城轨钢轨电位与杂散电流动态分布

城市轨道交通普遍存在钢轨电位与杂散电流异常升高现象,已严重影响城轨供电安全.为阐明城轨钢轨电位与杂散电流动态分布规律,基于城轨供电系统结构建立供电系统动态潮流计算模型,分析多列车、多变电所并列运行下系统潮流动态变化,根据系统节点潮流参数建立钢轨电位与杂散电流的动态分布计算方法,基于列车牵引计算及系统实际参数仿真分析了多列车动态运行下系统钢轨电位、杂散电流分布规律.研究结果表明:列车运行功率重合度对钢轨电位与杂散电流有较大影响,当列车再生功率与牵引功率耦合较大时,回流安全参数会显著升高.为实际系统中钢轨电位及杂散电流控制提供支撑.     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率，对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划，然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件，建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型，并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算，得到了满足要求且合理的列车时刻表，该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。     

突发事件下的城市轨道交通列车运行仿真与延误评估

应用系统仿真的方法,建立了突发事件下的城市轨道交通列车运行仿真模型,并应用北京地铁亦庄线的实际数据进行了案例分析。基于离散事件模型的仿真方法,使用Processing和G4P控件库开发仿真软件,实现列车的超速防护、移动闭塞系统生成列车移动授权、列车运行控制和列车停站控制。通过系统仿真,针对城市轨道交通单线多列车的运行场景,对突发事件下的全线运行、延误情况进行模拟和评估。结果表明,故障发生的不同位置和持续时间会对列车延误情况造成不同影响,并且通过运行调整手段如发车调整和停站调整可以有效缓解突发事件下列车的延误情况。     

列车自动控制系统的分析与研究

本论文主要就城市轨道交通的列车自动控制系统的子系统：列车自动防护系统、列车自动运行系统、列车自动监控系统（ATS--Automatic Train Supervision）的组成和性能进行了分析介绍。进而得出列车自动控制系统是城轨交通信号必不可少的一部分。它的性能好坏与否直接关系到列车运行的安全。     

基于客流需求的城市轨道交通行车计划与列车时刻表优化

满足客流需求和提高运输效率对提高城市轨道交通的吸引力具有重要作用。为平衡城市轨道交通运力、客流需求以及运输效率,对城市轨道交通行车计划和列车时刻表的优化进行研究。首先根据客流需求制定行车计划,然后在此基础上以列车运行安全和运力为约束条件,建立以乘客在站台等待时间最小化为目标的优化模型,并设计遗传和声算法求解该模型。通过算例进行分析计算,得到了满足要求且合理的列车时刻表,该研究可以为匹配城市轨道交通运输资源和客流需求提供决策依据。     

基于动势能转换的虚拟编组列车动态最小安全间隔

根据安全制动模型,提出一种基于能量转换的虚拟编组列车安全防护方法。将实际项目数据作为前车的运行曲线,仿真计算了后车根据能量转换防护方法所能达到的最小安全间隔,并讨论了制动响应时间和制动能力对安全间隔的影响。结果表明,前后车的紧急制动率差异是决定安全间隔的关键因素。     

基于灵活编组的轨道交通列车开行方案优化方法

针对城市轨道交通全日客流时间分布不均衡特性下的列车开行方案优化问题,从乘客广义出行成本和企业运营成本角度,考虑列车满载率对牵引能耗成本的影响,利用数学规划方法构建基于灵活编组模式下的多目标列车开行方案优化模型,并提出四阶段求解算法.以某城市轨道交通线路为对象进行案例分析,对比传统固定编组列车开行方案,基于灵活编组的列车开行方案使乘客广义出行费用和企业运营成本分别减少了14.6％和11.0％.结果表明:该方法能有效实现既有固定编组条件下,列车开行方案难以达到的乘客出行费用和企业运营成本双赢目标,可为我国城市轨道交通新型运输组织方案的制定提供新方法.     

