铁路智能交通系统

铁路智能交通系统（共12篇）

铁路智能交通系统 篇1

摘要：在近几年的铁路建设项目中, 铁路通信、信息防雷设施建设愈加引起重视, 本文就目前铁路通信、信息防雷建设现状、近几年发布的相关条文, 以及在执行相关标准的过程中遇到的一些问题进行探讨总结、优化, 将经验教训和智能防雷系统一些想法写出来, 期待业内专家的建议, 及批评指正, 以共同提高通信、信息系统建设工程质量。

关键词：通信,信息,智能防雷

一、引言

随着铁路安全性要求的逐步提高, 通信、信息系统防雷被提到了前所未有的高度, 工程要建设成一套有效的防雷保护体系, 设置的防雷保护设备越来越多, 而目前采用的防雷设备在后期使用过程中一般需要人工携带专用的防雷器性能检测仪定期、逐点进行排查, 只能通过费时费力的巡检来实现对SPD检查。是否可以采用智能化手段实线对SPD的随机检测、检查, 提高效率有待进一步的探索。

二、发展现状

防雷是保证通信、信息设备正常运行的必备手段, 通信、信息系统设备的建筑物, 一般包括外部防雷措施和内部防雷措施。外部防雷设施包括安装避雷网、避雷带、引下线 (或利用建筑物内主钢筋) 、设置地网以及通信铁塔的接地与防护;内部防护措施主要包括设置接地汇集线、等电位连接、线缆屏蔽及合理布线以及加装浪涌保护器 (SPD) 等防护项目。由于近年事发几起雷害事故的原因, 行业标准进行了相应的调整, 原来要求根据雷暴日设置相关防雷设施, 而近两年的标准中已不再根据雷暴日进行确定, 由此引起工程中设置的浪涌保护器愈来愈多, 给运营维护也带来了很大的压力, 设置情况概述如下:

铁路通信、信息设备按照分区、分级、分设备防护和纵向、横向或纵横向防护的原则选用浪涌保护器, 用于电源电路的浪涌保护器单独设置, 电源浪涌保护器可选择在变压器低压侧、低押配电室 (柜) 、楼内 (层) 配电室 (井) 、机房交流配电屏 (箱) 、开关电源交流屏、用电设备配电柜及精细用电设备端口, 使用相应规格的SPD, 做分级保护。通信机房的交流电压设置两级及以上的浪涌保护器, 第一级设在通信机房交流电源引入处 (配电箱处) , 第二级设在高频开关电源、UPS交流输入侧, 必要时在精密用电设备的电源前设置浪涌保护器, 必要时在精密用电设备的电源前设置浪涌保护器, 直流浪涌保护器可选择在直流配电柜、列头柜或用电设备端口处安装。

《铁路通信设备雷电综合防护实施指导意见》 (铁运[2011]144号) 发布后, 对通信线缆浪涌保护器提出了更明确的要求。

(1) 室内数据传输线长度在50m以内时可不设置防雷器, 50-100m时, 可在通信机房设备接口处设置浪涌保护器;大于100m时, 应在两端设备接口处处置浪涌保护器。

(2) 根据实际雷害状况通信机房选择在下列处所安装SPD。 (1) 室外引入的的PCM电缆、2Mbps信号线和信号电缆、网络线、控制线, 在DDF架的相应端口安装SPD。 (2) 不经过DDF架传输的综合通信楼内的网管系统, 对室外引入的网格线、控制线, 两端加装SPD保护。 (3) 环境监控和视频监控系统中, 当室外的监控点不在联合地网范围内或摄像机远离监控中心时, 分别在信号 (控制、视频) 线路及电源线路两端安装SPD。

(3) 安装于室外的通信设备宜在缆线终端入口处设置浪涌保护器或防雷变压器。

三、智能防雷系统

3.1设计理念

浪涌保护器是雷电防护的重要措施, 但当前市场防雷产品存在很多问题:设备运行状况难以评测;雷击过后设备是否劣化及劣化程度不可知;设备巡检、评估和维护, 耗时费力、执行困难……这些问题不仅增加了管理的难度和成本, 更暗藏了极大的安全隐患。针对这些问题, 有待于开发研制全新一代的防雷产品———智能防雷系统, 用于收集并整合系统中所有SPD的运行状况、雷击记录及其它的相关数据, 实现了对SPD的远程在线监测, 使防雷产品维护管理更及时、更方便、更有效。

3.2系统功能

除雷电防护外, 智能SPD监控系统的主要功能还包括:实时监测、设备管理、数据通信、故障告警、统计报表、操作安全防护等功能。

3.2.1智能及远程监测功能

(1) 雷电浪涌情况查询。遭受雷击时, 一方面SPD模块进行雷电防护, 泄放浪涌电流;另一方面系统能够实现自动检测并记录雷击发生时间、雷击次数、通流强度, 建立雷电浪涌遭受情况的动态数据库, 用户可以通过监控主机进行雷击情况查询, 并可统计各通流强度范围内雷击次数累计值。

(2) 在线监测及劣化预警。系统可以对SPD的使用情况进行在线跟踪, 并对劣化情况进行分析、计算, 建立SPD性能的实时数据库, 供用户随时查询其寿命状态。

此外, 用户应可以预先设置SPD劣化预警值, 当器件劣化程度突破预警值限时, 触发报警器, 即可进行劣化报警等等。工作人员接到报警信号后, 可以通过监控软件实时查询、定位劣化模块的安装位置等信息, 从而及时更换维护, 避免浪涌保护器件劣化而导致雷电防护失效。

(3) SPD多次承受强雷击后, 可能发生劣化、老化等多种故障, 一般包括:热脱扣、熔断器断路、瞬变管损坏、漏流、寿命到、模块非法拔出、通讯超时等。当SPD发生以上故障失效时, 监控子站或主站应能够通过多种方式发出报警信号。工作人员接到报警信号后, 可以通过监控软件实时查询失效模块的故障类型、安装位置、发生时间等信息。另外, 安装在配电柜 (室) 的数据采集终端预留数据通讯接口, 用户可根据需要连接液晶显示屏或笔记本电脑等设备, 进而获取SPD设备的运行状况以及失效信息。

用户可以通过以上途径监测到SPD的故障信息, 以便及时更换维护, 避免浪涌保护器件劣化而导致雷电防护失效。

(4) 查询和输出历史记录。用户通过监控主机可以主动查询每个在线SPD的信息, 包括运行状况、故障信息、安装位置、维护记录等等, 并提供SPD维护记录、运行状况等各种报表功能, 支持打印输出, 方便进行数据统计管理存档。

3.2.2设备管理功能

通过对SPD设备的基本信息、隶属信息、安装信息, 以及辅助的工作站、分组结构、电气结构网络模块、责任人和管理部门等相关信息的档案管理, 实现对智能SPD的多方位、多层次、简便化、图形化统一管理, 便于用户使用和设备维护。

参考文献

[1]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 (GB 50343-2004)

[2]《铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定》 (铁建设[2007]39号)

[3]《通信局 (站) 防雷与接地工程设计规范》 (YD5098-2005)

[4]《电信专用房屋设计规范》 (YD/T 5003-2005)

[5]《通信电源设备安装工程设计规范》 (YD/T 5040-2005)

[6]《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》 (GB50601-2010)

[7]《建筑物电子信息系统防雷技术规范》 (GB50343-2010)

[8]《铁路信号设备用浪涌保护器》 (TB/T 2311-2008)

[9]《铁路通信信号箱式机房技术条件 (暂行) 》 (运基信号[2009]235号)

[10]《铁路通信设备雷电综合防护实施指导意见》 (铁运[2011]144号)

铁路智能交通系统 篇2

通过对高铁建置的运行及作业安全进行观察和了解，我们可以将铁路轨道安全的重点切分为三大块;那就是轨道安全、列车组车厢安全和车站安全。因为已有众多专业厂商在专门探讨轨道及车厢安全的部分，因此本文抛开了对轨道本身的高速铁路轨道安全监测及高速铁路的车厢安全监控这两部分，转而专注于现阶段运营状况越来越复杂的高速铁路车站的安全部分，提出相应的车站综合智能安全系统解决方案。

