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基于AHP-EWM的GSM-R小区网络动态服务质量评价方法研究

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铁道标准设计 2025年

作者：酒昀洋刘金朝孟景辉杨树忠李润雷中国铁道科学研究院研究生部中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所

为提高GSM-R网络动态检测数据分析力度，完善GSM-R网络状态评价体系，提出一种基于组合赋权法的GSM-R蜂窝小区网络动态服务质量评价方法。结合关键设备波形特征修正检测数据里程，准确划分小区起止范围。分析GSM-R无线网络动态检测指标... 详细信息

为提高GSM-R网络动态检测数据分析力度，完善GSM-R网络状态评价体系，提出一种基于组合赋权法的GSM-R蜂窝小区网络动态服务质量评价方法。结合关键设备波形特征修正检测数据里程，准确划分小区起止范围。分析GSM-R无线网络动态检测指标，将可表征小区通信网络状态的性能分为6类特性，提取19项关键特征，建立评价特征指标集。根据特征指标自身数据类型将其分为正向评价指标和惩罚值评价指标两类，并根据动态检测数据中各项指标的统计分布，结合相关规范要求，提出各项特征指标量化方法；采用基于对等共识模型的层次分析法（AHP）和熵权法（EWM）分别计算主、客观权重，并通过最小离差法实现组合赋权，构建GSM-R小区网络动态服务质量评价指数（GCQI）。结合实际动态检测数据，选取3个小区计算评价结果，正常小区各项指标良好，GCQI为99.48。分别存在1个和3个特性异常的小区GCQI分别为93.64和91.96，符合实际检测结果。计算4条高铁线路各小区GCQI，全线网络状态良好的线路各小区GCQI均高于98，存在不同数量网络状态异常小区的线路GCQI各特性评分与其原始检测数据状态一致。全线小区平均GCQI与GQI对比，评价结果区分度基本一致。研究表明，评价方法可反映线路各小区GSM-R无线网络服务质量，通过对评价分量进行分析，可较为准确地判断小区网络异常的指标类型，为维护部门实现快速准确的故障诊断提供支撑。

关键词： GSM-R网络蜂窝小区服务质量评价动态检测组合赋权层次分析法熵权法

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高速铁路多列车运行态势推演方法

自动化学报 2025年

作者：王荣笙袁志明闫璐吕宜生丁舒忻中国铁道科学研究院集团有限公司科学技术信息研究所中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所高速铁路与城轨交通系统技术国家工程研究中心高速铁路行车调度实验室中国铁道科学研究院集团有限公司科技和信息化部中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室

多列车运行态势是列车调度员和司机分别调整运行图和列车驾驶策略的关键信息和重要依据,表征各列车在未来运行各位置处的速度、加速度、通过时刻等信息.然而,由于高铁信号系统的交互信息利用率较低,列车调度员和司机只能凭经验推演多列... 详细信息

多列车运行态势是列车调度员和司机分别调整运行图和列车驾驶策略的关键信息和重要依据,表征各列车在未来运行各位置处的速度、加速度、通过时刻等信息.然而,由于高铁信号系统的交互信息利用率较低,列车调度员和司机只能凭经验推演多列车运行态势,基于此给出的运行图和列车驾驶策略的自动化程度较低,影响了铁路运营效率.为此,针对多列车运行态势推演问题,构建多列车运行态势推演系统架构及模型.以单列车运行态势的离线推演和在线推演方法为基础,提出多列车运行态势微观推演方法,以及基于虚拟编队模式的多列车运行态势宏观实时推演方法.仿真结果表明,微观推演方法能在420 s内计算多列车超速防护曲线和运行图调整的安全下界.宏观推演方法针对任意临时限速场景,都能在7 s内为列车调度员和司机分别实时提供列车运行调整方案和辅助驾驶策略,有效降低了铁路人员的工作强度,提升了高铁运营效率和应急处置能力.

关键词：高速铁路多列车运行态势列车运行调整列车速度曲线优化高速铁路调度控制一体化

基于轨出电压暂态特征的轨道电路分路不良识别

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西南交通大学学报 2025年

作者：王小敏熊旭洲杨勇杨武东江磊西南交通大学信息科学与技术学院四川省列车运行控制技术工程研究中心中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所

针对ZPW-2000A轨道电路分路不良问题，考虑分路电阻与分路不良的关系，提出一种基于轨出电压暂态特征分析的轨道电路分路不良智能识别方法。首先，采用变分模态分解（VMD）算法提取轨出电压的暂态信号，并利用海洋捕食者算法自适应优化... 详细信息

针对ZPW-2000A轨道电路分路不良问题，考虑分路电阻与分路不良的关系，提出一种基于轨出电压暂态特征分析的轨道电路分路不良智能识别方法。首先，采用变分模态分解（VMD）算法提取轨出电压的暂态信号，并利用海洋捕食者算法自适应优化VMD参数，得到模态分量；其次，对模态分量进行互信息筛选和重构得到轨出电压的暂态特征向量；最后，提出基于高效通道注意力机制的改进深度残差收缩网络，采集不同分路电阻对应的轨出暂态特征进行网络训练和分路电阻识别，根据识别结果和轨道继电器状态联合判断分路不良情况。结果表明，本文方法根据列车进入和出清区间时的轨出电压暂态特征，能够在补偿电容故障干扰和噪声干扰下实现轨道电路分路不良识别及预警，识别准确率达到98%；通过搭建ZPW-2000A实物仿真平台验证方法的有效性。

