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高速铁路智能运营业务提升需求与实现关键技术

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中国铁路 2024年第7期 134-144页

作者：赵帆王艳辉贾利民夏伟富北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学先进轨道交通自主运行全国重点实验室北京100044 北京交通大学北京市城市交通信息智能感知与服务工程技术研究中心北京100044 城市轨道交通运营安全管理技术及装备交通运输行业研发中心北京100044

高速铁路智能运营是现代技术在高速铁路领域的综合运用,是高速铁路发展的必然方向。在对高速铁路旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理4方面业务进行梳理分析的基础上,总结出高铁智能运营发展目标,并从旅客出行、运输组织、设备运维... 详细信息

高速铁路智能运营是现代技术在高速铁路领域的综合运用,是高速铁路发展的必然方向。在对高速铁路旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理4方面业务进行梳理分析的基础上,总结出高铁智能运营发展目标,并从旅客出行、运输组织、设备运维、运营管理出发,提出涵盖智能票务、智能服务、智能车站、智能监测、智能运维等的高铁智能运营业务提升需求体系。以“模数一体,轴面协同”为核心理念,提出包括人工智能、大数据处理、虚拟现实与增强、信息物理系统、云/雾/边缘计算以及数字孪生等在内的智能高铁运营实现关键技术,可为未来智能高铁的规划、实施及落地应用提供依据。

关键词：智能高铁智能运营旅客出行运输组织设备运维运营管理

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数据缺失下的交通流预测方法研究

武汉理工大学学报（交通科学与工程版） 2024年第2期48卷 211-217页

作者：徐东伟朱宏俊周磊杨艳芳北京市城市交通信息智能感知与服务工程技术研究中心北京100084 浙江工业大学网络空间安全研究院杭州310023 浙江工业大学信息工程学院杭州310023 交通运输部科学研究院北京100029

文中提出了一种基于节点向量-生成对抗网络的交通流预测方法.通过Node2vec方法实现路网邻接关系的重构,实现路网空间相关性的深度挖掘.基于残差图聚合机制构建了路网数据空间特征的生成器,实现了根据路网中的部分已知数据推演未来路网... 详细信息

文中提出了一种基于节点向量-生成对抗网络的交通流预测方法.通过Node2vec方法实现路网邻接关系的重构,实现路网空间相关性的深度挖掘.基于残差图聚合机制构建了路网数据空间特征的生成器,实现了根据路网中的部分已知数据推演未来路网交通流数据.采用西雅图高速路网速度数据集(Seattle)和加州路网速度数据集(PEMS)验证模型的有效性.结果表明:该模型在不同数据缺失模式、不同数据缺失率下均可以保持鲁棒的交通流预测表现.

关键词：智能交通交通流预测 Node2vec 数据缺失生成对抗网络

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地面公交运营效率与服务质量评价综述

交通运输工程与信息学报 2024年第2期22卷 1-20页

作者：周雨阳张梦瑶李长锦王旭涛刘国鹏李资资北京工业大学交通工程北京市重点实验室北京100124 北京工业大学交通运输部城市公共交通智能化行业重点实验室北京100124 北京工业大学北京市城市交通运行保障工程技术研究中心北京100124

科学评价公交服务水平是优化公交系统性能的前提,能为政策制定与管理措施的改进提供方向,对促进公共交通优先发展有重要意义。针对评价维度单一导致的系统整体水平反映不充分的问题,本文从公交系统运营效率、运营服务质量、满意度及智... 详细信息