高速铁路车站运营安全与一般的铁路车站有何不同

安全是铁路系统永远坚持的目标要求，车站则是安全因素的重要环节，虽然高速铁路车站一般看起来与地铁、动车车站看起来并无差异，甚至在一般人看起来都是一样的结构与运作方式，但实际上，高速铁路车站与一般的地铁、铁路火车车站的运行有着明显的差异。这里举两个简单例子，一是;一般的地铁、铁路车站的列车停靠站时由于运量不同，所以停靠站时间也不同，而高铁由于是属于城际高速运输系统，因此会有部分站点在不同车次上是不靠站的，高速铁路在运行方式有很多时候是以降低停靠站或以减少停靠站来达到直达或快捷的目标，所以在列车不靠站通过时虽然以减速通过，但高铁速度仍然是以高于一般铁路列车的车速，因此会给高铁候车月台带来瞬间的强风气流，它可能会带来月台设备的晃动或是人员被气旋牵引或吹动等。因此，对于月台的设备固定及监控，以及人员的管制就不同于一般的地铁、动车及火车车站的方式，也正因如此，我们可以看到包括国外及国内的高铁车站在月台人员进出时都会有特殊的管制及人员侦测设备，同时也会针对一些监控设备及月台信号灯设备有特定的固定与安装架设方式(如图1)，如此一来当高铁列车采用不靠站通过时，设备也不致于晃动或被强风吹落轨道上。

图1 高铁车站在监控设备及信号灯的强化固定

另外在管制月台进出及人员滞留的侦测技术上，我们也会看到高铁车站在月台人员管制侦测上通常会采用视频动态侦测技术或体温热感侦测器等方式(如图2)，以防止人员或猫狗小动物的不当进入管制月台区。

图2 高铁月台区侦测设备安装实景

二是：高铁月台与一般的铁路、地铁车站在安全管制上也有差异。在一般的铁路车站，人员在列车未进站前或未发车前，可以看到候车人员可以随意使用电扶梯或步行梯，自由的进出铁路及地铁月台区域。但高铁车站不同的是;在列车尚未进站前或发车后，月台区是属于管制的，且电梯手扶梯都应该配合验票闸门进行使用管制，也就是说在尚未获得列车进站信息信号前，所有验票闸门及电梯手扶梯等进出月台的设施及卡口都应该是严格管控的，这样一来，除了可以达到对旅客人流的控制外，更可以确保月台净空管制的原则，以维持月台候车的安全。

以上所提都是高铁车站内与一般的铁路、地铁车站在安全要求上明显而具体的差异所在，当然除了这两个实例以外，高铁车站在货物托运与行李检查上通常采取分离管制检察的方式，这也不同于一般的铁路车站货物跟随托运人运输的方式。因此，总体而言，虽然作业方式相似，但高铁车站在安全管制的要求上是比其它铁路轨道系统要来得要求更高的。[nextpage]

高速铁路车站运营安全的潜在危险因子有哪些

从上述若干例子中可以看到，高铁车站在高速铁路的安全防范上是一个非常重要的部分，因此我们有必要先去探讨及了解一下高速铁路车站会有哪些可能存在的危险因子，这些安全的顾虑又会产生哪些安全措施的需求，表1是针对高铁车站的各个重要环节分析出来的安全顾虑因子及产生的安全技术需求。

表-1高速铁路车站区域安全问题关系表

从表1中可以看到，高铁车站的危险因子部分与一般的铁路轨道车站的要求是一致的，但仍然有些是需要特殊的智能解决方案与应用来确保高速铁路车站的安全。同时，这些智能技术要求必需能够整合到高速铁路车站的一切信息及监控、通讯系统内，下来我们就进一步来了解高铁车站综合智能安全系统的大概建设情况。

高铁车站运营综合智能安全系统运用

完整的高速铁路车站智能安全系统架构是包含信息、影像、分析、辨识、统计及广播、电子告示、门禁、电力及设备监控等在内的整合及信息交换联动系统，并以此为标准架构。在此架构下，从每一车次列车进站到列车离站都应该有一个自动化子系统结合以上的子系统联动的智能型安全控制系统，进行全自动化及人工辅助的车站运行控制，以完成高铁快速自动化的要求，这个架构应为一完整平台控制方式，其架构如下图3所示。

图 3 高速铁路车站智能安全控制系统架构图

透过此架构，我们可以看到车站运营安全智能化的系统控制流程。首先在列车信息传达上，过去的列车到站及离站透过GIS(列车定位信息系统)传达后，都由控制员以手动方式将列车车号、车次以计算机键入方式显示于旅客信息广告牌PIDS(Passenger Information Display System)上，再由播音员以实时广播方式通告车站内的旅客进入月台区上车，若列车出现误点情形时，却无法实时进行广告牌显示信息更新及实时讯息播音通告，而现在，透过智能化信息交换控制系统，系统平台可以在列车进站前即可取得通过列车GIS系统所夹带的列车代号车次信息。同时，经过平台系统交换信息后转译译码，直接驱动电子广告牌显示列车文字信息及同步启动播放列车进站预录语音，要求搭车旅客准备验票，并进行旅客进入哪一个月台候车的导引通告，也可以透过平台控制传达自动启动电梯手扶梯服务及开启月台闸门，让旅客在列车进站前夕有足够安全的前置时间进入月台区，以达到月台区管制的目的。

其次，透过月台及其它区域的闭路电视监控系统与视频智能分析侦测系统的配合，可以在月台区进行人员及物品行李在月台区的移动动态侦测，可以将月台人员及行李的异常动作行为透过智能分析判断，及时将状态通知月台服务站(PAO)值班人员进行反应处置。同时还可以通过摄像机的事件自动触发机制，触发事件区域最近的PTZ摄像机，进行预置位锁定(Preset)，执行自动画面锁定，并将此事件画面跳出(SPOT Out)在指定的显示器或月台服务站(PAO)显示器上，以掌握全部状态，适时通知列车驾驶人员及行车管制中心(OCC)。这些状态的监控范围包含人员越过月台安全线、异常逗留徘徊、过度接近月台左右二侧边缘、行李物品不明遗留物及物品异常掉落轨道区，或是月台区人流过大或上下车异常拥挤等状况。并透过发布事件方式，让系统平台控制月台管制闸门及电梯手扶梯，管制放行或暂停人员进入月台区，以利于事件处理及发布广播讯息。[nextpage]

另外，高铁车站智能安全系统平台也可以结合消防系统，在探测器侦测到消防烟火告警讯息时，利用消防区间配备的影像监控摄像机加以确认事件，经消防系统及影像确认非误报讯息后，除管制必要的进出车站及月台闸门之外，并在事件确认后进行电梯及手扶梯锁定并停止使用，同时透过探测区间联动防火门的开启及闭锁状态，以利防堵烟雾及疏散逃生，与此同时，广播系统也应启动紧急广播机制系统，以预录语音或人工播音播放逃生引导以及各区域疏散方式，以避免发生拥挤踩踏事件。

列车停靠站部分也是月台安全监控的一个重点，利用监控系统与影像动态绊线侦测，可以让车站OCC系统了解列车靠站的停车位置是否适当，以及上下车的状态与对异常事件的掌握，如旅客物品及脚步滑落车厢与列车间隙的事件，车门开启关闭异常，行李上下车异常等情况，都是列车停靠站时必要的监控项目。

最后，透过站内密布的监控摄像机将所有摄像机依区域及列车进出站时间编辑成自动巡程扫描监看(Touring)或执行群组定时区域扫描(Pattern)的动作方式，在每日例行的列车进出站过程中，依人潮进出动线及作业内容进行预编程的监控，以更好地利用遍布密集的摄像机。同时在智能化技术的帮助下，还可以进行脸部辨识及异常行李的动线检查，以降低车站安全维护人员不足所造成的安全漏洞。

以上都是高速铁路车站智能型安全控制系统实现的安全管理机制，透过建置完整的系统控制平台或第三方软件平台的支持与开放，还可以将车站门禁及停车场卡口管制等多种子系统集成到这种智能联动方式的安全管理机制中来。

高铁车站及周边安全是旅客安全的延伸

在车站大厅及公共区域部分，由于高铁车站运量较大，因此在出入口的安全管控范围内也相对有一定的需求，对此区域的安全管制除了必要的高清摄像机外，配置宽动态的人脸捕捉摄像机以配合脸部辨识系统也是必要的。另外，对于随行行李的安检流程及安检区前后区域的管理也应该有完整的影像监控机制，这样可以避免违规品的丢包与藏匿行为。同时对于售票区及自动售票机区域也应采用摄像机进行全面监控，售票区内外应有影音摄像机记录所有的售票过程，包括售票员在售票时的行为举止和与旅客的对话等，这样除了可以确保票务纠纷事件之外，还可以提升票务的服务水平。

