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道岔护轨间隔和翼轨间隔限值合理性分析与优化

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 102-111页

作者：王璞赵振华葛晶马俊琦王树国刘孝寒中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 铁科(北京)轨道装备技术有限公司北京102202 柏林工业大学设计建造环境学院柏林13355

针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化... 详细信息

针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化方法。研究结果表明:道岔护轨位置脱轨的主要原因为车轮冲击护轨开口段导致护轨螺栓松动、护轨低头、顶部磨耗,最终造成车轮爬上护轨脱轨;现场养护维修中,护轨、翼轨间隔分布较离散,合格率较低,为68.97%~73.83%;目前的翼轨间隔限值安全裕量较大,可适当放松,为现场维修提供方便;与同号码复式交分道岔相比,单开道岔护轨开口段轮轨冲击概率略小;随着道岔号码的增大,护轨开口段冲击概率呈减小趋势;目前的护轨间隔限值设置可将车轮冲击直向护轨以及侧向护轨跟端开口段的概率控制在12%以内,但并不能有效防止侧向护轨趾端开口段的轮轨冲击,概率仍高达53.85%~75.00%;实际养护维修过程中,建议将护轨间隔限值修改为1365 mm,可满足大部分主型道岔的需求,有效减少和避免护轨趾端开口段的轮轨冲击。

关键词：铁道工程普速铁路道岔脱轨机理护轨间隔翼轨间隔现场试验

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

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数字孪生技术在高速铁路地震预警系统中的应用研究

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铁道运输与经济 2024年第3期46卷 115-124页

作者：胡兆冰杨林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

高速铁路地震预警系统是实现高铁沿线地震监测与预警的复杂控制系统。针对高速铁路地震预警系统大规模工程化应用带来的运维复杂的问题,研究提出了包含物理系统、虚拟系统、孪生数据库、对外服务以及各模块间关联的高速铁路地震预警系... 详细信息

高速铁路地震预警系统是实现高铁沿线地震监测与预警的复杂控制系统。针对高速铁路地震预警系统大规模工程化应用带来的运维复杂的问题,研究提出了包含物理系统、虚拟系统、孪生数据库、对外服务以及各模块间关联的高速铁路地震预警系统数字孪生模型,并实现了物理系统、虚拟系统和孪生数据库建模,构建了由物理系统数据采集、3D可视化建模、故障诊断与预测等模块组成的技术架构体系,阐明了基于数字孪生技术的高速铁路地震预警系统可实现远程操控、智能维护、可视化展示和供应链优化等功能,从而有效提高高速铁路地震预警系统的可用性和维护水平,为高速铁路地震预警系统数字化和智能化提供参考。

关键词：数字孪生高速铁路地震预警远程操控智能维护 3D可视化

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面向数据隐私的高速铁路智能调度大数据运用方案研究

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铁道运输与经济 2024年第6期46卷 81-86,96页

作者：赵宏涛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

为解决高速铁路智能调度大数据运用过程中,数据隐私安全导致的数据共享意愿降低和数据决策效果减弱等影响大数据价值发挥的缺陷,在既有云边协同框架下,借助联邦学习和对抗式生成网络技术,设计面向数据隐私的高速铁路智能调度大数据运用... 详细信息

为解决高速铁路智能调度大数据运用过程中,数据隐私安全导致的数据共享意愿降低和数据决策效果减弱等影响大数据价值发挥的缺陷,在既有云边协同框架下,借助联邦学习和对抗式生成网络技术,设计面向数据隐私的高速铁路智能调度大数据运用方案。在现状分析基础上,重新构建系统架构和数据交互规范;增设边缘节点的样本层和决策层实现样本构造和决策输出,完善中心云的数据层和调度层实现数据汇集和数据调度;虚拟划定的数据运用区域对内安全共享隐私数据和学习模型,对外提供行车辅助决策支持。方案进一步改善智能调度大数据的计算效能和数据隐私安全效能,充实“智能高铁”理论技术创新内容,加快高速铁路运输组织调度的数字化智能化建设步伐。

关键词：智能调度大数据运用数据隐私安全边缘节点联邦学习对抗式生成网络

高速铁路智能CTC多区段列车运行协同调整方法研究

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中国铁路 2024年第3期 38-43页

作者：王振东赵宏涛王心浩潘帅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 北京交通大学交通运输学院北京100044

为破解调度集中系统(CTC)在多区段调整方面的技术瓶颈,支撑智能高铁2.0时代多线成网运营的智能化行车调度运用场景,梳理并分析现阶段CTC智能调整方面的研究成果及问题,明确了调度管理边界及CTC系统边界将长期存在的客观性,从模型构建、... 详细信息

