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车地协同列控系统追踪运行模块HCPN建模与验证

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兰州交通大学学报 2023年第5期42卷 82-92页

作者：彭永成李茂青岳丽丽王阳兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 中国国家铁路集团有限公司铁路安全研究中心北京100081

最近,针对城际铁路,新型的车地协同列控系统被提出。该系统被用于解决传统列控系统轨旁设备过多、结构复杂、信息流通环节多的问题。为保障行车的安全和效率,利用着色Petri网对车地协同列控系统中追踪运行模块功能的正确性和安全性进行... 详细信息

最近,针对城际铁路,新型的车地协同列控系统被提出。该系统被用于解决传统列控系统轨旁设备过多、结构复杂、信息流通环节多的问题。为保障行车的安全和效率,利用着色Petri网对车地协同列控系统中追踪运行模块功能的正确性和安全性进行验证。首先,基于列车运行控制功能需求,对追踪运行模块做合理设计;然后,为移动授权计算和超速防护子模块建立层次化模型,主要描述不同场景下的移动授权计算、临时限速命令下发、速度实时监控等功能的实现过程;接着,选取多车追踪运行场景对追踪运行模块进行动态仿真;最后,通过状态空间报告对模型正确性进行验证,通过检查模型节点的状态对模块功能的安全性进行验证。仿真及验证表明:模型的执行结果与追踪运行模块预期功能一致,模型行为属性的正确性及模块功能的安全性符合需求。

关键词：车地协同追踪运行形式化方法有色Petri网模型验证

实现机车出入库作业“追踪运行”的信号联锁设计方案

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铁路通信信号工程技术 2019年第2期16卷 23-26页

作者：梁晓波贠慧敏中铁电气化局集团有限公司设计研究院北京100166

机务段通常与铁路枢纽衔接,由于作业繁忙和限于通常的作业组织方式,致使机车出入库作业效率低下,运营单位迫切需要提高机车出入库作业效率。针对此需求,结合工程设计实践,提出基于信号联锁逻辑来实现机车出入库作业"追踪运行"的设计方案... 详细信息

机务段通常与铁路枢纽衔接,由于作业繁忙和限于通常的作业组织方式,致使机车出入库作业效率低下,运营单位迫切需要提高机车出入库作业效率。针对此需求,结合工程设计实践,提出基于信号联锁逻辑来实现机车出入库作业"追踪运行"的设计方案,增加在机车出入库线上的行车组织密度,较大程度上提高作业效率。

关键词：机车出入库追踪运行提高作业效率

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高速列车追踪运行安全性分析

中国高新技术企业 2016年第12期 90-91页

作者：龙真真王锐东湖南高速铁路职业技术学院湖南衡阳421002

高速铁路由于具有速度快、输送能力大、准点率高、能源消耗低、环境影响小、土地占用面积小等优势,在我国得到了大力发展。文章针对高速列车在移动闭塞的追踪运行及各种复杂环境条件下,通过实时获取列车运行速度、位置、临时限速等信息... 详细信息

高速铁路由于具有速度快、输送能力大、准点率高、能源消耗低、环境影响小、土地占用面积小等优势,在我国得到了大力发展。文章针对高速列车在移动闭塞的追踪运行及各种复杂环境条件下,通过实时获取列车运行速度、位置、临时限速等信息,对高速列车追踪运行过程、线路特征进行建模,完成对高速列车追踪运行安全、舒适性的分析。

关键词：高速列车移动闭塞追踪运行安全性舒适性

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CBTC系统列车追踪运行浅析

铁路计算机应用 2013年第9期22卷 17-18,22页

作者：张传琪北京市轨道交通建设管理有限公司北京100037

CBTC系统是一种利用高精度的、不依赖于轨道电路的列车定位技术,实现连续式的、大容量的双向车、地数据通信。本文简要分析了基于通信的列车运行控制系统中不同等级列车的追踪运行方式,有助于进一步从系统运用的角度理解CBTC系统。

关键词： CBTC 追踪运行 ATP

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高速列车运行过程的多目标优化研究

高速列车运行过程的多目标优化研究

作者：高浠瑞兰州交通大学

学位级别：硕士

高速铁路在社会发展、经济增长中起着至关重要的作用。随着我国高速列车运行速度提高和路网密度的增加,铁路运输的能源消耗也占据了越来越大的比例,同时客运列车需要满足安全、准点、节能和舒适等多个目标要求,高速高密度的发展对于列... 详细信息

