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基于情景分析的城市轨道交通应急指挥系统功能需求研究

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交通运输系统工程与信息 2019年第2期19卷 46-51页

作者：贾文峥宋晓敏廖理明冯旭杰交通运输部科学研究院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城市公共交通智能化交通运输行业重点实验室北京100029 成都轨道交通集团有限公司成都610051

城市轨道交通运营突发事件可能对列车运行和客运组织造成干扰,需要应急指挥系统进行综合调度指挥和应急处置.突发事件具有不确定性,建设应急指挥系统是一项复杂决策,功能需求分析是决策的重要依据,要求功能描述清晰、一致和完整.本文采... 详细信息

城市轨道交通运营突发事件可能对列车运行和客运组织造成干扰,需要应急指挥系统进行综合调度指挥和应急处置.突发事件具有不确定性,建设应急指挥系统是一项复杂决策,功能需求分析是决策的重要依据,要求功能描述清晰、一致和完整.本文采用情景分析法对突发事件的情景构建、应对任务和功能需求进行了描述,提出了确定应急指挥系统功能需求的策略.并以列车信号系统故障为例进行了分析,给出了功能需求描述和实现功能需求的数据和技术要求.结果表明,利用情景分析法对应急指挥系统进行功能需求分析是有效的,可以较好地解决需求分析不确定性和完整性问题.

关键词：城市交通城市轨道交通应急指挥系统情景分析功能需求

基于改进Faster R-CNN的隧道衬砌中离散实体目标自动检测研究

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铁道学报 2024年第2期46卷 171-180页

作者：崔广炎王艳辉徐杰丁冠军秦湘怡任秋阳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 北京交通大学交通运输学院北京100044 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 北京交通大学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

隧道衬砌中离散实体目标的检测精度和时效性直接关乎隧道的运营安全,采用图像视觉技术进行图像自动解译可极大提升检测效率和结果的准确性,因此基于离散实体目标的雷达图像数据构建自定义雷达数据集合,并提出一套改进的Faster R-CNN算... 详细信息

隧道衬砌中离散实体目标的检测精度和时效性直接关乎隧道的运营安全,采用图像视觉技术进行图像自动解译可极大提升检测效率和结果的准确性,因此基于离散实体目标的雷达图像数据构建自定义雷达数据集合,并提出一套改进的Faster R-CNN算法对隧道衬砌中的离散实体目标进行自动检测。该算法首先对现有Faster R-CNN网络的特征提取模块进行改进,提出一套全新的轻量化特征提取网络ResNet_FMBConv对雷达图像特征进行深度挖掘;基于ResNet_FMBConv网络改进现有特征金字塔(FPN)结构,实现对多尺寸下目标的精准辨识。其次,基于实测和仿真的雷达图像数据构建离散实体目标的自定义雷达数据集合,通过几何变换方法对雷达图像进行数据增强后用于算法验证。结果表明,改进算法在IOU=0.50∶0.95情况下的检测精确率、召回率、F 1分数和FPS分别为45.1%、54.0%、49.1%和21.65 fps。在保证召回率基本持平的情况下,同比YOLOv3_spp、SSD、Retinanet和Faster R-CNN等目标检测算法的精确率和F 1分数分别提升2%~9%和1%~6%。同时,试验结果表明改进后的特征提取网络ResNet_FMBConv也优于现有Resnet-50、VGG16、Efficientnet_b0和Mobilenetv3等目标分类网络。

关键词：离散实体目标检测 Faster R-CNN ResNet_FMBConv模块 GPR 特征金字塔

混凝土试块中不同空洞几何形态的地质雷达图像特性测试与分析

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铁道学报 2024年第10期46卷 152-162页

作者：王艳辉丁冠军崔广炎李宇杰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 北京交通大学交通运输学院北京100044 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 北京交通大学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 北京市地铁运营有限公司资产维护管理部北京100044 北京市地铁运营有限公司技术部北京100044

根据施工现场隧道无筋衬砌空洞病害情况,构建足尺寸的混凝土试块物理模型,并设置不同几何形态空洞,模拟无筋衬砌空洞病害。利用探地雷达(GPR)检测得到不同龄期、不同天线频率和不同病害对比情况下的空洞病害数据,进行地质雷达图像特性... 详细信息

根据施工现场隧道无筋衬砌空洞病害情况,构建足尺寸的混凝土试块物理模型,并设置不同几何形态空洞,模拟无筋衬砌空洞病害。利用探地雷达(GPR)检测得到不同龄期、不同天线频率和不同病害对比情况下的空洞病害数据,进行地质雷达图像特性测试与分析。结果表明:混凝土试块中空洞病害检测的最佳天线频率为800 MHz,最佳检测时间为第17天左右;最大幅值A T和电磁波能量E T可作为空洞早期识别的重要特征参数;不同形状空洞的电磁波振幅属性与混凝土龄期关系呈现为“W”形曲线规律;当空洞和不密实病害同时存在时,最大幅值A T更适合不密实病害的辨识研究。本研究可为隧道无筋衬砌空洞及不密实病害的检测和辨识提供理论依据,并为施工现场隧道无筋衬砌空洞病害的检测时间与天线选择提供参考。

