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车-车通信与车-地通信信号系统方案可靠性分析对比

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铁路通信信号工程技术 2024年第3期21卷 64-68页

作者：李梅卡斯柯信号有限公司上海200435

目前轨道交通信号系统主要基于车-地通信的信号系统,而基于车-车通信的信号系统也已经在国内开始逐步投入运营。为比较两种信号系统的可靠性水平,从故障导致运行延误的角度开展车-车通信与车-地通信信号系统方案的可靠性分析,结合车-车... 详细信息

目前轨道交通信号系统主要基于车-地通信的信号系统,而基于车-车通信的信号系统也已经在国内开始逐步投入运营。为比较两种信号系统的可靠性水平,从故障导致运行延误的角度开展车-车通信与车-地通信信号系统方案的可靠性分析,结合车-车通信与车-地通信信号系统的设计架构与线路配置分别绘制故障导致2 min以上延误、故障导致5 min以上延误的系统可靠性框图,评价与比较两种系统架构下的可靠性水平,并提出改善措施,为轨道交通信号系统的发展与应用提供参考。

关键词：可靠性车-车通信车-地通信可靠性框图

基于随机价格时间博弈理论的车-车通信列控系统控制策略稳定性建模与验证

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科技导报 2023年第10期41卷 82-91页

作者：卢万里吕继东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

基于车-车通信的新型列控系统,通过等距离间隔、等时间间隔和变时距3种控制策略实现高效率的列车追踪控制。由于在车队控制中,领航车的控制具有随机性,如何保证不同控制策略中车队的稳定性至关重要。提出了一种基于随机价格时间博弈理论... 详细信息

基于车-车通信的新型列控系统,通过等距离间隔、等时间间隔和变时距3种控制策略实现高效率的列车追踪控制。由于在车队控制中,领航车的控制具有随机性,如何保证不同控制策略中车队的稳定性至关重要。提出了一种基于随机价格时间博弈理论(stochastic priced timed game,SPTG)的车-车通信控制策略建模与验证方法。首先,针对不同控制策略要求,利用随机价格时间自动机,建立包含领航车和跟随车的车队控制模型,并进行稳定性验证;然后,以时间为成本函数,通过对建立车队随机价格时间博弈自动机模型,利用Q-learning强化学习方法得到车队的最优驾驶策略;最后,结合多车运行追踪场景,进行车队的稳定性仿真优化。结果表明:相比于车队的随机运行策略,该方法使得车队的稳定误差更小。

关键词：车-车通信列控系统随机价格时间博弈理论稳定性建模验证

基于车-车通信的RBFNN量化滑模控制的ATO算法

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兰州交通大学学报 2022年第1期41卷 68-73页

作者：杨军霞张友鹏兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070

针对车-车通信过程中因信道容量约束产生的列车控制精度降低的问题,提出基于RBFNN(radical basis function neural network,RBFNN)的自适应量化滑模ATO(automatic train operation,ATO)控制方法.基于自适应量化滑模控制技术,利用RBFNN... 详细信息

针对车-车通信过程中因信道容量约束产生的列车控制精度降低的问题,提出基于RBFNN(radical basis function neural network,RBFNN)的自适应量化滑模ATO(automatic train operation,ATO)控制方法.基于自适应量化滑模控制技术,利用RBFNN对列车模型受到的附加阻力及未知扰动进行自适应逼近补偿,并引入基本阻力参数自适应机制以实现列车高精度控制,保证列车运行安全.仿真结果表明:该算法能够保证列车高精度跟踪理想的运行曲线,实现列车在站间的平稳运行和精确停车.

关键词： ATO 车-车通信 RBFNN 自适应控制量化控制

基于车-车通信的列车自主运行系统应用与展望

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现代城市轨道交通 2022年第S2期 13-18页

作者：张家晨深圳地铁运营集团有限公司广东深圳518040

近年来,国内许多城市轨道交通全自动运行线路的建设呈快速增长趋势。基于车-车通信的列车自主运行系统作为新一代列车运行控制系统,具有安全、高效、灵活、经济、易部署等特点,系统的功能和性能更优、架构更精简。文章基于国家“十四五... 详细信息

