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国外铁路列车自动运行系统(ATO)技术进展

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铁路计算机应用 2024年第7期33卷 85-90页

作者：无中国铁道学会智能铁路委员会中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术信息研究所

列车自动运行系统(ATO,Automatic Train Operation)的核心是列车自动驾驶系统,它能够根据地面信息、列车位置和速度等信息,自动控制列车的速度和运行方向。ATO研究、试验和应用较多的国家主要有德国、法国、英国、日本等,主要工程应用... 详细信息

列车自动运行系统(ATO,Automatic Train Operation)的核心是列车自动驾驶系统,它能够根据地面信息、列车位置和速度等信息,自动控制列车的速度和运行方向。ATO研究、试验和应用较多的国家主要有德国、法国、英国、日本等,主要工程应用是英国泰晤士铁路、德国斯图加特运输节点,主要设备厂家是阿尔斯通、西门子和泰雷兹。

关键词：斯图加特运行方向国外铁路阿尔斯通 ATO 泰雷兹运输节点

基于高阶响应面和NSGA-III的卷钢托架多目标优化

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铁道科学与工程学报 2024年

作者：潘帅袁舜周宝宪王振东闫帅帅北京交通大学交通运输学院中国外运宁夏有限公司安全技术部中国铁路兰州局集团有限公司银川铁路物流中心中国铁道科学研究院集团有限公司

为将托架优化问题中复杂的非线性隐式关系转化为显式函数，提出基于白箱系统理论的高阶响应面模型进行多目标优化，大幅降低了技术门槛，简单实用、精准度高，更容易被现场理解、接受。制定集重装车方案，进行静载、冲撞仿真和强度试验... 详细信息

为将托架优化问题中复杂的非线性隐式关系转化为显式函数，提出基于白箱系统理论的高阶响应面模型进行多目标优化，大幅降低了技术门槛，简单实用、精准度高，更容易被现场理解、接受。制定集重装车方案，进行静载、冲撞仿真和强度试验，检验仿真可靠性。采用基于AE势能准则和自适应遗传算法组合优化的最优拉丁超立方取样方法，创建高维参数空间矩阵。利用最小二乘回归法创建含交叉项的四阶响应面模型，并通过k折交叉验证评估不同代理模型精度。采用Sobol法量化各参数对不同响应的一阶、二阶、全局灵敏度及交互效应，深入探索各参数及其二阶交叉项对响应的影响。搭载NSGA-III获得Pareto解集。结合我国铁路卷钢运输特点，运用秩和比法赋予各响应权重矩阵，获得不同设计偏好下的最优解。研究结果表明：仿真与实测值误差低于10%，仿真准确可靠。最优拉丁环境下，系统最小势能是0.41，相较于普通拉丁降低了22.6%，样本点分布合理。高阶响应面误差低于4.5%，精度满足工程需要。从各权重矩阵中，选择方案4作为最优设计，与原方案相比，托架质量降低了9.89%，两工况最大应力分别降低了6.79%、14.36%，托架符合铁路货运安全需求。研究结果有望为同类托架设计、改进等领域提供关键技术支撑和工程参考。

关键词：卷钢托架高阶响应面强度试验 k折交叉验证 Sobol法 NSGA-III

基于位串的调车线受限站顺编组调车问题优化方法

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铁道学报 2024年第7期46卷 1-14页

作者：赵军廖代富陈诚彭其渊西南交通大学交通运输与物流学院四川成都611756 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611756 中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081

编组调车是铁路车站的主要日常工作之一,研究其优化方法对于提高车站编组调车作业效率和运输生产质量具有重要作用。研究调车线数量及能力受限下将一列车列按站顺编组为一列车列的编组调车问题,拓展基于位串的调车原理,使用两个0⁃1矩阵... 详细信息

编组调车是铁路车站的主要日常工作之一,研究其优化方法对于提高车站编组调车作业效率和运输生产质量具有重要作用。研究调车线数量及能力受限下将一列车列按站顺编组为一列车列的编组调车问题,拓展基于位串的调车原理,使用两个0⁃1矩阵准确表示站顺编组调车作业计划;分别设计全线和留线位串法,在前者所有调车线循环连挂,在后者除列车编成线外剩余调车线循环连挂。为两类位串法设计统一的两阶段计算方法,按字典序最小化连挂钩数、调动车数、占用调车线数和溜放钩数。第一阶段给定连挂钩数与可用调车线集合,构建以调动车数最小为目标的0⁃1线性规划模型确定有效矩阵,通过逐步增加连挂钩数和缩减调车线集合迭代求解模型,直到达到预设条件;第二阶段定制3个规则进一步减少第一阶段获得有效矩阵的调动车数和溜放钩数。收集既有编组调车方法设计的多个算例,验证本文所提方法相比于既有方法的优越性。