关键词：地质雷达物理模型试验无筋衬砌空洞病害特性测试与分析

基于拓扑网络模型的高速列车转向架系统中薄弱部件辨识方法

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安全与环境工程 2021年第2期28卷 72-79页

作者：何志超王艳辉安超林帅北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京交通大学交通运输学院北京100044 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 中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063035

我国高速铁路的迅速发展对高速列车运营安全保障能力提出了更高的要求。面对日渐复杂的运营环境,对高速列车动力系统中薄弱部件的辨识能够保障高速列车的运营安全。以高速列车转向架物理结构与工作原理为出发点,提出了一种面向高速列车... 详细信息

我国高速铁路的迅速发展对高速列车运营安全保障能力提出了更高的要求。面对日渐复杂的运营环境,对高速列车动力系统中薄弱部件的辨识能够保障高速列车的运营安全。以高速列车转向架物理结构与工作原理为出发点,提出了一种面向高速列车转向架系统中薄弱部件的辨识方法。首先基于复杂网络理论对高速列车转向架系统拓扑结构进行建模;然后利用模糊积分中的Choquet积分,结合节点自身结构计算其可靠性属性,得到薄弱部件最终的辨识结果;最后以CRH2A型动车组转向架系统为例进行分析与验证。结果表明:构架总成、轴箱体、二系垂向减震器等部件是高速列车转向架系统中主要的薄弱部件;由于在高速列车转向架系统中存在不同重要程度的部件,故在日常维护检修过程中应根据薄弱部件辨识结果进行分级维护,在减少维护成本的同时,能够有效提升高速列车安全运营的保障水平。

关键词：高速列车拓扑网络模型复杂网络理论模糊积分薄弱部件辨识转向架系统

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城市轨道交通智能维保发展现状及趋势

都市快轨交通 2020年第2期33卷 14-19页

作者：贾文峥胡雪霏熊振兴刘悦交通运输部科学研究院城市公共交通智能化交通运输行业重点实验室北京100029 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京100029 成都轨道交通集团有限公司运营公司成都610051

对当前中国城市轨道交通设施设备维护的智能化发展情况进行研究,以车辆、供电、信号等设备系统为例概括智能维保的进展情况和发展趋势,分析数据处理与挖掘、故障诊断与预警准确性、传感器监测数据的可靠性、修程修制技术参数确定和标准... 详细信息

对当前中国城市轨道交通设施设备维护的智能化发展情况进行研究,以车辆、供电、信号等设备系统为例概括智能维保的进展情况和发展趋势,分析数据处理与挖掘、故障诊断与预警准确性、传感器监测数据的可靠性、修程修制技术参数确定和标准化、与运营模式优化和运营绩效联动关系等问题,论述将智能维保结果反馈到系统设计和产品可靠度优化等前期环节的可能方案,对智能维保的标准化、数据共享、统一技术平台与专业化技术装备发展等方面提出建议。

关键词：城市轨道交通设施设备运行维护智能化

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交通运输网络系统工程

交通运输系统工程与信息 2020年第6期20卷 9-21页

作者：关伟吴建军高自友北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044

网络化是交通运输系统的自然属性,交通基础设施建设与管理、系统的运营与服务,以及相关配套的政策与管理体制对于系统网络化都有内在需求.本文首先给出了交通运输网络系统工程的定义,并从交通运输网络系统工程中存在的科学问题及未来展... 详细信息

网络化是交通运输系统的自然属性,交通基础设施建设与管理、系统的运营与服务,以及相关配套的政策与管理体制对于系统网络化都有内在需求.本文首先给出了交通运输网络系统工程的定义,并从交通运输网络系统工程中存在的科学问题及未来展望两个角度开展了详细论述.从交通运输系统复杂网络分析、交通运输系统网络化组织运营管理和城市交通系统网络化控制与诱导三个方面介绍了国内外研究与工程实践的最新现状,归纳总结了其中存在且迫切需要解决的科学问题.交通运输系统复杂网络分析的关键科学问题是探索不同交通运输网络拓扑结构与交通动力学时空演化规律、网络承载力、可靠性之间的动态耦合及匹配关系.交通运输系统网络化组织运营管理的关键科学问题是在交通基础设施物理结构为复杂网络的条件下,具有目标异性的多博弈主体(政府、运营企业、乘客等)之间如何实现利益平衡或达到帕累托最优.对于交通运输网络系统工程的未来发展,本文认为重点需要加强对综合交通运输网络系统工程的理论与方法论体系的研究,围绕“综合交通网络的构造演化机理”“城市交通网络供需平衡机理”“多层综合交通网络结构复杂特性及其动力学过程”“出行行为的多样性及可预测性”等问题进行探索.此外,由于新技术环境下的交通系统将出现颠覆性的变革,交通网络运输系统工程的内涵和外延也需要进行根本性的升级改造.具有自驱动、自组织、自决策能力节点的柔性交通运输网络及其共享运行机制,将会是交通运输网络系统工程未来的一个重要研究领域.