基于乘客等待时间的城市轨道交通列车运行调整模型

研究突发事件导致列车晚点情况下城市轨道交通列车运行调整问题.从乘客角度出发,提出了“首站控制”和“多站协调控制”两类列车运行调整策略.考虑列车能力约束和列车区间运行时间、追踪间隔时间等运行条件约束,以受突发事件影响的全部乘客等待时间最小为优化目标,建立了基于两类调整策略的列车运行调整模型,采用Lingo软件进行求解.以某简化线路为算例,与不采取控制策略相比,两类策略下乘客等待时间均节省约9％,结果表明了模型的有效性,能够为轨道交通列车运行调整提供辅助支持.     

城轨车辆防滑系统控制原理及失效模式分析

防滑控制系统是城轨车辆的基本组成部分,其在城轨车辆的安全运用过程中至关重要,一旦列车运行过程中发生防滑系统故障,将对整列车乘客的人身安全造成威胁,文章介绍了城轨车辆防滑控制系统的构成及控制原理及控制过程,从严重度、频度和探测度三个方面对防滑控制系统组成部件的潜在失效模式进行分析,为解决防滑系统故障保证列车安全运行提供了...     

考虑行车间隔的城轨交通列车运行调整模型

研究城市轨道交通列车运行调整优化方法,建立了以减小列车运行延误时间和提高列车行车间隔均衡性为优化目标的列车运行调整模型.基于理想点法将双目标优化模型转化为单目标优化模型,并设计了控制初始种群育种范围的遗传算法进行模型求解.以某城市轨道交通线路为例对模型进行验证,计算结果表明：与只考虑列车运行延误的赶点调整方案相比,考虑行车间隔的方案在有效降低列车运行延误时间的基础上可以显著提高行车间隔均衡性.     

铁路移动闭塞系统列车追踪运行的安全间隔

分析了我国铁路运输相比于城市轨道交通的特殊性和复杂性;从工程应用角度,确定了列车追踪运行安全间隔的确定依据和计算方法;对复线铁路平直线路上旅客列车追踪运行安全间隔进行了仿真试验;最后,给出了列车制动距离的控制方法．     

基于线性规划模型的城轨列车运行图调整策略

随着我国城市轨道交通系统"密集化"与"网络化"趋势的凸显,如何完善应急条件下的列车运行管理方案已成为当前亟待解决的问题。从应急条件下的列车运行调整出发,提出一种考虑跳停和加开备车策略的城轨列车运行图调整方法,通过结合多种行车调度策略使线路尽快恢复行车秩序,保障应急条件下的线路运力。通过将列车运行过程转化为相应的状态约束,构建了混合整数线性规划模型(Mixed-integer linear programming),并使用分支定界和CPLEX平台进行求解。最后设计仿真实验验证了该方法的有效性。     

新型列控系统列车追踪间隔的优化及效能评估

为了解决地铁列车运力不足，缩短列车追踪间隔，提出了新型列控系统、相对移动闭塞和协同运行三者相结合的方法，构建了列车通信协同运行模型。在该模型下，精细化前后列车冲突区域，对正线和站后折返最小追踪间隔分别优化建模，提出缩短追踪间隔的行车策略。经实际线路仿真计算，相比基于通信的列车运行控制系统(communication based train control, CBTC)列车通过能力提升了32.3%，且4A编组可以满足79.9 s的行车间隔。考虑缩短行车间隔对运营效能的影响，将运营效能量化为运输率、满载率、单位能耗、等车时间，对不同行车方案进行评估。结果表明，对于单向小时断面客流量小于6.4万的线路，通过调节行车间隔，4A编组在满足满载率下，比6A、8A编组能耗更小，等车时间更短。     