近年来,国内许多城市轨道交通全自动运行线路的建设呈快速增长趋势。基于车-车通信的列车自主运行系统作为新一代列车运行控制系统,具有安全、高效、灵活、经济、易部署等特点,系统的功能和性能更优、架构更精简。文章基于国家“十四五”规划中持续推进智慧城市轨道交通建设的发展纲领,以深圳地铁20号线为例,分析TACS系统的运行原理、系统架构、系统优势等关键技术特征,剖析现有TACS系统发展现状及存在的不足之处,同时论述该系统的未来发展前景,为TACS系统在运营场景下的开发与应用提供参考和借鉴。

关键词：城市轨道交通全自动运行车-车通信 TACS

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基于车-车通信技术的既有信号系统改造研究

现代城市轨道交通 2022年第3期 24-28页

作者：梁波唐利华湖南中车时代通信信号有限公司湖南长沙410100 长沙市轨道交通运营有限公司湖南长沙410100

从国内既有信号系统的现状出发,分析传统基于通信的列车运行控制(CBTC)系统在既有信号系统改造时存在的问题,提出一种基于车-车通信的信号系统改造方案;阐述系统的架构、原理及特点,并对该系统在既有信号系统改造时的可行性与改造方案... 详细信息

从国内既有信号系统的现状出发,分析传统基于通信的列车运行控制(CBTC)系统在既有信号系统改造时存在的问题,提出一种基于车-车通信的信号系统改造方案;阐述系统的架构、原理及特点,并对该系统在既有信号系统改造时的可行性与改造方案进行研究与分析。该系统简化传统 CBTC 信号系统架构,减少系统接口,降低传输延时,提高控制精度,精简地面设备,降低改造难度,缩短改造工期,可广泛应用于城市轨道交通的既有信号系统改造。

关键词：城市轨道交通信号系统既有线改造车-车通信 CBTC

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基于车-车通信的列车控制系统技术研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第8期 21-24页

作者：赵一林中铁一局集团电务工程有限公司陕西西安710038

以车-车通信为基础的列车控制系统具有地面设备简化、车载设备集成、运行列车间进行直接通信等特点。但这一技术还没有被纳入到列车控制技术体系之中,只是在部分地铁列车控制系统中进行了一些研究和应用。本项目的研究成果将为高速铁路... 详细信息

以车-车通信为基础的列车控制系统具有地面设备简化、车载设备集成、运行列车间进行直接通信等特点。但这一技术还没有被纳入到列车控制技术体系之中,只是在部分地铁列车控制系统中进行了一些研究和应用。本项目的研究成果将为高速铁路和城市轨道交通列车控制系统的开发提供重要的借鉴。基于此,提出了一种以车车通信为基础的列车控制系统的解决方案,采用车载设备一体化设计和无线通信全线路覆盖,减少了地面设备的使用。在该系统中,追踪运行的列车间自动实现信息互通,从而产生一条实时的速度曲线。同时,该系统还具有自动运行功能,通过车-车通信来完成对列车的跟踪;所述的车载设备,具有多模式、多源、独立的系统定位功能;该系统具有较强的防电磁干扰(EMI)能力。通过车-车通信来构建列车控制系统,可以为我国高速铁路和城市轨道交通的发展提供强大的支撑,也是我国列车控制系统发展的趋势。

关键词：车-车通信列车控制系统系统结构

基于LSTM-KF混合模型的高速列车群组追踪运行轨迹预测方法

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交通运输工程学报 2024年

作者：张淼何仪娟杨博宇罗正伟卢万里唐涛李开成吕继东 1.中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术中心 2.北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心 3.柏林洪堡大学计算机科学研究所 4.北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术中心北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心柏林洪堡大学计算机科学研究所北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室

为进一步缩小列车追踪距离以提高运力，研究了高速列车群组追踪运行轨迹预测问题；考虑长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）模型处理序列数据的优势和卡尔曼滤波（Kalman Filter，KF）模型噪声处理的能力，提出了一种新型... 详细信息

