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基于模型演化的列控车载设备组合测试案例重构方法

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铁道标准设计 2024年第6期68卷 214-220页

作者：刘晗熠张亚东饶畅郭进西南交通大学信息科学与技术学院成都611756 四川省列车运行控制技术工程研究中心成都611756 重庆交通大学交通运输学院重庆400074

车载设备作为列控系统的关键设备之一,其测试需求在不断迭代。测试案例重构通过更新原有组合测试集覆盖变更的测试需求,实现对测试案例的高效重用,对生成演化后的测试集具有重要意义。根据车载设备输入模型的变化情况,提出一种基于模型... 详细信息

车载设备作为列控系统的关键设备之一,其测试需求在不断迭代。测试案例重构通过更新原有组合测试集覆盖变更的测试需求,实现对测试案例的高效重用,对生成演化后的测试集具有重要意义。根据车载设备输入模型的变化情况,提出一种基于模型演化的测试集重构方法。首先,通过比较演化前后组合模型的差异性,辨识出失效和新增的测试需求,并结合测试参数、参数取值、约束可能出现的演化情况分析两类测试需求的具体构成;其次,基于演化后的组合模型,依次采取修改、扩充、新增3个步骤重构原有测试集,修改不满足变更测试需求的原有案例,扩充新增参数取值,新增案例覆盖剩余测试需求;之后,根据约束间的相容性,将互不干扰的多条约束置于1条测试案例集中处理以精简测试集;最终,得到完备覆盖所有演化后测试需求的组合测试集。以车载设备模式转换等3种场景为例,对本方法进行了验证,研究结果表明:相较于现有方法,本方法能更充分地重用原有案例,测试集总体重合度提高了7.82%,后续人工修改测试案例文档的工作量相应减少,时间成本可降低18.26%。

关键词：列控系统车载设备组合测试测试案例重构模型演化

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铁路技术站阶段计划滚动优化方法

中国铁道科学 2023年第6期44卷 206-220页

作者：马亮陈光伟郭进胡宸瀚金福才西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 四川省列车运行控制技术工程研究中心四川成都611756 中国铁路信息科技集团有限公司北京100089 中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081

针对目前铁路技术站阶段计划主流研究多聚焦于对某一固定周期进行优化、较少考虑相邻计划间动态衔接的不足,提出一种阶段计划的滚动优化方法。从计划编制、车流调配和资源占用3个方面分析技术站阶段计划的滚动编制特性;以技术站正点出... 详细信息

针对目前铁路技术站阶段计划主流研究多聚焦于对某一固定周期进行优化、较少考虑相邻计划间动态衔接的不足,提出一种阶段计划的滚动优化方法。从计划编制、车流调配和资源占用3个方面分析技术站阶段计划的滚动编制特性;以技术站正点出发的列车最多、车辆周转率最高和车站整体作业效率最高为字典序多目标,构建通用的技术站阶段计划滚动优化模型;设计带初始解的混合迭代算法求解模型;依托某技术站实际数据构造算例进行验证。结果表明:求得最优解的总耗时不超过90 s,共配流成功出发列车13列;考虑相邻计划衔接后,考虑前序阶段计划即“向前看”使满轴出发列车优先级总和增加了5.83%,考虑后序阶段计划即“向后看”使所有作业用时减少了6.91%;相比基本深度优先回溯算法和随机重启算法,混合迭代算法在求解效率上分别提高了73.8%和70.8%,在求解质量上分别提高了692.3%和77.6%。滚动优化方法得到的结果稳定性更好、更符合现实中阶段计划的连续滚动特性,且算法的求解效率更高。

关键词：铁路技术站阶段计划车流滚动优化优化模型迭代算法

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考虑动车组接续的列车运行图智能调整方法

铁道学报 2018年第8期40卷 19-27,51页

作者：周晓昭张琦许伟王涛宋鹏飞中国铁道科学研究院北京100081 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 中国铁道科学研究院通信信号研究所北京100081

为提高列车晚点情况下高速铁路调度指挥系统应急处置的效率,实现列车运行图智能调整,本文结合具有大量始发终到作业车站所在的调度区段动车组接续的特点,建立考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型,采用基于改进的和声搜索算... 详细信息

为提高列车晚点情况下高速铁路调度指挥系统应急处置的效率,实现列车运行图智能调整,本文结合具有大量始发终到作业车站所在的调度区段动车组接续的特点,建立考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型,采用基于改进的和声搜索算法对所建立的模型进行求解。以京津城际延伸线(天津站至于家堡站)实际应用情况构造仿真实例,对4种模拟运行干扰场景下的列车运行图实时调整方案进行求解。仿真结果表明考虑动车组接续的高速铁路列车运行图智能调整模型及所采用的求解算法,能够减小晚点时间并抑制晚点传播,具有可行性和有效性。

