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基于5G-R的CTCS3-300H型列控车载设备车地无线通信冗余技术方案

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中国铁路 2024年第8期 90-96页

作者：王猛赵志鹏北京华铁信息技术有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所

随着铁路移动通信由GSM-R向5G-R演进，基于GSM-R的CTCS-3级列控系统车地无线通信技术面临更新替代的问题。根据近年来5G-R承载CTCS-3级列控系统车地无线通信业务研究取得的成果，为充分利用5G-R的优势，将5G-R下CTCS-3级列控系统车地无... 详细信息

随着铁路移动通信由GSM-R向5G-R演进，基于GSM-R的CTCS-3级列控系统车地无线通信技术面临更新替代的问题。根据近年来5G-R承载CTCS-3级列控系统车地无线通信业务研究取得的成果，为充分利用5G-R的优势，将5G-R下CTCS-3级列控系统车地无线通信由单链路改为双链路冗余技术。以CTCS3-300H型列控车载设备为研究对象，分析车地无线通信冗余技术的适应性，研究车地无线通信的系统架构，以及不同网络制式下的移交方案等，提出适合于CTCS3-300H型列控车载设备的车地无线通信冗余技术实现方案。研究成果为CTCS-3级列控系统在5G-R下实现车地无线通信冗余技术提供思路和借鉴。

关键词：列控车载设备车地无线通信冗余 5G-R CTCS3-300H

高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤试验研究

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 287-296页

作者：王州龙徐金鹏靳邵云麦瑞坤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工程中心(中国铁道科学研究院集团有限公司) 北京100081 北京华铁信息技术有限公司北京100081 西南交通大学电气工程学院四川成都611756

本文提出一种关于高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤检测及判定方法,是对当前高速铁路信号设备通信接口雷击试验及检测方法的优化和完善。首先,对雷电波频谱进行了分析,确定了信号设备通信接口雷击试验波形和检测电路。然后,选取Z... 详细信息

本文提出一种关于高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤检测及判定方法,是对当前高速铁路信号设备通信接口雷击试验及检测方法的优化和完善。首先,对雷电波频谱进行了分析,确定了信号设备通信接口雷击试验波形和检测电路。然后,选取ZPW-2000A轨道电路系统的CAN通信接口器件PCA82C250和编码读取电路的光耦TLP621-4作为试验对象,按电压幅值由低到高分别对其进行雷电冲击试验。试验结果表明:PCA82C250横向雷电冲击损坏电压约为88V,纵向雷电冲击损坏电压约为48V;光耦采集电路中,直接对光耦进行雷电冲击时,雷电冲击损坏电压约为140V;在雷电冲击点与光耦间串入4.7kΩ电阻后,雷电冲击损坏电压约为800V,故增加器件的输入阻抗,可以提高耐雷电冲击水平。最后,讨论分析了信号设备通信接口器件的雷击过电压损伤特性,分析结果表明:信号设备通信接口器件的雷击过电压损伤特性分为3个阶段,即正常阶段、临界损伤阶段和损坏阶段;信号设备通信接口器件存在冲击损坏积累效应,当器件处于临界损伤阶段时,仍可进行数据传输,但输出信号与正常阶段不一致。信号设备通信接口器件雷击过电压损伤检测,应按电压幅值由低到高进行雷电冲击试验,以冲击时是否有击穿现象和通信线上信号电平是否发生异常作为损伤判定的基本依据,并结合相应测试标准等,做出科学准确的判断。

关键词：高速铁路信号设备通信接口雷击过电压损伤

智能调度区段行调业务人机协同机制分析及优化对策研究

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铁道运输与经济 2024年第6期46卷 27-33页

作者：张涛王振东赵宏涛齐威王心浩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 中国铁道科学研究院集团有限公司北京华铁信息技术有限公司北京100081

推进行调业务智能化是落实“智慧铁路”发展战略的重要举措。智能调度区段行调业务主体包含行车调度员和智能调度集中系统,行调业务智能化伴随着人机协同机制的革新。在技术装备阶段性发展的背景下,及时优化人机协同机制对于促进行调业... 详细信息