另外，在高铁车站的一些公共区域，如卫生间前及走道、商店区、旅客候车休息区等容易发生盗窃及旅客个人安全事件的区域，也应该要搭配全区的摄像机及带有影像智能分析的系统，如不当逗留、群聚骚动、打架、突然奔跑或烟火等影像分析辨识技术，以帮助车站管理人员进行事件监控与处理。

当然，若车站附件设有地下地面停车场的，也应将其纳入高铁车站的安全系统管辖范围之内，停车场的安全也是高铁旅客安全延伸的一部分，如何做好高铁停车场的安全管理也是车站安防的要点之一。停车场的危险因子除了停车管理与旅客人生财产安全之外，就是对车辆的安全管理，因此在这个区域可以采用日夜宽动态摄像机、紧急求救系统、车牌辨识系统及消防系统。日夜监控摄像机针对停车区域的人、车安全，进行广角全面的高清监控，对人员进出则提供高清的全身及脸部画面监控;车辆收费进出卡口则针对车型、车牌、驾驶人进行完整的辨识及比对记录，以供事件追查所用。一个高铁车站的停车场安全系统不应只是影像监控，由于汽车防盗器声音及汽车玻璃被破坏的异常声响经常容易被忽略，因此停车场对于声音异常声响的收音及分析识别也是很重要的一环，应对环境经常性噪音进行一个高分贝噪音侦测，除了可以保障汽车防盗事件的发生之外，更可以掌握场内不当驾驶行为，以防止场内车祸的发生。最后，消防系统则是针对汽车意外火警侦测及灭火而设计的，应采用影像智能侦烟/侦焰系统搭配固定的差动、侦烟、温度探测设备，以监控整个停车场的消防状态才是一个万全的机制。

结语

铁路智能交通系统 篇3

关键词：铁路；信号系统；智能监测技术

中图分类号： U284 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）28-141-2

0 引言

随着科学技术的不断进步，信息技术逐渐被广泛应用到铁路行业。铁路信号系统作为铁路现代化建设的重要组成部分，还存在一定的不足，加强铁路信号系统的智能化探索具有十分重要的意义。智能监测技术是铁路信号系统朝着安全、可靠、网络化及数字化方向发展的重要途径，能够有效确保行车安全、强化信号设备管理，提升铁路信号监测设备应用质量。我国铁路部门要结合铁路运行实际状况，充分利用智能化监测技术以及控制设备建设现代化铁路信号系统，对信号设备的运行状态进行全面、科学的动态监测和记录，为铁路部门掌握铁路运行状况及分析事故提供有效参考。

1 铁路信号系统监测技术发展现状简析

1.1 GSM—R通信监测系统

GSM—R通信监测系统主要包括通信接口监测和GSM—R网管监测两个重要组成部分。通信接口监测是对GSM—R网络关键接口的实时监测，其主要工作任务是对网络接口信令和业务数据信息进行监控和记录，同时综合分析和总结网络异常事件，为GSM—R系统用户提供在线历史数据查询和网络状态监测服务；GSM—R网管主要具有重要的管理功能，涉及配置、报警、故障等多个方面，实时监测和控制铁路信号系统运行状态，进而为列车的安全、稳定运行提供可靠保障。

1.2 信号集中监测系统

信号集中监测的体系架构特征为三级四层，能够实现信息存储、状态重现、监测及报警等功能。信号集中监测系统通过CAN总线实时联系各个信号设备的开关量信息和电气参数模拟量信息，这些信号设备包括电源屏、轨道电路、信号机、信号电缆等。此外，该系统还可以利用通信接口连接TCC、CBI、ZPW2000轨道电路等设备的维修机，从而获取相关信息。监测人员可以通过信号集中监测系统监测现场设备工作状态，并作出相应诊断，确保设备的稳定运行。

1.3 列控监测检测子系统

列车监测子系统是列车安全运输的重要保障，能够实时采集和处理不同程度的数据信息。将车载司法记录器安装在列车上，对列车相关运行安全数据进行记录操作，例如列车司机动作状态、输入信息等。在RBC监控室设置RBC维护终端，从而实现对RBC系统工作状态以及CTC系统通信状态的检查。该系统应用危机连锁电务终端诊断计算机连锁系统故障，利用临时限速服务器管理和维护TSRS故障。

2 铁路信号系统智能监测技术的应用概况

2.1 智能化监测系统的基本构架

在铁路信号系统中应用智能监测技术，从而形成智能化的监测系统。依据铁路运行的实际情况，智能化监测系统的基本构架可以分为车站、电务段、电务处三个层面，各部分的功能如下：对于车站层面，智能化监测系统对其进行全方位、多角度的监控，整合各种数据信息，同时传递给电务段；对于电务段层面，智能监测系统将车站传递过来的数据进行转化，为电务段的操作提供依据，同时实现了智能化故障报警功能，并向电务处传递报警信息及分析数据；对于电务处层面，在获得电务段传递数据的同时，对GSM—R、DMS等系统的检测数据进行整理，将这些数据信息统一到电务处数据库，为其他相关工作提供参考，充分发挥智能监测技术在信号设备维护方面的指导作用，推动智能化监测系统综合化、智能化、信息化发展进程。

2.2 建立智能化监测模型

铁路信号系统通过应用智能监测技术，可以建立智能化监测模型，具实现了以下几种功能：第一，汇总各类监测数据，方便对此类数据的综合全面分析，铁路信号系统包含很多的设备，需要采用先进的数据处理技术和通信传输技术对所有设备数据进行整合，工作人员通过比较分析这些数据，对设备运行状态进行及时掌握，从而调整设备实现更加合理的应用；第二，建立信号数据综合处理平台，充分融合信号系统设备的监测、现场数据，使得铁路信号数据实现智能化分析，对这些数据进行分类汇总，从而建立数据库；第三，发挥历史监测数据的作用，电务段在对设备进行运行状态分析与预测的时候，可以借助信号系统中监测到的历史数据以及设备的检查和维修记录提供有效参考，同时可以建立相应模型分析设备运行可靠性，实现对设备的状态特征的全面掌控，为现场设备的智能化分析与状态预测提供保障；第四，加强与调度控制中心的配合，通过智能化的监测模型可以整理出各种故障事故数据、设备运行状态信息，为调度控制中心制定运行方案、调整列车运营提供可靠依据，同时使得调度控制中心的应急处理能力提高，能够针对各种运营问题进行有效的处理和监督控制，实现对运行设备以及现场作业监控，并对设备报警信息进行闭环处理。

3 铁路信号系统智能监测技术的具体应用

3.1 建立监测数据集

电务段需要进行智能监测的数据种类繁多、数量庞大，主要涉及从地面设备到车载设备、从单元设备到系统的数字量、模拟量以及开关量。在应用智能监测技术的过程中，要对共享数据以及存储数据进行重点的监测，一方面，深入分析发生信号故障的情况下所产生的相关监测数据，通过对比、关联形成系统的数据集，为车—地综合分析提供参考；另一方面，充分运用预警算法、趋势分析、维护管理等方面的技术，建立事故预警、设备趋势分析、铁路生命周期管理所需要的数据集。通过建立科学、全面的共享监测数据集，提高铁路监测维护的效率。

3.2 存储与共享机制

在铁路信号系统中，数据中心最关键的功能就是数据共享，为各个车务段以及上级信号处理中心提供科学、完善的数据信息，并为车载监测和地面监测等系统提供全面的数据传输和分析服务。根据铁路信号系统的经济性要求，结合检测设备的布置情况和数据容灾，经过深入研究，制定铁路段各个基站控制系统的数据存储和分配策略，并通过透明化的共享机制，使得数据的利用情况更加的清晰化。此外，各个监测子系统在数据库的结构和性质等方面存在不同，所监测到的数据一般具有半结构化的特征，加强监测数据的存储和集成共享是智能监测技术应用的关键。

3.3 智能化分析技术

智能化分析技术主要包括设备间的信号逻辑故障分析以及单项设备的专项故障分析，具体分析如下：第一，设备间的信号业务存在联锁关系，对其进行故障分析，主要采用对比分析和综合关联分析的方法，对铁路信号专业领域的相关专家的理论经验和知识技巧进行收集、整理，实现故障诊断专家系统的建立，从而提高推理和判断工作效率；第二，对于单项设备的故障分析，设备的故障情况往往通过监测信息进行反映，可以利用时频分析、谱分析、自适应滤波、状态估计等现代化的信号处理技术，根据监测数据对状态趋势进行预测，分析出故障的相关特征，从而进行故障检测与诊断。

3.4 规范化和标准化操作

铁路信号系统智能监测技术监测的数据范围较广，对其进行规范化、标准化管理具有十分重要的作用。其中，最基本的工作就是对电务设备和数据进行规范化命名。建立数据中心处理平台的前提工作就是对监测数据进行综合整理，制定科学、完善的玷污监测数据规范和标准，以满足铁路信号系统的应用要求，进而实现数据的自动采集和关联、模型的自动同步等。

4 结束语

总而言之，铁路信号系统是铁路建设的重要组成部分，在科学技术不断进步的背景下，我国的铁路信号系统在技术和设备方面也在不断的进行完善，从传统单一的特点转变成系统化、综合化的优势，应用智能监测技术，建立铁路信号智能化监测系统，从而保障铁路列车运行的安全性、稳定性，促进铁路事业的快速发展。

参 考 文 献

[1] 刘大为，郭进，王小敏，陈建译，杨扬.中国铁路信号系统智能监测技术[J].西南交通大学学报，2014，05：904-912.