科学评价公交服务水平是优化公交系统性能的前提,能为政策制定与管理措施的改进提供方向,对促进公共交通优先发展有重要意义。针对评价维度单一导致的系统整体水平反映不充分的问题,本文从公交系统运营效率、运营服务质量、满意度及智能化等四个方面介绍国内外的最新研究现状,归纳总结了公交系统运营效率与服务质量评价的科学问题,包括时刻表优化以及效率评价指标选取、指标主观性的弱化、目标群体的划分与研究视角的选取;归纳分类了公交运营效率与服务质量评价的研究内容与模型,运营效率评价中较多考虑线路、线网相关指标,运营服务质量评价中较多考虑基础设施相关指标,用户满意度评价中较多选取乘客感受相关指标,智能化评价中较多选取数据处理与信息服务能力相关指标;分析了不同评价维度指标选取的共性与差异性,以及交叉指标之间的相互作用对公交系统整体评价的影响。最后提出未来研究方向:构建公交服务评价体系时应考虑企业、政府与乘客三者视角,提升评价体系完备性;评价过程中需注重多模式交通特性,将系统协同化、网联化、智慧化等因素纳入指标范围,并协同考虑城市的地域特点及出行需求特点;根据技术革新及行业发展态势,对于社区公交、无障碍公交、需求响应公交等多样性的公交运营模式,公交应急服务水平与绿色出行也需构建相应指标。

关键词：城市交通公交服务评价综述运营效率服务质量满意度智能化

城市轨道交通车站运营人员行为对乘客应急疏散路径选择干预的虚拟现实仿真建模方法

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城市轨道交通研究 2024年第7期27卷 350-355页

作者：余亮陈峰王子甲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 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学北京市轨道线路安全与防灾工程技术研究中心北京100044

[目的]为有效反映城市轨道交通车站运营人员行为对疏散的实时影响,解决目前VR(虚拟现实)环境中疏散路径规划采用预定义的静态路径法,而无法揭示乘客疏散对运营人员即时行为动态响应机理的问题,提出一种运营人员行为对乘客应急疏散路径... 详细信息

[目的]为有效反映城市轨道交通车站运营人员行为对疏散的实时影响,解决目前VR(虚拟现实)环境中疏散路径规划采用预定义的静态路径法,而无法揭示乘客疏散对运营人员即时行为动态响应机理的问题,提出一种运营人员行为对乘客应急疏散路径选择干预的VR仿真建模方法。[方法]介绍了将车站物理空间描绘为路径算法可识别的抽象空间的环境建模方法,定义了能感知外部信息和自主决策的乘客智能体模型,制定了基于A算法的出口选择规则;在此基础上,考虑运营人员行为对环境的动态改变,综合实时的疏散路线长度、疏散时间和行人密度等因素,构建了动态路径规划模型;开发了VR仿真系统,以某大型综合枢纽车站为例进行仿真分析。[结果及结论]仿真分析结果表明,疏散仿真开始时,乘客智能体能根据出口选择制定全局路线,过程中能自主根据运营人员引起的动态障碍物状态变化进行实时的局部路径规划,并且随着场景内乘客数量的增加仍保持较高的响应性。说明所提方法能有效且高效地捕捉虚拟环境中的动态变化,并将其反映到乘客疏散的过程中,能为开展紧急疏散VR试验提供技术支持。

关键词：城市轨道交通车站紧急疏散动态路径规划运营人员虚拟现实

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面向6G的生成对抗网络研究进展综述

物联网学报 2024年第1期8卷 1-16页

作者：孟婵媛熊轲高博张煜樊平毅北京交通大学计算机与信息技术学院北京100044 北京交通大学高速铁路网络管理教育部工程研究中心北京100044 国网能源研究院有限公司北京102209 清华大学电子工程系北京100084

人工智能(AI,artificial intelligence)与通信技术的深度融合是6G网络的典型特征。一方面,AI为6G网络发展注入了新动力,能够有效利用网络运行产生的历史数据,使网络具备自维护、自优化的功能,加速了网络智能化进程。另一方面,6G网络丰... 详细信息