推进行调业务智能化是落实“智慧铁路”发展战略的重要举措。智能调度区段行调业务主体包含行车调度员和智能调度集中系统,行调业务智能化伴随着人机协同机制的革新。在技术装备阶段性发展的背景下,及时优化人机协同机制对于促进行调业务智能化高质量发展具有重要意义。以京张高速铁路智能调度集中系统开通以来的运用情况为基础,分析智能调度区段行调业务人机协同机制现状及面临的问题,立足当前技术水平发展阶段和行车调度员工作模式需逐步优化的客观事实,从多源异构信息智能展示、列车运行图智能调整、安全卡控方面进行分析并给出人机协同优化对策,着力加速智能调度集中系统技术演进,及时释放现阶段技术发展红利,最大化提升智能装备运用效果。

关键词：行调智能调度区段人机协同优化对策调度集中系统

基于复杂网络演化博弈的无线传感器网络入侵检测方法

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电子测量与仪器学报 2024年

作者：王心怡行鸿彦史怡侯天浩郑锦程南京信息工程大学电子与信息工程学院中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所

针对无线传感器网络资源受限和入侵检测系统策略优化问题，本文提出一种基于复杂网络演化博弈的无线传感器网络入侵检测方法。结合小世界模型理论，模拟网络节点之间的连接关系，在不改变节点原有关系的前提下增强网络连通性并降低传输... 详细信息

针对无线传感器网络资源受限和入侵检测系统策略优化问题，本文提出一种基于复杂网络演化博弈的无线传感器网络入侵检测方法。结合小世界模型理论，模拟网络节点之间的连接关系，在不改变节点原有关系的前提下增强网络连通性并降低传输能耗；构建关于簇头节点和恶意节点的无线传感器网络攻防博弈模型，通过收益矩阵计算节点收益，利用奖惩机制描述节点在博弈过程中选择不同策略的收益变化；引入经验加权吸引力学习算法改进传统博弈的策略更新规则并将该算法应用于入侵检测系统，使得簇头节点能够动态更新策略选择，得到不同条件下的入侵检测最优策略。实验结果表明，与传统方法相比，所提算法的簇头节点检测策略扩散深度可以达到79%，该算法下簇头节点在保障自身检测收益的同时尽可能选择检测传感器网络中出现的攻击，保证网络检测率并减少网络各类资源的消耗。

关键词：无线传感器网络入侵检测演化博弈复杂网络小世界模型理论

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匈塞铁路道口限速防护方案

中国铁路 2024年第4期 92-97页

作者：李亮李铮郑泽熙刘皓玮李博范楷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 北京华铁信息技术有限公司北京100081

针对匈塞铁路道口通过速度的安全防护需求,以匈塞铁路匈牙利段使用的铁路道口为研究对象,提出满足匈牙利项目应用需求的铁路道口限速设计与实现方案。通过对道口通过速度防护的应用需求分析,设计基于欧标应答器和无线闭塞中心(RBC)的道... 详细信息

针对匈塞铁路道口通过速度的安全防护需求,以匈塞铁路匈牙利段使用的铁路道口为研究对象,提出满足匈牙利项目应用需求的铁路道口限速设计与实现方案。通过对道口通过速度防护的应用需求分析,设计基于欧标应答器和无线闭塞中心(RBC)的道口限速防护功能,包括功能定义、接口架构及详细设计方案等;对道口限速防护功能应用的安全性开展调查研究,从系统运营和逻辑防护等层面设计相应的安全条件和安全防护。通过研究欧洲先进铁路道口控制系统,有利于我国铁路道口设备提高安全性和自动化水平,为我国铁路道口控制系统及设备在欧洲国家铁路项目中推广应用奠定了基础。

关键词：匈塞铁路铁路道口限速防护欧标应答器 RBC

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城际/市域铁路CTCS2+ATO系统自动折返技术研究

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铁道标准设计 2024年第5期68卷 170-177页

作者：李珍萍臧永立易海旺周博渊王一阁惠子南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 北京华铁信息技术有限公司北京100081

为解决城际/市域铁路运用CTCS2+ATO系统因折返时间过长难以满足公交化运营需求问题,主要对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能进行研究。首先,对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能的系统结构进行深入分析,明确系统各设备优化的功能;进而,对自... 详细信息

为解决城际/市域铁路运用CTCS2+ATO系统因折返时间过长难以满足公交化运营需求问题,主要对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能进行研究。首先,对CTCS2+ATO系统实现自动折返功能的系统结构进行深入分析,明确系统各设备优化的功能;进而,对自动折返各场景下设备工作流程及信息交互进行详细设计,在选定车辆参数和线路参数条件下对自动折返各阶段耗时进行理论分析,计算得到站后自动折返理论总耗时152 s,满足公交化运营需求;最后,通过城际/市域铁路CTCS2+ATO系统实验室测试平台对自动折返功能进行测试验证,测试结果表明,本文所述自动折返方案有效,站后折返总耗时仅158 s,与理论计算耗时相近,且相对人工折返可大幅缩短折返时间,提高折返效率,对城际/市域铁路CTCS2+ATO系统满足公交化运营需求具有重要意义。