城市轨道交通末班列车的运行时刻表编制与线路接续优化

为了实现城市轨道交通末班列车的列车运行时刻表编制与线路接续优化,以城市轨道交通线网为研究对象,在既有研究基础上进一步考虑线网的空间复杂性和列车衔接的序列性,增加结构化的换乘时间和运营时段等实际场景条件,以各条线路末班列车时刻的组合优化为决策切入点,分析换乘线路接续成功的场景数量;基于列车运行时刻表编制要素构建集成的优化模型,应用人工鱼群算法进行启发式求解,并以北京市城市轨道交通局部干线区域为对象进行算例研究。结果表明,与现有的优化方法相比,所提出的优化模型与计算流程在线路接续成功方向数量、线路接续成功率、平均富余时差、运算执行时间和初次迭代中央处理器使用率方面均具有明显优势。     

城市轨道交通列车开行方案的确定

研究了城市轨道交通多个循环区段线路上列车最优开行方案的计算机自动编制问题 ,给出各种循环方式下车底运用数下界的数学计算公式 .建立了使列车实载率达到最大的列车日班次运行计划的优化模型 ,并给出一个求该模型的计算机算法 .实现了编制城轨列车班次计划的自动化 .     

城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电并入方式研究

针对城市轨道交通光伏发电功率并网问题,开展城轨柔性直流牵引供电系统光伏发电接入方式研究.基于柔性直流牵引供电系统结构,分析了光伏发电功率不同接入方式及其特点,建立了光伏接入柔性直流牵引供电系统情况下系统动态运行仿真模型,进行了多列车动态运行时光伏发电功率接入的仿真分析,阐明了光伏接入柔性直流牵引供电系统后潮流参数的变化规律及节能效果.研究结果表明,光伏发电并入城轨柔性直流牵引供电系统的功率会优先被附近列车吸收,有效降低了双向变流机组从交流电网吸收的能量,提高了系统运行的经济性.     

基于运行图的轨道交通网络动态可达性研究

网络各站之间的可达性特别是首末班车可达性衔接方案的生成和发布,对提升城市轨道交通智能化管理水平具有重要意义.OD(起讫点)之间动态可达性,主要依赖于城市轨道交通物理网络和列车运行网络,需综合考虑列车运行图的刚性控制和乘客换乘走行的柔性影响.根据弹性换乘时间,定义完全可达、条件可达和不可达三个层次,构建网络动态可达性的衔接模型,并提出推算流程.以实际城轨线网为例,确定了某OD对之间的可达时间域,表明该方法的推算结果可作为乘客出行向导的依据.     

浙江“城市轨交信号控制”用频分析

2012年11月1日,深圳地铁蛇口线多趟列车屡屡发生紧急制动,地铁方面表示"系控制列车运行的信号系统受到来自外界‘不明电磁信号’干扰所致,乘客手持便携式WiFi设备是导致列车紧急停运的原因". 蛇口线只是个开始,接下来的几天内,龙岗线、环中线相继"中枪",频频发生的紧急停运、紧急制动,将城市轨道交通运行中的无线电干扰问题彻底暴露在公众面前,为全国轨道交通安全运行敲响了警钟.     

移动闭塞技术

移动闭塞是城市轨道交通信号系统的发展方向。本文比较了基于通信的列车控（CBTC）的移动闭塞列车控制方式和传统闭塞方式之间的不同。介绍了移动闭塞的工作原理、组成。指出移动闭塞和CBTC必将在城市轨道交通中得到发展和应用。     

基于有色Petri网的点式-基于通信的列车控制系统切换实时性分析

点式-基于通信的列车控制(BM-CBTC)多模列控系统的模式切换时延对城市轨道交通运营效率有着较大影响。分析点式-基于通信的列车控制(BM-CBTC)系统模式切换功能及过程,建立基于有色Petri网(CPN)的模式切换模型,研究不同点式(BM)控制系统设计运行间隔下的系统切换实时性。实验表明,切换时延随着BM设计运行间隔增大而增加,当BM设计运行间隔为2 min时能将列车运行晚点时间控制在5 min以内。建立的CPN模型亦可为其他配置的多模列控系统切换的实时性分析作为参考。