为破解调度集中系统(CTC)在多区段调整方面的技术瓶颈,支撑智能高铁2.0时代多线成网运营的智能化行车调度运用场景,梳理并分析现阶段CTC智能调整方面的研究成果及问题,明确了调度管理边界及CTC系统边界将长期存在的客观性,从模型构建、动态协同联盟定界机制、求解算法等方面对多区段调整方法进行探讨。立足于CTC系统现状及规划实施的智能化技术路线,从多区段调整业务主体、信息存储、相关信息综合利用技术、动态信道分配等方面,分析CTC承载多区段调整业务的可行性及技术研究路线。分析研究结果表明:基于智能CTC的多区段列车运行协同调整方法研究具有较强的可行性和紧迫性。分析过程及相关结论对大范围智能行车调度的深入研究具有参考价值。

关键词：高速铁路智能CTC 行车调度协同调整多区段调整模型

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

铁路车站光伏储能系统设计及生命周期环境经济分析

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铁道运输与经济 2024年

作者：石锦扬张金英周岩梅马丁捷赵一帆李雅琪刘北胜北京交通大学交通运输学院北京交通大学环境学院中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所

为探究光伏储能系统节能、减排及降本潜力，开展铁路车站太阳能光伏储能系统设计，构建全生命周期环境经济核算方法模型。以铁路车站为例，设计屋顶式光伏储能系统，核算全生命周期碳排放当量为2.62×10～3 tCO2e，仅为国家电网发电和... 详细信息

为探究光伏储能系统节能、减排及降本潜力，开展铁路车站太阳能光伏储能系统设计，构建全生命周期环境经济核算方法模型。以铁路车站为例，设计屋顶式光伏储能系统，核算全生命周期碳排放当量为2.62×10～3 tCO2e，仅为国家电网发电和可再生能源占比较高的地方电网发电碳排放当量的10%和37%；光伏储能系统全生命周期大气污染物不产生PM2.5排放，SO2和NOx大气污染物排放量分别为4.58 t和3.66 t，远低于国家电网；光伏储能系统全生命周期经济成本也最低，仅为地方电网和国家电网供电电费的20%和25%。相比于国家电网和区域电网供电方式，光伏储能供电的碳排放回收期分别为2.5年和9.3年，显著低于光伏组件使用年限25年，具有优越的环境与经济效益，为铁路车站运营供电方式选择提供借鉴。

关键词：铁路车站光伏储能系统碳排放环境经济效益

考虑计划分配优先级与干扰条件的编组站阶段计划自动编制研究

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铁道运输与经济 2024年第2期46卷 105-111,119页

作者：何占元许展瑛姚宇峰蒋继磊国能朔黄铁路发展有限责任公司运输部河北沧州062350 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

编组站到发线运用计划是编组站阶段计划核心工作之一,以适度降低现阶段人工编制计划工作量为切入点,将影响到发线运用计划分配优先级条件与干扰条件融入到发线占用资源分配优化模型中,设计股道分配规则,兼顾股道占用唯一性、均衡性等约... 详细信息

编组站到发线运用计划是编组站阶段计划核心工作之一,以适度降低现阶段人工编制计划工作量为切入点,将影响到发线运用计划分配优先级条件与干扰条件融入到发线占用资源分配优化模型中,设计股道分配规则,兼顾股道占用唯一性、均衡性等约束,以股道调整次数最少为目标,基于萤火虫算法,辅以计算机技术将其嵌入到现有的编组站调度自动化系统中对模型进行有效性验证及测试。通过选取国内某编组站一班次实际作业数据进行分析验证,实验结果表明,该模型其作业效率比常规未考虑股道优先级和股道干扰条件的自动编制方案作业效率提高近2倍,比人工编制方法效率提高近4倍,大大减少人工调整的次数,减轻作业人员的劳动强度,提升编组站运输生产效率,推动铁路调度智能化发展。

关键词：编组站阶段计划到发线运用股道分配自动编制萤火虫算法

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基于眼动和脑电特征的高速铁路行车调度员疲劳状态判别研究

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铁道运输与经济 2024年

作者：张光远王灿陈诚西南交通大学交通运输与物流学院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中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所

针对当前高速铁路行车调度员疲劳状态判别方法尚未结合多源信息的优势，提出了一种基于多源信息的高速铁路行车调度员疲劳状态判别方法，在利用支持向量机对眼动和脑电特征进行软分类作为决策层输入的基础上，结合上一时间点疲劳状态判... 详细信息

针对当前高速铁路行车调度员疲劳状态判别方法尚未结合多源信息的优势，提出了一种基于多源信息的高速铁路行车调度员疲劳状态判别方法，在利用支持向量机对眼动和脑电特征进行软分类作为决策层输入的基础上，结合上一时间点疲劳状态判别结果，利用改进的D-S证据理论进行决策层融合得到最终的判别结果。通过采集20名行车调度员的模拟实验数据对模型进行检测，结果表明：改进后的研究方法在疲劳状态判别方面准确率达到93.75%。可以看出，信息融合判别的准确率高于单纯依靠眼动和脑电特征的方法，增加上一时间点的疲劳判别结果有助于提高模型的鲁棒性和可靠性，并且改进的模型对高速铁路行车调度员疲劳状态判别具有有效性。

关键词：眼动和脑电特征高速铁路行车调度员支持向量机 D-S证据理论疲劳状态判别