关键词：城际/市域铁路 CTCS2+ATO系统自动折返折返时间技术研究

智能高速铁路中基于低轨卫星网络的通信关键技术研究

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铁道学报 2024年第8期46卷 69-77页

作者：张嘉驰刘留周涛蔺伟梁轶群山东警察学院警务信息系山东济南250200 北京交通大学电子信息工程学院北京100044 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

智能高速铁路是构建现代综合交通运输体系的重要组成部分,建立支持高移动性、高速率、高可靠性、高实时性的通信链路是列车安全运行的基石。针对高速铁路空间跨度范围大、轨旁通信设备成本高、越区切换频繁等问题,探讨基于低轨卫星互联... 详细信息

智能高速铁路是构建现代综合交通运输体系的重要组成部分,建立支持高移动性、高速率、高可靠性、高实时性的通信链路是列车安全运行的基石。针对高速铁路空间跨度范围大、轨旁通信设备成本高、越区切换频繁等问题,探讨基于低轨卫星互联网技术实现车地通信的可能性及关键技术。分析智能高速铁路通信业务需求并根据不同的业务类型采用对应的专网或公网进行承载。研究了基于公网卫星互联网络的高速铁路无线接入架构。并在此基础上进一步探讨了面向智能高速铁路的卫星接入与低时延传输、星地链路多普勒频偏、星内/间波束切换等关键技术,以期实现低时延、高可靠的星地通信链路。

关键词：智能高速铁路低轨卫星网络无线接入低时延传输多普勒频偏波束切换

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铁路5G-R基站天线运用技术分析

中国铁路 2024年第8期 32-38页

作者：王芳欧阳智辉姜博中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所

概括性描述基站天线的结构及基本技术参数，结合铁路5G-R基站规格，对板状天线、龙伯透镜天线、创新一体化天线3种类型天线的技术特性开展研究，并对3种天线的优缺点进行对比分析，给出5G-R系统基站天线选型建议；根据铁路5G-R基站的特... 详细信息

概括性描述基站天线的结构及基本技术参数，结合铁路5G-R基站规格，对板状天线、龙伯透镜天线、创新一体化天线3种类型天线的技术特性开展研究，并对3种天线的优缺点进行对比分析，给出5G-R系统基站天线选型建议；根据铁路5G-R基站的特殊运用方式，提出天线与RRU的连接方式，并对天线接口类型进行分析比较；为满足5G-R系统智能运维需求，提出天线信息化管理模块配置建议。研究成果对铁路5G-R基站天线选型和运用具有参考意义。

关键词： 5G-R 基站天线波束赋形透镜一体化天线选型

珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统功能优化研究

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铁道标准设计 2024年第8期68卷 180-186,208页

作者：阮厚文李珍萍易海旺惠子南周博渊王一阁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 北京华铁信息技术有限公司北京100081

近年来,随着粤港澳大湾区的快速发展,区域内城市间客流快速增长,城际铁路对运输效率的要求也越来越高。移动闭塞和自动折返技术是信号系统提升铁路运输效率的重要发展方向,可有效缩短列车区间追踪间隔和折返站折返间隔,从而提高线路的... 详细信息

近年来,随着粤港澳大湾区的快速发展,区域内城市间客流快速增长,城际铁路对运输效率的要求也越来越高。移动闭塞和自动折返技术是信号系统提升铁路运输效率的重要发展方向,可有效缩短列车区间追踪间隔和折返站折返间隔,从而提高线路的运输能力和效率。目前,移动闭塞技术和自动折返尚未在城际铁路得到运用。根据移动闭塞和自动折返的技术现状,对既有珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统功能优化的可行性进行深入分析,提出了珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统实现移动闭塞和自动折返的列控系统总体架构。最后,重点介绍了CCS闭塞方式切换、行车许可计算、自动折返功能优化和折返流程等方面的工作原理。结果表明,在既有珠三角城际铁路CTCS2+ATO列控系统改动较小的情况下实现移动闭塞和自动折返是可行的,对提升珠三角城际铁路线路运输效率具有重要意义。

关键词：城际铁路 CTCS2+ATO 移动闭塞自动折返功能优化