关键词：铁路运输行车组织调车工作位串两阶段法

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城际铁路智能乘车码系统

铁路计算机应用 2024年第2期33卷 81-87页

作者：王兴成武婷婷甘人才李燕波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

当前,我国铁路旅客对城际铁路公交化的出行需求越来越高。为适应城际铁路旅客快速进出站、便捷支付的现实需求,设计了城际铁路智能乘车码系统。该系统实现了双离线动态乘车码生成与解析及旅客身份智能识别,旅客可随到随走,通过铁路1230... 详细信息

当前,我国铁路旅客对城际铁路公交化的出行需求越来越高。为适应城际铁路旅客快速进出站、便捷支付的现实需求,设计了城际铁路智能乘车码系统。该系统实现了双离线动态乘车码生成与解析及旅客身份智能识别,旅客可随到随走,通过铁路12306支付宝小程序扫码进出站,显著提高了旅客出行效率。此外,依托铁路电子支付平台的支付结算能力及支付宝金融产品的支付与风控能力,通过支付交易多重加密与验证及完善的交易对账及差异处理,实现旅客电子支付账户免密代扣及支付宝垫资保付,既保证了旅客支付的便捷性、安全性和风险可控性,也确保了中国国家铁路集团有限公司运输收入准确无误。该系统已在中国铁路广州局集团有限公司成功应用,实现铁路旅客先乘车后支付的出行体验,促进铁路客运服务方式转型和铁路客运服务水平的提升。

关键词：城际铁路铁路12306 乘车码先乘车后支付异常处理交易对账

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铁路桥梁病害信息化管理系统设计

铁路计算机应用 2024年第4期33卷 39-44页

作者：李超朱宏伟姜子清张文达刘浩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

针对铁路桥梁维修天窗点短、病害多样、智能化水平不足等问题,设计基于大数据、人工智能等新一代信息技术的铁路桥梁病害信息化管理系统。通过建立数据知识库体系和编码体系,结合决策管理方法,实现对病害信息的可视化呈现、数字化处理... 详细信息

针对铁路桥梁维修天窗点短、病害多样、智能化水平不足等问题,设计基于大数据、人工智能等新一代信息技术的铁路桥梁病害信息化管理系统。通过建立数据知识库体系和编码体系,结合决策管理方法,实现对病害信息的可视化呈现、数字化处理、智能化分析、标准化整合及规范化存储与管理,提升铁路桥梁病害管理水平,为铁路桥梁安全提供技术支撑。

关键词：铁路工程桥梁病害信息技术信息化管理系统人工智能

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铁路施工组织设计智能管理关键技术及应用

中国铁路 2024年第07期 48-58页

作者：魏强解亚龙黄成峰刘红良聂现会师圆圆京津冀城际铁路投资有限公司北京交通大学经济管理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北京经纬信息技术有限公司

施工组织设计管理作为铁路工程建设的核心环节，其科学性和先进性直接关系到工程的进度、成本和施工质量。对铁路施工组织设计管理的特征及工作内容进行全面分析，提出构建铁路工期指标库、施工组织计划智能编制、施工组织信息化管理的... 详细信息

施工组织设计管理作为铁路工程建设的核心环节，其科学性和先进性直接关系到工程的进度、成本和施工质量。对铁路施工组织设计管理的特征及工作内容进行全面分析，提出构建铁路工期指标库、施工组织计划智能编制、施工组织信息化管理的铁路施工组织设计智能管理思路。详细阐述施工工期指标体系的构建过程，包括施工工期指标的多层次、多渠道、多维度调研分析，以及铁路施工工期指标关联性分析。探讨铁路工期预测模型的建立，提出复合工期预测模型的概念；提出铁路施工组织计划智能化编排引擎的构建方法，明确施工组织设计审查与评价的内容和方法；提出施工组织设计智能化管理系统架构以及融合信息新技术的铁路施工组织设计关键技术。研究成果旨在为实现施工组织的智能化管理、确保项目目标的顺利完成提供支撑。

关键词：智能高铁施工组织设计智能管理系统架构工期指标库计划编制施工组织评价风险管理

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钢轨擦伤形成机理、检测与防治综述

交通运输工程学报 2024年第2期24卷 65-84页

作者：侯博文乔林川高亮秦家栋刘秀波马超智北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044 北京交通大学轨道交通安全协同创新中心北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