高速铁路在社会发展、经济增长中起着至关重要的作用。随着我国高速列车运行速度提高和路网密度的增加,铁路运输的能源消耗也占据了越来越大的比例,同时客运列车需要满足安全、准点、节能和舒适等多个目标要求,高速高密度的发展对于列车运行操纵方法的要求也在不断提高。目前对于高速列车运行过程的数学建模以及运行优化算法等方面均存在需要解决的问题,因此对运行过程复杂、运行环境多变的高速列车进行建模分析,研究不同条件下的高速列车多目标优化策略,具有重要的理论参考价值及现实意义。本文的主要研究工作如下:(1)深入研究了高速列车运行过程计算、列车操纵策略及各优化目标数学描述。建立多质点的高速列车动力学模型,详细分析了列车各运行工况下的受力计算方法,为操纵优化提供力学基础;总结了高速列车操纵策略及工况转换原则,在证明了操纵优化问题中最优解存在性的基础上,对列车优化操纵问题进行数学描述,并给出准点、节能、舒适各目标的评价函数。(2)在建立高速列车运行的多目标优化模型的基础上,研究了基于多种群遗传算法的单列高速列车运行操纵与优化。详述了多目标优化问题及其求解方法,结合多种群遗传算法具有收敛性好、搜索效率高的特点,设计了算法编码、初始化及遗传操作等详细求解流程,根据既有线路数据和高速列车牵引特性参数对不同运行环境下进行了仿真实验,并得到最优操纵序列和列车速度距离曲线。(3)针对高速铁路大运量、高密度的发展趋势,研究了移动闭塞系统高速列车追踪运行的多目标优化问题。根据移动闭塞系统原理对追踪运行的动态安全约束条件与高效性指标进行数学描述,建立了移动闭塞系统下高速列车追踪运行的多目标优化模型,设计了基于克隆选择算法的优化求解流程,通过CRH2型高速列车和京沪高铁实际线路数据进行仿真分析,根据优化前后各指标值对比分析,验证了本文多目标优化方法对于实现高速列车安全、高效、节能、准点和舒适运行的有效性。

关键词：高速列车多目标优化追踪运行操纵策略

基于APSO的地铁列车节能运行速度优化研究

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基于APSO的地铁列车节能运行速度优化研究

作者：李莹华东交通大学

学位级别：硕士

城市轨道交通具有运量大、准时快捷、安全舒适、绿色环保等优势,在我国城市公共交通系统中占据着不可或缺的重要地位。随着轨道交通运营里程的不断增加,客运量逐渐攀升,运营能耗持续增长,节能降耗已经成为轨道交通可持续发展所必须要解... 详细信息

城市轨道交通具有运量大、准时快捷、安全舒适、绿色环保等优势,在我国城市公共交通系统中占据着不可或缺的重要地位。随着轨道交通运营里程的不断增加,客运量逐渐攀升,运营能耗持续增长,节能降耗已经成为轨道交通可持续发展所必须要解决的问题之一。而轨道交通系统运行总能耗中列车牵引能耗占比最大,如何降低列车牵引能耗对实现轨道交通系统节能效益最大化有重要的实际意义。本文以节能降耗为目标,在基于通信的列车运行控制系统的基础上,分析列车运行能耗与运行时间、站间距离的影响,建立列车能耗模型,从而探究单列车运行曲线节能优化和多列车追踪运行时后车速度曲线节能优化问题。具体的研究内容如下:1、对列车的运行特性进行分析,建立列车动力学计算模型;分析列车追踪运行特性,依据追踪场景的不同建立列车追踪间隔距离模型;分析同一站间距离的节能运行工况,研究不同工况下的转换序列。2、采用基于自适应惯性权重的粒子群算法对单列车运行速度曲线进行优化。依据列车实际运行状态,探究运行时间和站间距离对运行能耗的影响,建立能耗优化模型;针对粒子群算法存在容易陷入局部最优的特点,提出了基于惯性权重自适应的粒子群算法,通过对比不同节能运行工况下的列车运行能耗,求解列车在多站间的节能优化速度曲线。3、采用动态粒子群算法对多列车追踪运行时后车速度曲线进行优化。分析移动闭塞条件下前后两列车追踪运行时,前车运行状态对后车产生影响,建立两列车追踪间隔距离的计算模型;结合动态粒子群算法在动态环境下能够有效寻优的特点,将前车的位置和速度信息考虑到后车运行曲线优化中,求解追踪列车节能优化速度曲线。4、选用北京某地铁的真实数据,结合列车和线路参数对上述算法进行仿真验证。仿真结果表明,重建的能耗运行优化模型与传统模型对比精度提高了1.16%,采用改进粒子群算法求解工况转换点,以实现列车运行曲线节能优化,全线节能效果可达到6.92%;采用动态粒子群算法对追踪列车运行曲线进行优化时,能够减少前车运行对后车运行能耗的影响,节能效果可以达到5.88%。