[2] 蔡永寨.浅析我国铁路信号系统智能监测技术的应用[J].山东工业技术，2016，07：152.

[3] 赵毅博.我国高速铁路信号智能监测系统技术探究[J].科技与企业，2015，06：76.

[4] 郭亚龙.我国铁路信号系统智能监测技术[J].通讯世界，2015，11：49-50.

铁路智能交通系统 篇4

嘉定新城是上海第二个重点建设的新城。随着轨道交通11号线的建成运营, 嘉定新城建设步伐加快。然而, 与毗邻的江苏昆山、太仓等城市相比, 嘉定新城整体发展相对比较滞后。虽然嘉定位于沪宁通道上, 是上海陆上运输的北大门, 但长期以来, 嘉定并没有发挥出上海北部陆上运输门户的枢纽功能。由于地位和区位较近的关系, 长三角北翼地区基本越过嘉定与上海中心城区直接联系, 大量的产业也向毗邻的昆山、太仓等转移, 嘉定反而成为区域发展的洼地。

21世纪以来, 上海加快了郊区新城的建设速度。根据长三角区域城市群发展规划、上海郊区新城发展规划, 嘉定新城将定位于具有综合辐射功能的长三角重要节点城市。然而, 与松江新城相比, 嘉定新城既没有普通铁路、也没有城际铁路通过。经过嘉定区的京沪铁路、沪宁城际铁路均远离嘉定新城;虽然京沪铁路、沪宁城际铁路都在安亭设了车站, 由于可达性差, 列车班次少, 这些车站对嘉定新城甚至安亭汽车城几乎没有发挥作用。

嘉定城区距离沪宁城际铁路安亭北站直线距离超过10公里, 实际行亭北站通过地铁11号线绕行需要近1小时。由于可达性很差, 沪宁城际铁路、京沪铁路等对嘉定新城均没有吸引作用, 嘉定新城对外交通仍然依赖于上海市中心的铁路主客站。因此, 为了进一步提升城际铁路安亭北站对嘉定城区的服务, 需要建设一条直接连接安亭北站及嘉定城区的轨道捷运系统。

二、轨道交通11号线对嘉定城区的可达性差

与轨道交通9号线直接穿越松江新城和老城区不同, 轨道交通11号线在规划时就特意绕开嘉定老城区。轨道交通11号线进入嘉定城区后, 沿胜辛路、平成路从嘉定老城区西侧绕至北侧, 在城区西北侧设置嘉定西站, 在城区北侧设置终点嘉定北站, 2座车站均偏离城区中心。嘉定东部城区距离轨道交通11号线车站大多需要2~5公里的短驳距离, 导致总时耗增加, 出行不便。整个嘉定城区东部轨道交通服务较为薄弱, 可达性差。嘉定城区本身是组团式用地结构, 随着嘉定新城的建设规划, 老城区、嘉定工业园区、新城区等组团之间的联系将加强。然而这些组团之间的交通大部分仍然依赖传统的公交车, 速度慢、运能低。

三、嘉定区域快速轨道交通规划方案

1. 区域轨道交通功能定位

一是为嘉定老城区、嘉定新城区、安亭城区与沪宁城际铁路安亭北站、京沪铁路铁路安亭站之间提供快速联系服务, 提升城际铁路、市郊铁路对嘉定城区的服务。通过这条区域轨道交通的规划建设, 整合嘉定区域的轨道交通、市郊铁路和城际铁路, 提升铁路对嘉定城区的服务。二是填补轨道交通11号线覆盖的不足, 为11号线提供网线补充。通过该条区域性轨道交通的规划建设, 可以为嘉定城区东部提供服务, 实现东部城区与11号线快速衔接。三是为嘉定老城区、嘉定工业区、嘉定新城区、安亭汽车城等各组团之间联系提供快速服务, 进一步提升嘉定区域各组团之间的交通服务水平。

2. 规划目标

实现嘉定老城区30分钟内可到达城际铁路安亭站。

3. 线路选线规划

从轨道交通11号线终点嘉定北站起, 线路往东沿嘉罗公路穿越嘉定城区东部、嘉定工业园区, 衔接11号线嘉定新城站后沿宝安公路至京沪铁路安亭站、沪宁城际铁路安亭北站, 并延伸至11号线安亭站。该线路总长约25公里, 将11号线、沪宁城际铁路、市郊铁路实现网络整合 (图1) 。

4. 站点规划

设置换乘枢纽站和普通站两类车站:换乘枢纽站主要实现与轨道交通11号线、城际铁路、市郊铁路的衔接与换乘;普通车站主要为沿线居住区、商业区及工业园区提供服务。换乘枢纽站之间可以开行大站快线列车, 普通车站之间提供站站停服务。

5. 线路制式

铁路交通事故案例 篇5

★ 铁路班组管理心得体会总结

★ 物流管理成功案例

★ 建设项目申请报告

★ 建设项目可行性研究范文

★ 建设项目岗位职责

铁路智能交通系统 篇6

习近平主席和李克强总理在对外访问中，不断推销中国的高铁，从亚洲的泰国，到欧洲的英国，再到非洲和南美洲，每次出访高铁都是重要的议程。经过10多年的高速铁路建设和对既有铁路的高速化改造，中国目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网，我国高速铁路运营里程约占世界高铁运营里程的45%，稳居世界高铁里程榜首。

根据“十二五”规划，2015年底全国铁路运营里程将达到12万公里。2014及2015年铁路是通车高峰期，根据测算这两年铁路新通车均将超过8000公里，其中2014年高铁通车超过5000公里创历史新高。随着铁路通车高峰期到来，新通车铁路导致交通设备需求密集增加，特别对于高铁项目，在新项目通车后网络效应增强，有利客座率上升，既有高铁线路将出现班次加密需求，预计动车组需求将爆发。

轨道交通也在加速，目前已批准建设轨道交通的城市达37个，到2020年的通车里程将达6000公里，总投资将达4万亿元。2013年-2015年全国城市轨交建成量约为2091公里，城市轨道建设投资CAGR（2013-2015）为25.1%；预计2016-2020年间，相应建成量约为4967公里，累计投资额约为3.24万亿元，行业投资CAGR（2013-2020）为15.2%。在政府简政放权政策的推动下，城市快速轨道交通项目的审批核准权已下放给地方。随着审批权的下放，投资额巨大、对城市经济带动影响深远的城市轨道交通将向更多的二三线城市扩散，轨道交通的规划范围和延伸里程也有望进一步提升。

铁路智能交通系统 篇7

现代交通智能保护系统的应用越来越广泛, 让人们的交通生活变得越来越安全。但是, 目前市场上应用于铁路闸口的交通智能保护产品非常单一, 特别是针对视弱人士特别设计的智能交通系统非常稀少。为了服务于特殊人士, 笔者设计了一个特别针对视弱人士的铁路闸口智能交通保护系统。该系统只是生活中的一个小小应用, 但对它的研究也有很大的意义。

本论述介绍了一种以AT89S52 单片机为主控制器的智能交通保护系统, 它的中央处理器采用价格低廉、性能可靠的AT89S52 单片机。在现有铁路闸口交通灯控制模块基础上, 对视弱人士的特殊情况, 进行实际交通情况的模拟, 通过软件代码建立起交通灯控制的模型。另外, 利用AT89S52 语音特性为本系统加入语音提示功能, 结合红灯倒计时显示、红绿灯显示, 构成了有声有色的模拟交通灯控制系统。。