为进一步缩小列车追踪距离以提高运力，研究了高速列车群组追踪运行轨迹预测问题；考虑长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）模型处理序列数据的优势和卡尔曼滤波（Kalman Filter，KF）模型噪声处理的能力，提出了一种新型列车轨迹预测LSTM-KF混合模型；LSTM模型使用列车运行的历史数据进行模型训练，生成了列车轨迹预测曲线；KF模型结合预测结果和动力学机理，更正了计算结果，使LSTM模型预测的列车轨迹变得平滑；试验依托于高铁列控系统仿真测试平台的标准线路数据进行了仿真验证。仿真结果表明：与代表性的预测模型LSTM和循环神经网络（Recurrent Neural Networks，RNN）相比，在巡航工况下通过30个预测步长，LSTM-KF、LSTM和RNN三种模型的位置相对真实值的预测误差分别为78 、798 和911 m，速度相对真实值的预测误差分别为1 、22 和1 m·s-1，LSTM-KF模型的位置均方根误差（Root Mean Square Error， RMSE）分别为LSTM和RNN的7%和15%，LSTM-KF模型的速度RMSE分别为LSTM和RNN的14%和30%；在加速工况下的位置预测误差均值分别为94、294 和2 691 m，速度预测误差均值分别为0.09 、10.05和2.74 m·s-1；在减速工况下的位置预测误差均值分别为1 181、4 135和4 079 m，速度预测误差均值分别为1.14 、6.01和13.52 m·s-1。可见，LSTM-KF模型在不同运行工况下均能显著提升预测精度，能够有效生成长时域数据序列，为高速列车群组追踪运行提供决策参考。

关键词：高速列车群组运行车-车通信轨迹预测长短期记忆网络卡尔曼滤波

基于LSTM-KF模型的高速列车群组追踪运行轨迹预测方法

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交通运输工程学报 2024年第3期 296-310页

作者：张淼何仪娟杨博宇罗正伟卢万里唐涛李开成吕继东中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁路智能运输系统工程技术中心北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心柏林洪堡大学计算机科学研究所北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室

为进一步缩小列车追踪距离以提高运力，研究了高速列车群组追踪运行轨迹预测问题；考虑长短期记忆网络（LSTM）模型处理序列数据的优势和卡尔曼滤波（KF）模型噪声处理的能力，提出了一种新型列车轨迹预测LSTM-KF模型；使用列车运行的... 详细信息

为进一步缩小列车追踪距离以提高运力，研究了高速列车群组追踪运行轨迹预测问题；考虑长短期记忆网络（LSTM）模型处理序列数据的优势和卡尔曼滤波（KF）模型噪声处理的能力，提出了一种新型列车轨迹预测LSTM-KF模型；使用列车运行的历史数据进行LSTM模型训练，生成了列车轨迹预测曲线；KF模型结合预测结果和动力学机理，更正了计算结果，使LSTM模型预测的列车轨迹变得平滑；依托于高铁列控系统仿真测试平台的标准线路数据进行了仿真验证。仿真结果表明：在巡航工况下，30个预测步长后，LSTM-KF、LSTM和循环神经网络（RNN）模型的位置预测误差分别为78、798和911 m,速度相对真实值的预测误差分别为1、22和1 m·s-1,LSTM-KF模型的位置均方根误差（RMSE）分别为LSTM和RNN的7%和15%,LSTM-KF模型的速度RMSE分别为LSTM和RNN的14%和30%;在加速工况下，3个模型的位置预测误差均值分别为94、294和2 691 m,速度预测误差均值分别为0.09、10.05和2.74 m·s-1;在减速工况下，3个模型的位置预测误差均值分别为1 181、4 135和4 079 m,速度预测误差均值分别为1.14、6.01和13.52 m·s-1。可见，LSTM-KF模型在不同运行工况下均能显著提升预测精度，能够有效生成长时域数据序列，为高速列车群组追踪运行提供决策。

关键词：高速列车群组追踪运行车-车通信轨迹预测长短期记忆网络卡尔曼滤波

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基于车-车通信的CBTC系统方案研究

城市轨道交通研究 2019年第5期22卷 80-84页

作者：柴明东祝陶美王涛同济大学浙江学院嘉兴工程师314051

基于通信的列车控制(CBTC)系统已在城市轨道交通中得到广泛使用,并在工程实践中展现出较大的优势,但其具体实现方案仍是现阶段研究的一个重要方面。提出了一种基于车-车通信的新型CBTC系统,给出了系统构架和功能原理,并就相邻列车通信... 详细信息

基于通信的列车控制(CBTC)系统已在城市轨道交通中得到广泛使用,并在工程实践中展现出较大的优势,但其具体实现方案仍是现阶段研究的一个重要方面。提出了一种基于车-车通信的新型CBTC系统,给出了系统构架和功能原理,并就相邻列车通信和全网列车通信两种实现方案进行了讨论。分析了该新型CBTC系统的核心——车载控制器的具体功能,对基于车-车通信的CBTC系统在实际应用中面临的问题及其解决方案进行了探讨。

关键词：城市轨道交通车-车通信基于通信的列车控制车载控制器