关键词：城市轨道交通节能优化粒子群算法追踪运行

石太客运专线区间运行方向电路分析及改进建议

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铁道通信信号 2009年第10期45卷 46-47页

作者：郭庆速郭建哲北京铁路局石家庄电务段石家庄高级工程师050000

石太客运专线于2009年4月开通运行,信号设备采用法国安萨尔多公司SEI联锁系统,区间为双线双向自动闭塞。列车正向运行时为追踪运行,反向运行时为自动站间闭塞。在区间空闲的情况下,正常运行方向的建立及锁闭是通过发车站办理发车进路而... 详细信息

石太客运专线于2009年4月开通运行,信号设备采用法国安萨尔多公司SEI联锁系统,区间为双线双向自动闭塞。列车正向运行时为追踪运行,反向运行时为自动站间闭塞。在区间空闲的情况下,正常运行方向的建立及锁闭是通过发车站办理发车进路而实现的,即随着发车进路的建立,实现区间运行方向的建立及锁闭。若因故(如区间轨道电路故障)不能正常向区间发车时,两端站应通过辅助操作办理以确立运行方向。即发车站排列发车进路的同时,对方站按压取消方向按钮。该设备总体看来技术先进、集成度高、结构简单、维修方便,但是,在区间运行方向电路设计上,还有更臻完善的空间。本文结合现场全面试验的第一手资料,通过分析比较,提出如下改进建议。图1为石太客专区间运行方向示意图,甲为上行方面,乙为下行方面。区间信号机进行了简化,其他符号在文中说明。图1区间运行方向示意图1采取防错办措施1.1现象如图1,当甲站排列下行发车进路且出站信号XⅠ开放后,区间即建立了下行运行方向。若甲站人员不慎,误碰本站SN进站口处的取消方向按钮SNQFA,本站出站信号XⅠ即关闭,造成正在下行线运行中的列车有可能停车或冒进信号。与此相同,当乙站排列上行发车进路且出站信号SⅠ开放后,区间...

关键词：运行方向客运专线电路分析区间联锁系统信号设备自动闭塞追踪运行

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城市轨道交通多列车运行模拟系统研究

交通运输系统工程与信息 2005年第1期5卷 79-82页

作者：刘剑锋丁勇刘海冬程文毅毛保华何天健北京交通大学交通运输学院北京100044 香港理工大学电机工程系

探讨了开发城市轨道交通多列车运行模拟系统的关键问题 .研制了可用于多列车运行模拟、牵引计算、方案评价的模拟系统 ,该系统采用面向对象的方法和模块化的设计 ,具有良好的可扩展性 .重点介绍了模拟系统的总体结构设计和多列车追踪运... 详细信息

探讨了开发城市轨道交通多列车运行模拟系统的关键问题 .研制了可用于多列车运行模拟、牵引计算、方案评价的模拟系统 ,该系统采用面向对象的方法和模块化的设计 ,具有良好的可扩展性 .重点介绍了模拟系统的总体结构设计和多列车追踪运行的计算模型 .此外 ,本文以实际线路为背景 ,对多列车的运行过程进行了模拟 ,模拟结果表明 ,系统可用于分析列车安全运行间隔、研究多列车运行时相互间的影响、研究不同的信号显示制式对列车运行的影响等 .

关键词：列车运行城市轨道交通列车安全运行牵引计算模拟系统追踪运行信号显示面向对象可扩展性模块化

基于HTCPN的列车追踪车地通信过程建模研究

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铁道标准设计 2016年第9期60卷 146-151页

作者：张娟娟吴昕慧任国彬王维华柳州铁道职业技术学院电子技术学院广西柳州545616 陕西交通职业技术学院信息工程系西安710018

为了对高速铁路移动闭塞系统(Moving Automatic System,简称MAS)进行更加精确的仿真,利用CPN Tools建立高速铁路列车追踪运行车地通信过程的CPN模型,应用CPN ML语言模拟无线通信模型中数据包的丢包现象;引入时间标志对模型中数据传输的... 详细信息

为了对高速铁路移动闭塞系统(Moving Automatic System,简称MAS)进行更加精确的仿真,利用CPN Tools建立高速铁路列车追踪运行车地通信过程的CPN模型,应用CPN ML语言模拟无线通信模型中数据包的丢包现象;引入时间标志对模型中数据传输的时间特性进行分析。仿真过程中为模型各个控制环节定义数据采集监控器,连续仿真3次分析追踪运行车地通信信息传输的时间特性。结果表明:该分析方法可以得到准确的性能分析报告,仿真结果对高速铁路中MAS系统开发阶段的形式化验证具有一定的借鉴意义。

关键词：高速列车追踪运行车地通信 HTCPN 性能分析