1 无线呼叫系统总体方案设计

该系统将整个程序划分了模块, 可以分为LED显示模块、控制模块、数码管显示模块、到计时模块和语音模块;其中数码管显示倒计时, 最大可显示的数字是90。总体设计框图如图1 所示;交通灯控制框图如图2所示。

2 系统硬件设计

2.1 复位电路设计模块

本次设计用的是MCS-51, 它的复位输入引脚为RST, 用以实现初始化的功能, 目的是让程序从指定地方开始运行, 它是用按键复位的方法来实现复位功能的。复位电路是在时钟电路设计之后出现的。那么怎样判断它是否复位呢?其实很简单, RST引脚的高电平超过两个时钟周期, 如果RST保持高电平1, 则MCS-51实现持续复位;如果RST由高电平变成低电平, MCS-51 的程序就从0000H地址开始运行。 MCS-51 复位电路如图3 所示:

2.2 外部晶振时钟电路设计模块

MCS-51 由内部振荡电路和外接元件构成, 用以形成时钟。外接晶振与电容共同构成了并联的谐振电路。对振荡时钟电路和并联谐振电路来说, 对接入多大的电容没有强行的规定;在放大器的反馈回路中, 对接电容也不需要太高要求, 但震荡频率的值会受到电容值的影响。晶振频率:1.2 MHz~12 MHz, 这里用的晶振是12MHz, 电容是30 p F。外部晶振时钟电路模块如图4 所示:

2.3 语音提示模块

语音模块采用WT588D蜂鸣器。WT588D有很多I/O端口, 能做FLASH单片机既能发出声音还有控制作用;WT588D与51 单片机一样操作简易, 性能极好。WT588D语音芯片软件操作方式极为简单, 加入了语音技术, 缩短了设计时间。语音提示模块如图5 所示。

3 系统软件设计

软件总体设计主要完成各部分的软件控制和协调。本系统主程序模块主要负责系统的初始化, 传送显示数据, 进行键盘扫描, 当外部中断后, 应用相应的操作来实现不同的功能。根据交通灯显示情况可将其分为四个状态, 可利用定时来设置LED的时间变换方式。软件设计流程图如图6 所示;状态转移图如图7 所示。

4 结束语

本设计的目的是在现有铁路闸口交通灯控制模块基础上, 针对视弱人士的特殊情况, 进行实际交通情况的模拟, 通过软件代码建立起交通灯控制的模型;另外利用AT89S52 语音特性为本系统加入语音提示功能, 结合红灯倒计时显示、红绿灯显示, 构成了有声有色的模拟交通灯控制系统。经过实际环境测试, 系统基本实现了设计要求, 具有较强的实用推广性。

参考文献

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[11]何立民.单片机应用文集 (第一版) [M].北京:北京航空航天大学出版社, 2004.

铁路智能交通系统 篇8

汉中车站位于陕西省汉中市,为2008年汶川地震灾后重建重点建设项目,也是西安至成都铁路客运专线一座重要的车站,车站站房建筑面积12000㎡,设有1座10/0.4kV双变压器的室内变电所。为了方便和实时地监控低压配电系统的运行状态,对用电设备进行统一管理,免去值班人员到现场进行合分闸的繁琐工作,减少工作人员劳动强度,提高工作效率,该变电所采用了低压变配电系统智能化技术。

低压变配电系统智能化是当今电力系统发展变革的最新动向潮流,是电力科技的重大创新和趋势。它利用现代电子技术、通讯技术、计算机及网络技术,将低压变配电系统在线数据和离线数据、用户数据、网络结构、地理位置等进行信息集成,实现对系统正常运行及事故情况下的监测、保护、控制、用电和配电管理的自动化,并具有部分状态预测和故障诊断功能,是一个涵盖所有系统管理和控制、状态预测与故障诊断功能的信息系统。

2 传统低压变配电系统存在的问题和技术缺陷

2.1 传统低压变配电系统

如图1所示为典型的低压变配电系统结构示意图。其对电能的分配、控制、监视、测量一般由装有各种低压元器件的低压电气柜来实现。这些低压元器件包括:断路器本体(裸开关)及各种保护附件(热磁、电子或智能脱扣等);各种测量仪表(电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、电能表及配套互感器或网络仪表);控制/联锁元件(继电器、按钮、开关);信号元件(灯、光字牌、报警器)等。

2.2 传统低压变配电系统存在的主要问题和技术缺陷

2.2.1 保护性能的缺陷

低压变配电系统的保护性能取决于断路器本身所携带的脱扣器。这些常规脱扣器可实现的保护内容较少(电流速断保护、过电流保护、接地或漏电保护、失压(欠压)保护);保护功能内容的增减、变更的灵活性差,均需更换不同的保护附件;保护的准确度低,分散性大,例如常规塑壳断路器使用的热磁脱扣器,其双金属簧片材质的稳定性、环境温度、双金属簧片热膨胀的重复性差、热磁材料的老化程度、机械安装可靠性等因素直接影响着保护的准确性;保护定值的现场整定和校验困难,尤其对于容量较大的断路器现场甚至无法整定和校验,只能在出厂前由制造厂整定或校验需返厂进行处理。

2.2.2 测量性能的缺陷

低压变配电系统常用的电磁式仪表、多功能数显表或网络仪表可以测量Ua、Ub、Uc0、Ia、Ib、Ic、cosαt、Pt、Qt、SRMS等电参量,无法测量与电能质量有关的参数,如谐波含量、波形畸变系数等;抄表方式,除网络外表可遥测外,其余均需现场抄表读数。

2.2.3 控制性能的缺陷

塑壳断路器和常规框架断路器需人工就地直接操作,安全性差;低压柜数量较多且分散布置时,人员操作劳动强度大,极易误操作。智能框架断路器只有加配通讯附件时才可后台遥控。

2.2.4 遥信性能缺陷

塑壳断路器和传统框架断路器的开合状态无法上传;断路器工作位置、储能位置等其他硬接点信号无法监视;仅有就地状态与报警指示,无SOE记录。

2.2.5 通讯性能缺陷

只有配用网络仪表和断路器通讯附件的低压柜才具备通讯功能,但两者通讯口可能不统一,占用至少两个通讯地址。

3 智能化低压变配电系统的优点

3.1 保护性能方面

不再依赖于断路器自身携带的各种脱扣器,而是一种经过具有预测、预估功能的卡尔曼滤波算法处理的全数字保护。其准确度、灵敏度高,重复性、稳定性好,响应速度快、使用寿命长,受其他因素影响极小。保护功能强大,可实现I段过电流保护、Ⅱ段过电流保护、瞬时电流、零流(接地或漏电)保护、电压过低保护、合相过负荷保护、不平衡保护、频差保护、电压过高保护、电压错序或缺相保护、工艺1保护、工艺2保护等。保护功能内容的增减用软件完成。

3.2 测量性能方面

基于24位高速微处理器芯片及高精度数模转换芯片平台,采用瞬时无功功率理论(亦称做pq理论)和软测量理论的检测方法,分析在瞬时条件下三相电路的特性,可获得到包含的高达21次谐波的信息的各项电参数电参量;能测量谐波含量、波形畸变系数等与电能质量有关的参数,实时性好,精度高。

可实现配电系统的“四遥”及无人值守和远程监控。具有SOE事件记录、硬遥信量、软遥信量等;自带统一的通讯口,通讯地址唯一,通讯信道多样,通讯功能强大。

实现区域配电联锁时,不需大量联锁布线,节省了电缆,符合国家节能少耗之政策。

增加对电网质量监控与管理、故障检测和诊断功能。可查看各回路各控制单元(子站)的电量参数,对各子站远程储能(框架断路器)、合闸、分闸、启动、停车(电机控制回路)等操作;查询系统各种信息、故障记录、日记报表等,决速、准确地掌握供、配电设备的运行情况,提高工作效率。