人工智能(AI,artificial intelligence)与通信技术的深度融合是6G网络的典型特征。一方面,AI为6G网络发展注入了新动力,能够有效利用网络运行产生的历史数据,使网络具备自维护、自优化的功能,加速了网络智能化进程。另一方面,6G网络丰富的场景和大规模的物联设备入网应用为AI提供了广阔的应用渠道和海量的训练数据,使AI能够更好地训练和部署,充分发挥AI的内在优势,为用户提供更加优质的智能服务。尽管如此,在一些实际应用中,受复杂环境的影响,存在数据样本收集困难、收集成本高和样本普适性不足等问题,难以充分发挥AI的性能优势。为此,学术界和工业界将生成对抗网络(GAN,generative adversarial network)引入无线网络的设计中,利用GAN强大的特征学习和特征表达能力产生大量模拟实际的生成样本,实现无线数据库的扩充,从而有效提升面向无线网络的AI模型的泛化能力。由于其优秀的性能表现,以GAN为代表的生成式模型在无线网络领域受到越来越多的关注,并迅速发展成为6G网络新的研究热点。首先,综述了GAN的原理及其改进衍生模型,对各种衍生模型的框架及优缺点进行了分析归纳;然后,综述了这些模型在无线网络领域的研究及应用现状;最后,面向6G网络的需求展望了GAN在6G网络中的研究趋势,为未来的研究提供了一些有价值的探索。

关键词：生成对抗网络无线网络信道估计物理层安全无线感知零和博弈

双事件触发下非匹配干扰系统积分滑模抗干扰跟踪控制

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控制理论与应用 2023年第11期40卷 1957-1964页

作者：周鹏裔扬朱广宇王芹扬州大学信息工程学院江苏扬州225127 北京交通大学北京市城市交通信息智能感知与服务工程技术研究中心北京100044

对于带有不匹配干扰的动态系统,设计具有高资源利用率的抗干扰控制算法具有重要意义.本文在双事件触发机制框架下,研究了非匹配干扰系统的积分滑模抗干扰控制以及动态性能分析问题.首先,基于增广模型构建干扰观测器,实现对未知不匹配干... 详细信息

对于带有不匹配干扰的动态系统,设计具有高资源利用率的抗干扰控制算法具有重要意义.本文在双事件触发机制框架下,研究了非匹配干扰系统的积分滑模抗干扰控制以及动态性能分析问题.首先,基于增广模型构建干扰观测器,实现对未知不匹配干扰的动态估计.为了降低数据冗余并保证传输的同步性,以反馈状态及干扰估计的单触发条件为基础,本文构建了“先到同触发”的双事件触发理论框架.在此框架下,设计积分滑模面和对应的双触发抗干扰控制器,保证被控系统的状态收敛到滑模面.基于Lyapunov稳定性分析方法,计算控制器和观测器增益,保证增广闭环系统具有良好的稳定性和动态跟踪性能.进一步分析了由触发引起的Zeno现象将不会发生.最后,基于典型的A4D模型进行仿真验证,仿真结果表明本文所提的方法具有良好的抗干扰性能.

关键词：双事件触发抗干扰控制积分滑模控制干扰观测器不匹配干扰

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城市感知体系

武汉大学学报(信息科学版) 2024年

作者：郑宇京东城市(北京)数字科技有限公司京东智能城市研究院西南交通大学计算机与人工智能学院

城市感知体系是感知城市状态的“五官”和数据产生的源头，是开展智能城市建设的前提和发展数字经济的基础。当前城市感知面临着四大挑战：感知内容不全、感知手段单一、整体统筹缺失、运营管理不足。针对以上挑战，提出城市感知体系，... 详细信息

城市感知体系是感知城市状态的“五官”和数据产生的源头，是开展智能城市建设的前提和发展数字经济的基础。当前城市感知面临着四大挑战：感知内容不全、感知手段单一、整体统筹缺失、运营管理不足。针对以上挑战，提出城市感知体系，包括一套理论框架、一套技术产品和一套运营模式，实现“全域感知、精准掌控、合理布局和稳定有效”四大业务目标。理论框架凝炼出“人流量、交通流、环境、公共安全、能耗和经济” 六类智能城市建设中最关注的感知内容，细化和定义各类待感知指标；构建以传感器为中心的固定和移动感知、以人为中心的主动和被动感知四种感知方式；抽象并解决资源部署、采样偏斜、数据稀疏和数据丢失四大技术难题。一套技术产品通过搭建城市感知平台承载理论框架，并为上层应用提供统一的感知数据服务，为感知体系的建设者提供统一的接入和运维工具。一套运营模式实现统筹规划布局、数据全量接入、按需采购服务、系统集成运营，确保感知体系长期稳定有效、商业良性循环。