关键词： ZPW-2000A轨道电路分路不良变分模态分解深度学习

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智慧城轨列控系统关键技术研究

铁道通信信号 2025年

作者：唐凯林姜庆阳段宏伟窦垭锡白轩薛江涛中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所广州铁科智控有限公司北京技术分公司

中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》对“智能列车运行体系”提出了建设要求，为此，研究智能化列车控制系统成为智慧城轨发展的必由之路。当前城轨列控系统存在标准化不足、网络化运营及自动化水平不高、... 详细信息

中国城市轨道交通协会发布的《中国城市轨道交通智慧城轨发展纲要》对“智能列车运行体系”提出了建设要求，为此，研究智能化列车控制系统成为智慧城轨发展的必由之路。当前城轨列控系统存在标准化不足、网络化运营及自动化水平不高、资源共享率偏低、维护成本高的问题。结合问题现状和智慧城轨建设要求，对系统集约化、不同制式线路贯通运行、提高系统效率、保障故障-安全运行等方面的发展新需求进行了分析。围绕新需求，在既有CBTC系统的基础上，提出智能化列控系统的5项关键技术并进行了分析，5项关键技术是：联锁设备全电子化、联锁和ZC一体化、CBTC与CTCS-2贯通运行、超宽带定位、列车自主运行。上述研究内容的完成，能够为实现不同制式线路的贯通运行和系统的故障-安全运行提供技术支撑，提升运营自动化水平，有力保障智慧城轨的发展。

关键词：智慧城轨城市轨道交通智能列车运行体系 CBTC系统 CTCS-2级列控系统列车自主运行超宽带

基于小波去噪的分布式光纤形变监测预警优化研究

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北京大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张玉芳杨忠民李健任义中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所高速铁路轨道系统全国重点实验室北京大学地球与空间科学学院中国安全生产科学研究院

首先基于模拟测试，对小波去噪方法的有效性进行验证; 然后在隧洞现场布设千米级长度的分布式光纤进行应变监测，并将小波变换应用于监测数据的去噪分析中。提出一种基于噪声数据特征确定预警阈值的方法，并将该方法应用于分析隧洞... 详细信息

首先基于模拟测试，对小波去噪方法的有效性进行验证; 然后在隧洞现场布设千米级长度的分布式光纤进行应变监测，并将小波变换应用于监测数据的去噪分析中。提出一种基于噪声数据特征确定预警阈值的方法，并将该方法应用于分析隧洞单次和总应变监测数据在时间和空间尺度上的潜在风险。结果显示，小波去噪可以较好地还原有效信号，基于噪声数据特征确定的预警阈值能够更高效地识别风险监测点位，在较大程度上降低无效预警发生的概率。人工现场排查发现的两处洞体破坏位置与基于光纤监测数据分析获得的风险点位较为一致，在一定程度上验证了通过分析得到的风险点位的准确性。同时，结合隧洞及山体的人工测斜和深部位移监测数据分析结果，发现隧洞以及所赋存坡体存在整体持续缓慢蠕变及局部突变的现象，具有一定的风险性，建议加强监测，并进一步采取防范措施，保证线路运营安全。研究结果可为将小波去噪方法应用于从工程监测的海量数据中提取有效数据以及将分布式光纤应用于各类岩土体的形变监测预警等工作提供参考。

关键词：小波去噪分布式光纤隧洞变形风险点位预警

新型列控系统列车行车许可CTC显示方案研究

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铁道通信信号 2025年第1期61卷 24-30页

作者：刘黎李军兴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 中国铁路北京局集团有限公司调度所北京100860

调度集中(CTC)系统中的列车运行状态信息实时显示功能可帮助列车调度人员高效开展行车指挥。新型列控系统下列车采取移动闭塞方式运行,既有CTC系统中的列车行车许可显示无法准确反映列车运行情况,为此需要对列车行车许可在CTC系统中的... 详细信息

调度集中(CTC)系统中的列车运行状态信息实时显示功能可帮助列车调度人员高效开展行车指挥。新型列控系统下列车采取移动闭塞方式运行,既有CTC系统中的列车行车许可显示无法准确反映列车运行情况,为此需要对列车行车许可在CTC系统中的显示与更新方案进行研究。通过提取列车精准位置信息,分别研究列车位于站内和站间两种情况下行车许可显示范围计算方法,并根据行车许可显示范围计算显示光带的起止点,从而实现列车位置和行车许可范围在CTC终端界面的实时显示及更新。该方案在CTC仿真测试平台及现场试验线路上进行了验证,满足新型列控系统下调度集中系统中列车运行状态信息显示的规范要求,能够准确及时地反映列车运行状态,有利于提升列车调度指挥的准确性和效率。