关键词：高速铁路列车运行调整动车组接续智能调整和声搜索算法

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基于深度学习的联锁测试序列推荐方法

铁道标准设计 2023年

作者：苏昕宇梁志国张宏扬王海峰中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所国家铁路智能运输系统工程技术研究中心(中国铁道科学研究院集团有限公司) 北京交通大学电子信息工程学院

测试序列的组织与选取是保证铁路信号联锁系统测试质量和效率的关键环节，现阶段主要采用人工方式进行，工作量大且容易遗留漏洞。通过结合专家经验及历史测试信息，提出一种基于深度学习的联锁功能测试序列推荐方法，用以辅助测试人员... 详细信息

测试序列的组织与选取是保证铁路信号联锁系统测试质量和效率的关键环节，现阶段主要采用人工方式进行，工作量大且容易遗留漏洞。通过结合专家经验及历史测试信息，提出一种基于深度学习的联锁功能测试序列推荐方法，用以辅助测试人员开展测试工作，提高测试效率。针对联锁拓扑结构特征难以通过深度学习提取和训练的问题，构建了基于站场拓扑结构的树形递归神经网络，提高模型对联锁测试数据的特征提取能力；针对联锁测试序列特点，设计加入注意力机制的编码器-解码器框架，解决模型训练时产生的信息压缩问题，提高模型对联锁逻辑及测试案例间逻辑关联的学习能力。基于实际站场数据进行了一系列对比实验，结果表明，将递归神经网络与加入注意力机制的编码器-解码器框架相结合的测试序列推荐模型在训练集及测试集精确度均高于其他模型，达到90%以上并通过测试序列的执行时间和缺陷检测速率证明了该推荐模型的可行性。

关键词：联锁系统测试序列深度学习递归神经网络站场拓扑

基于通信顺序进程与B方法的CBTC计算机联锁系统的形式化建模与验证

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中国铁道科学 2018年第3期39卷 101-109页

作者：王鲲中国铁道科学研究院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中心北京100081

针对CBTC联锁系统的复杂性,提出一种基于通信顺序进程(CSP)与B方法集成的形式化方法,即在通信顺序进程的通信事件与B方法抽象机的操作之间建立起一对一的映射关系,实现通信事件通过控制抽象机的操作、进而影响抽象机状态的目标,从而实... 详细信息

针对CBTC联锁系统的复杂性,提出一种基于通信顺序进程(CSP)与B方法集成的形式化方法,即在通信顺序进程的通信事件与B方法抽象机的操作之间建立起一对一的映射关系,实现通信事件通过控制抽象机的操作、进而影响抽象机状态的目标,从而实现通信顺序进程和B方法之间的同步。以1个实际站场为例,采用B方法对具有复杂状态空间的CBTC联锁系统的逻辑状态运算建立抽象机,采用通信顺序进程对CBTC联锁系统与外部系统的并发交互行为建立进程,并通过映射关系使CBTC联锁系统的抽象机与外部交互行为进程同步,由此建立基于通信顺序进程与B方法的CBTC联锁系统的形式化模型。采用ProB工具对建立的CBTC联锁系统模型的安全性、无死锁性进行验证。发现并修改模型中的不一致、不完全、歧义等错误,从而验证了CBTC联锁系统的安全性和无死锁性,保证了系统的最终实现。

关键词：城市轨道交通 CBTC 计算机联锁系统形式化方法通信顺序进程 B方法

基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统架构及关键技术

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中国铁道科学 2024年第1期45卷 162-177页

作者：陈冲贾利民赵天宇王得勇吴命利蔡明华北电力大学国家能源交通融合发展研究院北京102206 北京交通大学交通运输学院北京100044 北京能高自动化技术股份有限公司北京100044 北京交通大学电气工程学院北京100044

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵... 详细信息

为解决非电气化铁路采用110 kV/220 kV强网传统方案构建电气化铁路牵引供电系统难度大、成本高的问题,提出一种基于储能的以风、光等新能源为主体的新型牵引供电系统。分别从储能技术类别、工作原理、数学模型和典型应用等方面对新型牵引供电系统进行总结,阐明适配新型牵引供电系统的储能技术属性,阐述新型牵引供电系统内涵、特征和形态,并建立新型牵引供电系统的电气拓扑、测控平台、监控网络和管控逻辑架构;面向新型牵引供电系统源-荷随机强波动特征,从整体视角论述组分相互作用机理、系统稳定运行机制、能量流均衡机制和系统效能涌现机理,以及规划与优化配置、电能高效变换、能量自洽调度、效能评估和性能保持等关键技术。结果表明:建立基于储能的非电气化铁路新型牵引供电系统,可实现非电气化铁路的绿色低碳、弹性自洽、经济高效的电气化升级;为后续开展“理论研究-仿真验证-试验验证-评估优化”循环迭代的闭环研究提供参考借鉴。