关键词：智能城市城市计算以人为中心的感知城市感知平台运营模式

超特长隧洞TBM智能辅助掘进技术研究及应用

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隧道建设（中英文） 2024年第3期44卷 442-463,I0037-I0058页

作者：谭忠盛邓铭江城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044 新疆水利发展投资(集团)有限公司新疆乌鲁木齐830000

为解决目前TBM掘进存在依赖于司机经验,难以对异常情况做出及时响应,导致掘进减缓或刀具磨损加剧的问题,不仅需要在不停机状态下及时准确获取掌子面围岩信息,还要在了解掌子面围岩信息的情况下实现智能辅助决策。依托北疆供水二期工程,... 详细信息

为解决目前TBM掘进存在依赖于司机经验,难以对异常情况做出及时响应,导致掘进减缓或刀具磨损加剧的问题,不仅需要在不停机状态下及时准确获取掌子面围岩信息,还要在了解掌子面围岩信息的情况下实现智能辅助决策。依托北疆供水二期工程,分析围岩类别、掘进效能和掘进参数等掘进指标,基于图像识别、数据挖掘和机器学习等技术,通过岩渣图像识别、刀盘振动监测和超前地质预报实现围岩状态的实时感知;构建地质信息、掘进参数、设备与支护参数数据库,进行大数据预处理及关联分析;采用多目标智能优化算法,以掘进速度和刀具寿命为目标,对掘进参数进行优化。在此基础上,提出掘进参数、支护方案、卡机应对措施等辅助决策方法。通过TBM智能辅助掘进技术在XE隧洞试验段中的应用可知,掘进速度总体可提升15.6%,刀具寿命总体提升4.5%,且未发生因掘进参数选择不当导致掘进停滞或设备异常损坏等问题。

关键词：隧洞工程 TBM 智能辅助掘进围岩感知大数据分析掘进参数优化

从第31届国际制图大会看地图制图学的研究进展

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地球信息科学学报 2024年第1期26卷 3-14页

作者：刘纪平车向红王勇徐胜华孙玉杰迟晋浙杜凯旋中国测绘科学研究院北京100830 兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院阜新123032 武汉大学资源与环境科学学院武汉430072

2023年8月13日至18日,第31届国际制图大会在南非开普敦举行。本文首先简要介绍了第31届国际制图大会概况。然后,在详细分析大会专题报告的基础上,重点归纳和总结了国际上地图制图学在基础理论、地图制图与地理信息技术、地图数据、地图... 详细信息

2023年8月13日至18日,第31届国际制图大会在南非开普敦举行。本文首先简要介绍了第31届国际制图大会概况。然后,在详细分析大会专题报告的基础上,重点归纳和总结了国际上地图制图学在基础理论、地图制图与地理信息技术、地图数据、地图产品、空间数据基础设施建设、公众应用、可持续发展和历史文化伦理八个方面的研究新热点,并分析得到了以下特点:一方面地图制图更加注重多要素融合制图、用户/场景体验增强和快速制图能力;另一方面,地理信息技术在多模泛在感知、大数据融合处理、人工智能分析、知识构建与服务等方面不断深化;此外,面向资源管理、生态保护、社会发展等的全球/区域/国家/城市可持续发展应用,已成为各国政府机构、科研机构、产业企业等共同努力的热点方向。另外从国际地图大赛获奖地图可以看出地图可视化方法融入了更多的现代元素和文化印记,更加注重“人-图”互动。最后,探讨了大数据与人工智能时代地图制图学在理论体系、技术方法和应用服务方面的发展趋势,并对我国地图制图学科发展与国际合作提出了建议。

关键词：地图制图学地理信息 ICA 地图可视化 GeoAI 时空大数据 SDGs 人工智能

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