细信息

文章提出一种基于集成学习的列车控制系统入侵检测方法,采用随机森林分类器实现一维多尺度卷积网络空间特征提取模型与自适应时间卷积网络时间特征提取模型的融合,降低网络泛化误差,提高入侵检测准确率。基于列车控制系统半实物仿真平台模拟的入侵检测数据集,文章对该方法进行实验评估和对比测试,结果证明,该方法更具优势。

关键词：列车控制系统集成学习入侵检测卷积神经网络自适应计算时间

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列车控制系统中数据通信子系统的帧丢失概率

中国铁道科学 2008年第3期29卷 110-114页

作者：徐田华唐涛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

利用随机Petri网模型,综合随机信道恶化、越区切换、无线接入设备故障等无线信道失效因素,建立列车控制系统中数据通信子系统非冗余结构和冗余结构的帧丢失概率模型,给出分解的无线数据通信模型的定点迭代求解方程。分别计算:冗余结构... 详细信息

利用随机Petri网模型,综合随机信道恶化、越区切换、无线接入设备故障等无线信道失效因素,建立列车控制系统中数据通信子系统非冗余结构和冗余结构的帧丢失概率模型,给出分解的无线数据通信模型的定点迭代求解方程。分别计算:冗余结构、非冗余结构的数据通信系统的帧丢失概率;不同列车数量、不同列车运行速度对应的帧丢失概率。分析计算结果表明:冗余结构数据通信系统的帧丢失概率远低于非冗余结构的;主要原因是冗余结构数据通信系统不因单一AP通信中断而失效、有效消除了列车越区切换对帧丢失概率的影响。

关键词：数据通信子系统列车控制系统帧丢失概率随机Petri网冗余结构

面向城市轨道交通列车控制系统的车车通信技术探讨

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都市快轨交通 2023年第6期36卷 13-21页

作者：朱力唐涛龚泰源梁豪赵红礼蒋海林李宗平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 交控科技股份有限公司北京100070

面向轨道交通列车运行控制系统,重点探讨系统中的车车通信技术。介绍基于车车通信的列车运行控制系统的基本原理及其关键技术,调研当前主流的基于逻辑点对点和物理点对点的车车通信技术,并结合城市轨道交通车车通信典型运行场景,对车车... 详细信息

面向轨道交通列车运行控制系统,重点探讨系统中的车车通信技术。介绍基于车车通信的列车运行控制系统的基本原理及其关键技术,调研当前主流的基于逻辑点对点和物理点对点的车车通信技术,并结合城市轨道交通车车通信典型运行场景,对车车通信距离进行建模仿真计算与分析。仿真结果表明:在非隧道区域内,车车直接通信距离,1.8 GHz下约为765.7 m,1.4 GHz下约为923.6 m;在隧道区域内,车车直接通信距离,1.8 GHz下约为511.3 m,1.4G Hz下约为724.8 m,若车车距离超过该范围应采用逻辑点对点通信方式。本研究旨在为下一代城市轨道交通中的车车通信系统设计和技术应用提供借鉴和理论基础。

关键词：城市轨道交通车车通信列车控制系统通信距离 LTE 5G

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列车控制系统中不中断行车的系统在线替换

同济大学学报（自然科学版） 2005年第6期33卷 755-758页

作者：曾小清陈睿张轮董德存同济大学沪西校区交通信息工程系上海200331

大城市的轨道交通网络要求不间断的服务,这就需要在系统功能扩展时能保证在线运营.基于日本现行列车自动控制系统,为了在现有系统环境下使原系统逐步在线过渡到新的列车自律控制系统,使用了基于网关的过渡技术,提出两种测试方法,运用保... 详细信息

大城市的轨道交通网络要求不间断的服务,这就需要在系统功能扩展时能保证在线运营.基于日本现行列车自动控制系统,为了在现有系统环境下使原系统逐步在线过渡到新的列车自律控制系统,使用了基于网关的过渡技术,提出两种测试方法,运用保证性评价技术加以分析,从而使系统在功能扩展与新旧系统过渡时能提高可靠性、在线性等保证性指标.

关键词：列车控制系统保证性在线性

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基于车车通信的列车控制系统架构与功能探讨

城市轨道交通研究 2023年第12期26卷 204-210页

作者：孙东张溢斌贵州大学机械工程学院贵阳550025 贵阳市公共交通投资运营集团有限公司贵阳550081 青岛海信微联信号有限公司青岛266104

目的:基于车车通信的列车控制系统是城市轨道交通信号系统的发展方向,因存在多种系统设计方案,因此需研究各种系统设计方案的系统架构及功能特点,以为该系统的深层研究厘清方向。方法:介绍了三种基于车车通信的列车控制系统的系统架构... 详细信息

目的:基于车车通信的列车控制系统是城市轨道交通信号系统的发展方向,因存在多种系统设计方案,因此需研究各种系统设计方案的系统架构及功能特点,以为该系统的深层研究厘清方向。方法:介绍了三种基于车车通信的列车控制系统的系统架构、系统控制流程和系统功能,从系统架构、系统控制流程、系统功能和设备维护4个方面对比分析了三种设计方案的优缺点。结果及结论:基于车车通信的列车控制系统精简了轨旁设备、减少了系统间接口、降低了成本、增加了系统间通信的实时性,是新一代列车控制系统的发展方向;三种设计方案各有优缺点,需因地制宜、根据具体需求选用最合理的设计方案;基于车车通信的列车控制系统的未来重点研究和发展方向是,进一步精简轨旁设备,进一步探讨降级后备模式,以进一步降低建设和运营成本、提高系统安全性和可靠性。

关键词：城市轨道交通列车控制系统车车通信方案研究

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多网融合下的市域铁路列车控制系统方案研究

城市轨道交通研究 2022年第11期25卷 53-56页

作者：王珮瑶中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

目前能够兼容CTCS(中国列车运行控制系统)和CBTC(基于通信的列车控制)的信号系统正在研发中。信号系统能否实现互联互通,已成为多网融合下列车在不同信号制式轨道交通线路上混跑的重中之重。以CTCS和CBTC为研究对象,分析两者的技术特点... 详细信息

目前能够兼容CTCS(中国列车运行控制系统)和CBTC(基于通信的列车控制)的信号系统正在研发中。信号系统能否实现互联互通,已成为多网融合下列车在不同信号制式轨道交通线路上混跑的重中之重。以CTCS和CBTC为研究对象,分析两者的技术特点和兼容可行性,研究了市域铁路列车控制系统选型的各种可能性方案。针对CBTC和CTCS两种信号制式,提出了双车载设备方案和一体化车载设备方案,并对两个车载设备方案进行了优缺点分析,以期为多网融合下市域铁路信号系统的互联互通性设计提供参考。

关键词：市域铁路列车控制系统兼容性信号系统互联互通多网融合