关键词：新型牵引供电系统储能技术新能源非电气化铁路绿色弹性

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铁路5G-R互联互通测试体系思考

铁道标准设计 2023年第8期67卷 171-178页

作者：李德梁轶群李岸宁田园姜博汪洋北京华铁信息技术有限公司北京100081 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 国家铁路智能运输系统工程技术研究中心北京100081 中国铁道科学研究院研究生部北京100081

随着5G标准的不断完善,全球移动运营商5G网络设备已经成熟,我国铁路将5G作为铁路专网新一代移动通信技术制式,铁路专用应用设备研发正在进行,铁路5G-R设备的互联互通亟待开始,为5G-R系统的部署创造条件。依据5G-R系统架构和互联互通测... 详细信息

随着5G标准的不断完善,全球移动运营商5G网络设备已经成熟,我国铁路将5G作为铁路专网新一代移动通信技术制式,铁路专用应用设备研发正在进行,铁路5G-R设备的互联互通亟待开始,为5G-R系统的部署创造条件。依据5G-R系统架构和互联互通测试理论,给出了5G-R互联互通测试框架,创新定义一种互联互通测试方法—积木堆叠法,并使用该方法设计测试框架中“已验证5G-R系统”搭建流程,为5G-R互联互通测试提供可靠的测试系统。在此基础上,给出5G-R系统待测设备的互联互通测试接口、测试方案,同时给出互联互通测试规范设计流程,静态、动态测试环境框架,为铁路互联互通测试工作的整体设计和开展提供思路。

关键词：铁路通信 5G-R 互联互通系统架构测试架构测试接口测试规范

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基于天窗基本单元的编组站天窗方案优化研究

铁道运输与经济 2024年第4期46卷 1-8,18页

作者：廖延婷陈钉均邓洪波耿敬春潘金山西南交通大学交通运输与物流学院四川成都610031 西南交通大学综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室四川成都610031 西南交通大学综合交通大数据应用技术国家工程实验室四川成都610031 中国铁路成都局集团有限公司调度所四川成都610082 中国铁路经济规划研究院有限公司线路站场咨询部北京100844

编组站接发列车方向多、数量大,机车换挂和调车作业频繁,直接影响施工维修作业。既有固定天窗时长的天窗方案,难以兼顾维修施工作业和运输工作连续性需求,导致天窗兑现率低,增加安全隐患,研究提出基于天窗基本单元的编组站天窗方案优化... 详细信息

编组站接发列车方向多、数量大,机车换挂和调车作业频繁,直接影响施工维修作业。既有固定天窗时长的天窗方案,难以兼顾维修施工作业和运输工作连续性需求,导致天窗兑现率低,增加安全隐患,研究提出基于天窗基本单元的编组站天窗方案优化方法。根据各维修养护工种作业特性、编组站工作人员数量及效率等因素,划分天窗基本单元;考虑编组站维修养护与运输组织需求,以效用、作业完成率和天窗阈值利用率最优为目标,以时序关系为约束,建立基于阈值的天窗方案多目标优化模型,并利用数学软件进行求解;以成都北编组站为例,验证模型的有效性,结果表明,通过合理优化天窗方案,天窗兑现率达100%,有助于缓解编组站维修与运输之间的冲突。

关键词：铁路运输天窗优化策略综合天窗编组站天窗基本单元

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一种实时抗干扰的列车节能—晚点恢复模型

交通运输系统工程与信息 2018年第2期18卷 171-176页

作者：曾壹张琦陈峰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中心北京100081

列车占用、出清线路设备的时间受外部因素影响后会发生晚点现象.国内外普遍采用调整运行方案或运行曲线,即宏观或微观方法处理列车晚点问题.本文对列车晚点问题的研究现状做了详细分析,然后使用区间锁闭时间模型预测晚点增加与传播的范... 详细信息

列车占用、出清线路设备的时间受外部因素影响后会发生晚点现象.国内外普遍采用调整运行方案或运行曲线,即宏观或微观方法处理列车晚点问题.本文对列车晚点问题的研究现状做了详细分析,然后使用区间锁闭时间模型预测晚点增加与传播的范围,设计了一种实时抗干扰的列车节能—晚点恢复模型,使用微观方法避让受干扰区段,同时降低列车牵引能耗并缓解晚点现象.通过广铁集团CTC实时车次信息与相应区间参数制作的晚点场景,模型降低能耗与处理晚点的能力得到了验证.模拟计算表明:可降速的子区间越多,列车可避让的晚点时长越长;晚点较大时,则应使用更多数据或转化为宏观问题来解决.

关键词：铁路运输节能—晚点恢复模型区间锁闭时间模型晚点缓解晚点传播列车节能