4 智能化低压变配电系统的总体方案

4.1 管理层

后台机服务器通过数据接口收集全网实时数据,保存全网参数、计算结果、历史信息、图形文件。

配置系统维护子系统用户界面,允许自动化或其它电网参数维护人员对电网参数、系统参数进行远程维护。

4.2 现场总线层

通信接口:全隔离RS485、RS232或CAN;通信协议选用标准协议;通信介质为屏蔽双色双绞线电缆、通信光缆。

4.3 执行层

由系统所需的底层智能物理单元组成。

(1)受电智能测控装置用于低压电源进线柜,用于完成进线断路器的控制并对该进线回路进行监视、保护、全电量测量及数据记录、统计、分析。

(2)馈电智能测控装置用于低压馈线柜,用于完成对各条馈线回路的监视、电量测量及数据记录、统计、分析。

(3)联络智能测控装置用于低压母线联络柜或其它联络柜,用于完成联络断路器的控制、保护和对联络回路的监视、电量测量及数据记录、统计、分析。

(4)切换智能测控装置用于低压切换柜、油机切换柜、备自投切换柜。用于完成两组供电电源[市电(主)-市电或发电机(备)]之间的切换。

(5)无功补偿智能测控装置可根据实际工况选择不同的控制策略用于完成对低压系统无功的补偿控制。

(6)电动机智能测控装置用于低压电动机馈线柜,用于完成对低压电动机的控制、监视、保护、电量测量及数据记录、统计、分析。

图2所示为智能化低压变配电系统拓扑图。

5 结束语

智能型低压配电系统可以方便和实时地监控低压配电系统的运行状态,对用电设备进行统一管理,免去值班人员到现场进行合分闸的繁琐工作。系统对各种用电设备的历史数据和状态进行管理分析,便于维护人员明确设备状况,制定详细的设备维护计划,减少工作人员,提高效率。随着信息技术的不断发展,以及企业对自动化和输配电系统相结合的需求的增长,低压配电系统的智能化是一种必然的发展趋势。

摘要：现代工业技术的发展对低压配电系统运行的可靠性及其智能化管理提出了更高的要求,把现代计算机技术和通信技术应用到低压配电系统监测和控制中,智能化低压配电系统由此应运而生。详尽地介绍了智能化低压配电系统的特点、系统功能、总体方案等。

关键词：智能,低压配电系统,现场总线

参考文献

[1]包革,朱守云.带现场总线的智能低压配电装置[J.]低压电器,2000,(1.)

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[6]朱允生.智能化低压配电系统的应用[J.]经济技术协作信息,2007,(17).

铁路智能交通系统 篇9

1 集装箱中心站智能大门系统的概述

1.1 智能大门系统的功能

铁路集装箱中心站的大门系统作为中心站信息管理系统的信息源, 所以更加高效的大门系统有助于进一步提升中心站的整体运作水平和铁路集装箱运输的市场竞争能力。因此, 原始的大门系统应该包含车牌号码识别系统、箱号自动识别系统、检验残损系统、用户自行操作系统等的智能系统, 并且保持与中心站管理系统进行实时信息交互, 实现大门系统的管理智能化和监控智能化。对所有进出中心站大门的集装箱卡车都能全方位实时监控确保高效的大门通行率;另外, 对集箱号、车牌号的自动采集、电子地磅自动测重、自动报警和拦截以及集装箱的残检等智能系统也有助于实现大门系统的全面智能化管理。

1.2 智能大门信息系统的构成

箱号自动识别系统 (OCR技术) , 集装箱验残系统, 车牌号识别系统 (RFID技术) , 自动检斤系统, 集装箱箱场位指示系统, 语音对讲系统, 车道挡车器、泛光灯及车道信号灯等系统组成了大门的智能信息系统。如图1所示, 大门智能信息系统与中心站其他子信息系统交互。

2 集装箱中心站智能大门系统排队模型

2.1 大门系统排队模型的建立

大门系统由入口和出口两部分通道组成, 当集卡到达大门时, 如果通道空闲则接受服务, 否则排队等待至通道再次空闲, 集卡在接受服务完毕后立即离开大门系统。集卡的到达具有不确定性和随机性, 而本文所要研究的是引进智能大门系统后, 因为大门具有智能性和无人操作性, 所以假设集卡接受的通道服务属于定长服务。

1) 输入过程:集卡的数量是无限的并随机到达大门系统, 连续到达是相互独立的, 时间间隔服从参数λ的泊松分布;

2) 排队规则:集卡到达为等候制, 服从先进先出原则, 集卡到达大门系统后根据通道的闲忙状态决定在那个通道排队等待, 一旦进入队列就不能插队、换队、离开;

3) 服务机构:大门系统有若干通道, 每个通道一次只能为一辆集卡服务, 并且没量集卡服务的时间都是一定的。

因此, 该排队系统为M/D/S/∞/∞/FCFS模型, 其中S为该系统中的车道数量。

2.2 大门排队系统的性能指标

大门排队系统仿真的目的是观察系统运行的性能指标来判断该系统的运行情况。一般情形下, 提高大门通过效率必须降低集卡的排队等待成本, 将顾客和中心站的利益综合考虑, 优化大门进出口车道数量, 使集卡在大门系统中排队等待的成本最低。而该系统的运行情况通过以下几个指标来判断:

1) 大门的通过能力, 即在一个仿真周期内通过的车辆总数, 用N表示, 其值越大越好;

2) 队列中车辆的平均排队等待时间, 如果用Wi表示第i辆车在队列中的等待时间, 如果一个仿真周期内通过的车辆总数为N, 则, 其值越小越好;

3) 车辆在队列中的平均排队队长, 如果Q (t) 为在任意t时刻队列中的车辆数, 则在一个仿真周期T内的平均排队队长, 其值越小越好;

4) 通道内操作台的利用率, 其中函数B (t) 在t时刻忙时值为1, 闲时为0。

3 基于ExtendSim大门系统的仿真

3.1 ExtendSim在仿真中的应用

ExtendSim是由美国Imagine That公司开发的通用仿真平台, 采用了随机和离散的仿真模型, 唯一采用物件流和信息流可以同时在模块图标上动态表达, 具有良好的统计功能和图形输出功能, 提供新一代图形化仿真数据库, 与模型内参数、表格动态链接, 自动产生更多统计数据报告。

ExtendSim可作为研究中心站大门系统的有效工具, 它能够分析多种约束条件下的队列状况, 能对大门系统的排队等待集卡、车道操作台等运行情况进行实时仿真, 同时还能输出各种性能评价指标, 如平均排队队长、平均等待时间等, 可以对各种方案进行对比分析, 从而为大门系统的设计提供有效的依据。

3.2 用经验公式计算车道数

以某铁路集装箱中心站为例, 每日的平均到发量N为2460TEU, 集卡的到达不平衡系数k在1.5~2.0之间, 卡车的平均载重量q为1.6TEU/辆, 假设大门工作时间T为24h, 每辆集卡进出每个通道通过的时间为3min, 则每个通道每小时通过的车辆数为p=20。当k=1.8, 按经验公式, 得到车道数为5.766。

当最佳车道数为5时, 根据公式计算得到系统内卡车数的概率见表1。

由表1可知, 系统内每个子服务系统被占用的概率决定了集卡的数量, 当被占用的概率P≥0.9时, 每个通道都有不大于4辆卡车在排队等待, 假设每辆运输集卡的车头间距为18m, 计算可知, 大门系统中每条车道需要54m的停车缓冲区, 依次可推算出每种概率下停车缓冲区的长度和集卡的数量。

3.3 大门系统排队仿真模型的建立

根据收集的资料, 假设集卡到达大门系统的时间服从参数λ=的0.2泊松分布, 并且通道机器设备无故障的情况下, 每个车道的通过服务相互独立。通过建立仿真模型, 每个车道的服务时间为定长3min, 以车道数S为变量, 考察3≤S≤8, S∈N。

在大门系统中, 多个服务台平行排列 (并列) , 形成了多队多服务台模式。每个通道操作台前有一个集卡队列, 队列数与操作台数目相等, 每对最大长度不限, 新到达的集装箱卡车自动加入最短的队列中, 若最短的队列同时有几个, 则加入到最左边的队列中。为了简化仿真程序服务过程中不允许顾客换队。由于本文只研究排大门队系统的一般性能指标, 仅定义仿真系统由不断到达的集卡、足够容量的队列长队、指定的操作台上限和对等数目的集卡排队队列, 仿真系统的成分、事件以及描述变量见表2。

仿真模型中需要考虑的事件为集卡到达大门系统、接受操作台服务、集卡离开大门系统。依据以上三类事件的不断发生、结束的持续更替, 向前推进仿真进程, 在程序执行过程中不断完成映像的更新, 仿真时钟到达仿真时间上限则终止仿真过程。仿真流程如图2所示。