关键词：新型列控系统调度集中移动闭塞信息封装行车许可虚拟区段显示光带

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基于车车通信的列车自主运行系统工程要点设计方案研究

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铁道通信信号 2025年第1期61卷 17-23页

作者：景龙刚曲睿王俊锋范永华广州地铁设计研究院股份有限公司自动化和通号所广州510010 广州地铁集团有限公司广州510010 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

列车自主运行系统(TACS)作为新一代城市轨道交通列控系统,在我国应用仍处于初级阶段,工程实践中存在冗余不足、兼容性差、后备运营模式缺失等问题,难以满足高安全性和高可靠性的运营需求。以深圳地铁20号线信号系统工程为背景,对TACS应... 详细信息

列车自主运行系统(TACS)作为新一代城市轨道交通列控系统,在我国应用仍处于初级阶段,工程实践中存在冗余不足、兼容性差、后备运营模式缺失等问题,难以满足高安全性和高可靠性的运营需求。以深圳地铁20号线信号系统工程为背景,对TACS应用中的无线通信技术方案、后备模式、车辆段列车控制、联络线接口等要点问题进行深入研究,形成可行的工程要点设计方案。研究结果表明:无线通信系统采用LTE-A/B+WLAN方案,可增加无线通信系统的冗余能力;后备模式选用基于列车自主定位的降级运行系统,使系统结构更简单;车辆段非自动化区域纳入列车自动控制(ATC)系统管控范围,运营模式设置为有人驾驶模式,可实现系统加人工双重防护;采用专用接口模块实现联络线接口功能,能够有效解决边界管理问题。研究结果可为TACS的推广应用提供一定技术支撑。

关键词：城市轨道交通列车自主运行系统基于通信的列车自动控制系统车车通信无线通信系统后备模式车辆段联络线

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钢轨波磨检测原理、方法及装置研究进展

机械工程学报 2025年

作者：肖宏王阳刘秀波崔旭浩张智海金锋北京交通大学土木建筑工程学院北京交通大学轨道工程北京市重点实验室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工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室长安大学公路学院中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所

对钢轨波磨的检测原理进行了系统梳理，总结其优缺点与适用范围，阐述依据不同检测原理的检测方法，综述常见的波磨静态和动态检测装置及新一代检测、监测装置的研发进展，并展望波磨检测的研究方向。研究结果表明：钢轨波磨检测原理可... 详细信息

对钢轨波磨的检测原理进行了系统梳理，总结其优缺点与适用范围，阐述依据不同检测原理的检测方法，综述常见的波磨静态和动态检测装置及新一代检测、监测装置的研发进展，并展望波磨检测的研究方向。研究结果表明：钢轨波磨检测原理可分为弦测法、惯性基准法、信号重构法、机器视觉法与时序建模法五类。弦测法具有传递函数不为1的固有缺陷，波长越短幅值振荡越剧烈，可使用组合弦模型测量波磨。惯性基准法依据惯性原理，传感器可安装在轴箱、构架以及车体等多个位置，低速下惯性传感器的响应越来越小，噪声与趋势项成分逐渐占据主导。信号重构法利用数字信号处理技术分解轴箱加速度、构架加速度、轮轨噪声及车内噪声信号等多源数据，从中提取关于波磨的有效信息。机器视觉法基于图像处理和模式识别技术，使计算机能够感知、理解和解释钢轨图像中的内容，主要包括基于图像处理、基于激光摄像和基于三维点云重构三种方法测量波磨。时序建模法将波磨识别转换为分类或回归问题，通过机器学习、深度学习技术建立波磨与振动、噪声等响应的映射关系，从而实现对波磨的检测。钢轨波磨的检测、监测装置朝着智能化、集成化和小型化的便携测量方向发展。

关键词：钢轨波磨检测原理检测装置机器视觉深度学习

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基于遗传算法的高速铁路行车调整模型

中国铁道科学 2006年第3期27卷 96-100页

作者：王宏刚张琦王建英王壮锋张一军铁道科学研究院通信信号研究所

高速铁路采用“高中速列车共线运行”的运输模式,其行车调度具有高实时性和整体性两大特点。以列车计划运行图为优化目标,给出运行图之间的距离定义,建立列车运行调整数学模型,给出列车的发车时刻、股道数量、列车在区间的运行时分、追... 详细信息

高速铁路采用“高中速列车共线运行”的运输模式,其行车调度具有高实时性和整体性两大特点。以列车计划运行图为优化目标,给出运行图之间的距离定义,建立列车运行调整数学模型,给出列车的发车时刻、股道数量、列车在区间的运行时分、追踪运行间隔时间、维修天窗时间5个约束条件表达式。按照遗传算法的原理,采用罚函数的方法对数学模型中的约束条件进行处理并建立适应度函数,采用整数编码方法对个体进行编码,并定义交叉算子和变异算子。基于遗传算法的调整算法流程开发列车运行调度仿真子系统。仿真结果表明:使用该模型可大大减轻调度人员的工作量,彻底摒弃了在计算机上手工拖动运行线确定列车运行时刻的调整方式,提高了列车运行调整的科学性。该模型已应用在高速铁路综合调度仿真系统中。

关键词：高速铁路列车运行调整遗传算法优化模型

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