针对铁路运营过程中存在的钢轨擦伤问题,从擦伤的深度、裂纹扩展角度、尺寸等方面总结了擦伤的具体形态特征,论述了钢轨擦伤的扩展过程;系统分析了钢轨擦伤的形成机理,从塑性变形和热致相变2个成因角度分析了轮轨接触压力、接触区应力... 详细信息

针对铁路运营过程中存在的钢轨擦伤问题,从擦伤的深度、裂纹扩展角度、尺寸等方面总结了擦伤的具体形态特征,论述了钢轨擦伤的扩展过程;系统分析了钢轨擦伤的形成机理,从塑性变形和热致相变2个成因角度分析了轮轨接触压力、接触区应力应变、接触区温度变化在擦伤形成过程中的作用机制;从机车车辆性能、线路参数、轨道类型等方面明确了影响钢轨擦伤发展的主要因素;调研了基于轴箱加速度等不同方式的钢轨擦伤现场检测方法,对比分析了各种方法在擦伤检测方面的适用性;结合擦伤的形成机理与影响因素,从车辆牵引/制动控制、钢轨打磨等角度分析了擦伤防治的有效措施与策略。研究结果表明:目前对于钢轨擦伤形成机理及发展过程的研究主要采用现场调研、样本试验模拟和数值仿真等手段;由轮轨之间的大蠕滑、滑动状态所引起的钢轨母材极限变形、热致相变是钢轨擦伤形成的主要原因,列车运行状态、线路平纵断面参数和线下基础类型等因素会影响轮轨之间的接触状态,从而诱发擦伤的形成和发展;按照钢轨擦伤的检测方式划分,目前主要可采用轴箱加速度响应法、频响函数法与涡流探测法等,但各类检测方法的精度对于不同程度的擦伤有一定差别;针对钢轨擦伤的防治方面,在擦伤形成之前,控制列车牵引/制动过程中的轮轨黏着超限对于预防擦伤较为有效,在擦伤形成后,根据擦伤的不同程度可通过分级打磨或换轨等方式来降低安全隐患。

关键词：铁道工程钢轨擦伤形成机理影响因素防治措施

铁路货物装卸机械人机安全防撞智能预警系统设计

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铁道货运 2024年第1期42卷 26-30页

作者：杨广全杨旭史村中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司货运部北京100844

在分析铁路货物装卸机械视野盲区、视线遮挡或视线不良、超速及人的不安全因素等铁路货物装卸作业人机碰撞事故因素的基础上,基于机器视觉、卷积神经网络、数据传输、卫星定位等技术,构建铁路货物装卸机械人机安全防撞智能预警系统技术... 详细信息

在分析铁路货物装卸机械视野盲区、视线遮挡或视线不良、超速及人的不安全因素等铁路货物装卸作业人机碰撞事故因素的基础上,基于机器视觉、卷积神经网络、数据传输、卫星定位等技术,构建铁路货物装卸机械人机安全防撞智能预警系统技术方案,选用日夜全彩网络型高清工业摄像机,研制图像处理器,开发设计铁路货物装卸机械人机安全防撞智能预警系统,实现行人的自动实时识别、定位和报警,防止装卸机械与人员相撞,能有效避免人身伤亡事故发生,并将人机冲突信息传输到远程监测中心存储,为人机冲突信息的统计和查询提供数据支持。

关键词：铁路货运装卸机械人机安全防撞智能技术

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浩吉铁路调度系统优化研究

铁道货运 2024年第3期42卷 7-11,17页

作者：程文毅王永吉王太刘新和中国铁道科学研究院集团有限公司运输及经济研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司运输调度指挥中心北京100844 中国铁路西安局集团有限公司调度所陕西西安710054

铁路运输调度担负着保障运输安全、组织客货运输、保证国家重点运输、提高客货服务质量的重要责任,调度系统是实施日常运输生产指挥和组织的重要工具和抓手。通过分析浩吉铁路调度系统的业务场景、创新思路、实现功能等,并结合现场实际... 详细信息

铁路运输调度担负着保障运输安全、组织客货运输、保证国家重点运输、提高客货服务质量的重要责任,调度系统是实施日常运输生产指挥和组织的重要工具和抓手。通过分析浩吉铁路调度系统的业务场景、创新思路、实现功能等,并结合现场实际应用情况提出了基础数据共享不足、功能应用还需完善、智能化水平还需提升等问题,并从打通相关信息系统的数据接口,完善计划自动生成、优化调整、动态监测、统计评价等功能,提升智能辅助决策水平等方面提出了系统优化建议,为持续提升系统功效,深化数业融合、数智赋能提供支撑。

关键词：浩吉铁路智能综合调度系统调度计划一体化数据共享系统优化