3.4 仿真结果及分析

对每个S不同值重复仿真运行10次, 统计仿真结果, 得到了各指标见表3。

从以上获得的仿真数据可以得出, 随着车道数的增加, 每个队列的平均等待时间和平均队长都不断降低, 然而当车道数超过6以后由于中心站每天的到发量是一定的, 所以大门的通过能力超过某一值后基本成持平状态, 不会再有所增加, 同时随着车道数的不断增多, 虽然平均排队时间和平均排队队长有所降低, 可是每个车道操作台的空闲率去不断增加, 这样就会造成资源的浪费, 为了提高中心站的综合运作能力水平, 当车道数为5时, 整个大门系统的性能最佳。

4 结束语

利用排队系统理论和Extend Sim仿真建模, 将铁路集装箱中心站大门系统进行实时仿真, 通过经验公式求得的车道数与仿真结果进行对比分析, 确定了车道数的最佳结果, 验证了排队模型的有效性, 对大门系统的设计优化提供了一定的理论依据, 由于大多数中心站目前还处于建设和试运营阶段, 对于大门系统的优化研究还有待进一步探讨。

摘要：通过收集某铁路集装箱中心站大门系统卡车的通过量、到达时间间隔分布与服务时间, 运用排队系统建立模型, 并运用ExtendSim仿真软件对模型进行验证, 从而确定最佳的大门通道数, 使大门的通过能力达到最优。

关键词：铁路集装箱中心站,智能大门,排队系统,仿真

参考文献

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铁路轨道线形智能分段 篇10

1 GNSS/INS轨道数据分析

铁路平面线形包括直线、缓和曲线和圆曲线三种,纵断面线形包括直线和竖曲线(我国一般采用圆曲线型竖曲线)两种。

GNSS/INS组合导航轨道几何形状测量系统[3]能够实现轨道不平顺的快速精密测量,获取轨道三维位置坐标(东、北、高)和姿态角信息(横滚、俯仰、航向,图1)。

航向角序列可以反映平面方向上轨道的走向,直线段航向角为常值,圆曲线段航向角随里程呈线性变化,缓和曲线段航向角随里程呈二次抛物线变化。

横滚角序列可以反映轨道超高,在缓和曲线段,外轨超高由零线性增至圆轨道的超高值,在其他段均为常值(直线段为0,圆曲线段为非零常值),所以横滚角数据呈现在位置姿态图中全部为直线段。

俯仰角序列可以反映轨道在纵断面上的坡度变化。在直线段,俯仰角为定值;在圆曲线段,俯仰角随里程呈线性变化,即俯仰角数据呈现在位置姿态图中也全部为直线段。

综上所述,用航向角和横滚角都可以进行平面方向的分段,但图1(a)中航向角数据有较为复杂的曲线部分,要求得分段点,首先需要进行求导得到直线形式的数据,而求导必然引入计算误差,且加重计算负担,因此本文选择图1(b)中的横滚角数据进行平面方向的分段;而高程方向的分段则使用图1(c)中的俯仰角数据较为简单易行。

2 线形智能分段算法

2.1 带有FIR预测子结构的FMH滤波器

由于图1中姿态角数据存在粗差,为使算法快速准确地判断出线形分段点,首先需采用滤波器对姿态角数据进行滤波处理抑制噪声。图1(b)和图1(c)中的数据序列由水平形信号和斜坡形信号构成,采用带有FIR预测子结构的FMH滤波器(finiteimpulse response median hybrid filter)可以得到比标准中值滤波更好的滤波效果[4],因此,可以较精确地定位转折点,即分段点。用该滤波器处理图1(b)和图1(c)中的姿态角数据步骤如下:

第一步,以当前数据点A(n)为中心确定滤波窗口,设滤波窗口内包含数据点个数W=2N+1。

第二步,利用窗口内A(n)之前的N个数据进行FIR前向预测,利用后N个数据进行FIR后向预测,得到当前数据点相应估计值。

由于姿态角序列包含水平信号和斜坡信号,需使用零阶和一阶两个预测器,两个前向预测器输出结果如下,

式中,h0FW(i)和h1FW(i)为FIR预测系数[4]。

对应的后向预测器公式原理相同,形式相似。最后可得四个预测结果,即A(n)的4个估计值:

第三步,将4个预测估计值和该点原始数值A(n)一起进行中值滤波,获取中间数值,即为A(n)的最终滤波结果。

第四步,迭代滤波,将本次滤波结果序列与前一次结果序列做差,如果差值最大值大于某一阈值ε,则重复执行上述第一至三步;如果小于阈值ε,则终止迭代。

2.2 整体最小二乘分段直线拟合

通过上述滤波算法,数据噪声得到有效抑制。再进行分段直线拟合,求交点,即可得到分段直线的转折点即实际轨道中不同线形分界点。

2.2.1 整体最小二乘法拟合直线

普通最小二乘(LS)是数据处理中常用的方法[5],也经常被用于直线拟合,它具有简单方便的优点。但普通最小二乘只考虑因变量的误差,而忽略自变量(如横轴里程值)误差。实际上,自变量往往也存在误差,为此,整体最小二乘法(TLS)被提出,该方法兼顾自变量和因变量的误差,具有最佳拟合效果。

从几何意义上来看,整体最小二乘准则实质为测点到拟合直线的正交距离的平方和最小[6]。设直线方程为:

整体最小二乘法就是要找到参数a、b使得所有点到拟合直线的距离平方和S最小:

为了求S的最小值,需要对变量a、b求偏导,令偏导全部等于0,即求出函数稳定点:

最后得方程解为[7]:

式(8)中[7],

再结合实际情况,我们只保留(k1,b1)、(k2,b2)其中一组解作为最终解(k,b),它能真正使得测量点到拟合直线的正交距离平方和S得到最小。

2.2.2 分段直线拟合及分段点的确定

上述2.2.1节是采用整体最小二乘法对单独的一段直线做拟合,而在本文研究的铁路轨道线形分段这一实际问题中,需要在分段点未知的情况下进行分段直线拟合。分段拟合之后,对各段拟合线求交方可得到分段点的位置。

由此提出基于整体最小二乘的分段直线拟合算法,主要思想是各拟合点到拟合线的距离应小于某一阈值,否则结束当前段拟合,进入下一段拟合,算法详细步骤如下:

第一步,按顺序选取未拟合的前M=3个数据点;

第二步,进行整体最小二乘拟合,得到当前拟合线L;

第三步,计算当前M个拟合点到拟合线L的距离di;i=1,…,M,并求取最大值max(di);

第四步,比较max(di)和设定阈值ξ,如果小于阈值,则顺次增加一个数据点,M=M+1,重复执行第二至四步;否则,结束当前段拟合,重复执行第一至四步进行下一段拟合。

由LS和TLS原理对比可知,该方法得到的分段点精度更高,分段拟合结果如图2所示,可见拟合结果较好地反映了原始姿态角序列。

2.2.3 轨道线形判定

根据得到的各段拟合直线的斜率和截距可以进一步判断各段轨道所属线形种类,以便后续进行轨道实际线形拟合。

对于铁路轨道平面方向,在直线段上,因为超高为0,所以直线段横滚角测量值拟合线是平行于横轴,纵坐标近于0的直线段;在圆曲线段上,因为超高是非零常数,所以横滚角测量值点列拟合线在图中是一段平行于横轴,纵坐标接近于一个非零常数的直线段;在缓和曲线段上,因为外轨超高线性变化,衔接直线轨道和圆曲线轨道,所以横滚角测量值接近于一斜率不为0的直线。据此,设定斜率分界值可以把缓和曲线区分出来;然后,设定截距分界值又可以把直线和圆曲线区分开来。

对于轨道纵断面,在直线段上,俯仰角测量值在某个常值附近波动,在图2中是平行于横轴的直线段;在圆曲线段上,因为轨道有起伏且角度线性变化起到两端直线轨道之间的衔接作用,所以俯仰角测量值拟合线是一段斜率不为0的直线。据此,只需设定斜率分界值即可区分二者。

3 算例分析

按照上述算法,在MATLAB平台上编写轨道线形分段程序,用几段实测轨道数据对算法进行验证。表1和表2分别从平面和纵断面对比了本文计算所得分段点里程值和轨道参考数据(来自于设计轨道设计文件),从两个表中可以看出,线形分界点里程识别误差均不超过6 m,满足实际使用的需求。