关键词：综合运输交通运输网络交通系统工程复杂网络系统复杂性

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故障救援情形下的地铁列车调度调整模型

中国铁道科学 2021年第1期42卷 166-174页

作者：朱巧珍柏赟闫冬阳曹耘文贾文峥北京交通大学综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 上海申通地铁有限公司上海轨道交通运营管理中心上海200070 交通运输部科学研究院城市交通与轨道交通研究中心北京100029

基于给定的救援组织方案,以列车运行时间、备用列车加开位置和方向、客流量等为约束条件,以备用列车加开方案和列车到发时间为决策变量,以站台滞留人数与加开备用列车数的加权和最小为目标,构建故障救援情形下的地铁列车调度调整混合整... 详细信息

基于给定的救援组织方案,以列车运行时间、备用列车加开位置和方向、客流量等为约束条件,以备用列车加开方案和列车到发时间为决策变量,以站台滞留人数与加开备用列车数的加权和最小为目标,构建故障救援情形下的地铁列车调度调整混合整数规划模型。对模型线性化后,采用商业软件CPLEX求解。以某地铁运营线路为例,以不固定和固定备用列车加开数量进行方案对比,并分析备用列车存放位置和权重系数对备用列车加开方案和运行调整方案影响的敏感性。结果表明:相较于固定加开列车数量的方案,不固定加开列车数量的方案可有效减少站台滞留人数和备用列车加开数量;调度员应优先选择加开故障列车存放位置前方车站的备用列车;故障影响区段前方备用列车应沿故障发生的方向加开,故障影响区段及后方备用列车应沿故障发生方向的反方向加开;在实际应用中,可结合加开成本以及客流需求,选择不同的权重系数。

关键词：城市轨道交通列车故障救援列车调度调整备用列车站台滞留人数

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成都地铁首班车多点发车方案研究

城市轨道交通研究 2022年第4期25卷 46-49页

作者：刘骄阳贾文峥熊振兴刘悦崔学忠成都轨道交通集团有限公司运营公司成都610051 交通运输部科学研究院城市公共交通智能化交通运输行业重点实验室北京100029 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京100029

分析了较长地铁线路采用首班车单点发车方案时存在的问题。阐述了首班车多点发车方案的思路。提出空驶列车投入载客服务、提前安排线上存车及优化检修程序等3个可行措施。建立了全线服务时间、局部区段服务时间、空驶列车数和可用施工... 详细信息

分析了较长地铁线路采用首班车单点发车方案时存在的问题。阐述了首班车多点发车方案的思路。提出空驶列车投入载客服务、提前安排线上存车及优化检修程序等3个可行措施。建立了全线服务时间、局部区段服务时间、空驶列车数和可用施工时间等4个评价指标。以成都地铁2号线为例,对首班车发车方案的效果进行分析评价,并计算了成都地铁全网采用首班车多点发车方案的服务时间。研究结果表明,将空驶列车作为首班车的首班车多点发车方案最优,可有效提早线路中间区段车站的首班车服务时间,延长线路服务时间,提高服务质量。

关键词：地铁首班车多点发车

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城轨运营安全保障系统设计及关键技术

交通信息与安全 2020年第6期38卷 129-136页

作者：苏宏明王艳辉李曼贾利民北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 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 北京交通大学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

针对城轨高强度、强耦合、网络化运营的现状,解决城市轨道交通运营安全相关业务系统之间存在众多公用信息无法共享,缺乏统一的系统构建和开发管理的问题。突破传统以事故树分析理论基础的局限性,首次提出以拓扑网络技术、风险点辨识、... 详细信息

针对城轨高强度、强耦合、网络化运营的现状,解决城市轨道交通运营安全相关业务系统之间存在众多公用信息无法共享,缺乏统一的系统构建和开发管理的问题。突破传统以事故树分析理论基础的局限性,首次提出以拓扑网络技术、风险点辨识、风险链传播分析为核心的风险主动防控理论,对城轨运营风险进行路径的传播预测和主动预防策略的制定,并采取信息化、智能化、流程化的手段构建全局级安全保障系统,完成系统层面的风险评估和控制。最后通过对系统进行部署运行,结果表明能够弥补当前城轨运营安全保障系统研究不足,系统风险点辨识准确率可以达到85.7%,有效提升城轨运营安全的预警完备率20%和应急响应率15%,大大降低了安全事故率20%。

关键词：城市轨道交通主动防控风险辨识系统设计风险链理论