4 结论

针对铁路轨道线形分段这一实际工程需求,综合利用GNSS/INS组合导航轨道几何形状测量系统测得的轨道位置坐标和姿态测量值,提出了一种以姿态角数据为核心依据的轨道线形分段数据处理方法,不再局限于传统的以正矢、曲率为依据的方法,完成了特征分界点识别与线形判断工作。实际算例结果表明这种方法能够满足轨道线型分段要求,实用价值极高,为铁路轨道线路调整维修奠定了基础。

参考文献

[1]郭良浩,刘成龙,宋韬,等.铁路既有线平面和竖面线形精确分段方法研究.铁道工程学报,2014;(7):48—52Guo Lianghao,Liu Chenglong,Song Tao,et al.Research on the new method for accurate linear segmentation of plane and vertical curve type in existing railway.Journal of Railway Engineering Society,2014;(7):48—52

[2] 孟凡超,刘成龙,马洪磊,等.铁路既有线纵断面线形分段的优化算法.铁道建筑,2014;(6):146—149Meng Fanchao,Liu Chenglong,Ma Honglei,et al.The optimization algorithm for linear segmentation of vertical curve type in existing railway.Railway Construction,2014;(6):146—149

[3] Chen Q,Niu X,Zhang Q,et al.Railway track irregularity measuring by GNSS/INS integration.Navigation-Journal of The Institute of Navigation,2015;62(1):83—93

[4] Heinonen P,Neuvo Y.FIR-median hybrid filters with predictive FIR substructures.IEEE Transactions on Acoustics Speech&Signal Processing,1988;36(6):892—899

[5] 武汉大学.误差理论与测量平差基础.武汉:武汉大学出版社,2009Wuhan University.Error theory and foundation of surveying adjustment.Wuhan:Wuhan University Press,2009

[6] 丁克良,沈云中,欧吉坤.整体最小二乘法直线拟合.辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2010;29(01):44—47Ding Keliang,Shen Yunzhong,Ou Jikun.Methods of line-fitting based on total least-squares.Journal of Liaoning technical University(Natural Science),2010;29(01):44—47

铁路智能交通系统 篇11

关键字：铁路；维修体制；智能诊断

1.解析铁路设备维修体制弊端

（1）维修周期过短，易造成过剩维修

维修周期一般都是建立在设备故障率统计分析的基础上，是为了更加充分的保障运输生产效率和生产安全性。目前设备维修周期比较小，而且远远低于故障发生周期。尤其在各种设备维修制度中，规定了具体的周期这是不合科学管理要求的，而且该设备维修周期的不科学，将导致频繁维修，从而降低设备使用效率，使得生产费用提升。

（2）维修制度中基本没考虑设备状态

在进行常规维修过程中，没有考虑设备状态。当设备按照计划修周期进行检修时，在不考虑各个部件的运行状况下，就开始进行大拆大卸。在该维修过程中，将状态还比较好的零件解体，造成不必要的浪费。而且在整个设备零件拆装之后，设备精度以及运行效率都会降低，影响了设备使用寿命，安全运行也难以得到保障。

（3）设备的维修与使用脱节

铁路设备维修和使用，一般都不是同一个部门执行统一管理，而是由不同的部门进行管理。众所周知，设备维修需要专门部门统一管理，维修者不太清楚设备运行实际情况，这样便会使得维修质量比较低。对于其他设备使用部门来说，设备人为因素导致的故障也会出现，将使得设备出现诸多新问题。为了解决上述出现的问题，需要进行维修方式改革，将状态维修引入铁路设备管理中，这样的管理方式将成为未来发展必然趋势。

2.智能诊断在铁路维修体制中的应用

（1）收集设备运行状态数据

不断推行状态维修，引入了智能诊断技术。这是建立在故障诊断技术基础上的技术。借助先进的诊断测量仪器作为手段，在使用过程中可以准确的检测和收集到相关信息，为设备维修提供详细的设备数据。这些数据应该得到科学管理和处理。才能更好的根据设备运行实际情况，做出正确的诊断，从而获得科学的决策。大力发展智能诊断技术同时，设备维修效率会逐渐提高，而且针对性更强，可靠性更高。一般而言，智能诊断方法比较多，有振动法、油液法、温度法、铁谱法、声发射法、红外线法等等，在进行诊断过程中，应该基于实际的设备情况选择诊断方法。从实践经验中发现，机械动力设备故障出现，很大一部分都是因为振动引起，振动是导致故障出现之根本原因，而且这些振动可以通过信号进行传输。针对这一现状，在进行信号测量时，一般都是结合一些诊断技术在进行，导致该诊断方式在铁路设备维修中得以顺利推广使用。目前随着在该方面探究水平不断深入，部分铁路局已逐步投入使用智能诊断、状态维修等技术，而且也取得了一定成效。

（2）微机软件使用

随着社会不断发展，近年来，数据采集和配套诊断微机软件大量出现，相应的故障诊断专家系统在铁路设备维修中得以应用，该应用程度显示出智能诊断的重要性。带着数据采集器在现场进行巡检设备振动情况，再将收集到的信息带回计算机机房中，对采集器的振动值、振动波形进行分析，可以准确的分析出这些数值，方便后期设备维修。一般而言，在测量完成后需要将其连接在计算机接口上，建立起专门的设备维修档案。另外，在进行建立过程中，还可以获得相应配套软件进行分析，从分析机器故障值中确定出维修方案。

（3）完善智能诊断

智能诊断在铁路设备中使用范围不断推广，使得技术发展水平逐渐提升。铁路设备在行业发展中起到关键性作用，使得我国铁路经济发展水平得到保障。该技术使用前景非常广，技术使用使得国民经济发展水平不断提高。根据铁路部门统计，从我国铁路设备更新以来，我国投入的改造资金高达一百多亿。在设备维修中的经济投入也高达一百多亿。该技术可以发挥出实际作用，节省大量经济投入，还使得设备运行水平不断提高。当前，不仅我国非常关注设备维修带来的社会益处，国际上也开始重视，战略性发展方式逐渐出现。很多的企业开始不断精简人员，但是维修部门不会出现精简人员现象。在该发展态势下，铁路维修智能诊断应用越来越迫切。因此，铁路部门在进行大力普及该技术过程中，还应该开展设备故障预报智能专家系统以及寿命预测等等相关研究和开发。

（4）对策性维修体制

虽然当下的状态维修志在必行，但是实践证明，状态维修这不是仓促就可以实现的高效率维修。应该具备一定的技术基础作为支撑，配套先进的智能诊断系统，需要做好充分准备。在进行状态维修过程中，应该根据我国国情，结合铁路设备管理中设备维修现状，基于设备运行安全性基础上开展。这样才可以更好地节约维修成本，缩短维修时间，提高设备利用率，使得经济和技术都达到双优化目的。

3.结束语

铁路设备维修体制首先是为铁路运输安全生产服务的，同时也标志着铁路技术水平的高低。建国以来，中国的铁路没备维修水平正在不断地提高。现阶段切实可行的对策性维修体制，适应了铁路行业目前的状况，设备计划修必然向状态修转变。随着社会不断发展，经济水平不断提升，铁路设备维修工作也将随之改革发展，寻求最佳的设备管理理念。这才能不断适应铁路发展的需要，从根本上保证铁路运输水平，为我国经济建设做出更大贡献。

4.参考文献

[1]程军圣，罗颂荣，杨斌，杨宇.LMD能量矩和变量预测模型模式识别在轴承故障智能诊断中的应用[J].《振动工程学报》 ISTIC EI PKU -2013年5期

[2]李飞敏，陈果，侯佑平.滚动轴承支承下的转子碰摩故障动力分析、特征提取与智能诊断[J].《航空动力学报》 ISTIC EI PKU -2007年11期

[3]曾嵘.机车状态监测、智能诊断与维护支持系统的研究与设计[J].中南大学：计算机技术2013年1期

[4]宋光雄，张国松，顾煜炯.大型旋转机械振动故障智能诊断不确定性问题研究

铁路交通事故经济损失分析 篇12

1 铁路交通事故经济损失构成 (如图1所示)

对于铁路交通事故损失的计算, 世界上各个国家所考虑的要素大体相似, 但根据各自国家的交通情况采取不同的归类和划分方式, 能使费用的组成形式更加明了, 也有助于事故损失的研究[8]。在分析国内外对铁路交通事故经济损失研究成果的基础上, 结合中国铁路交通事故经济损失的特点, 本着既不能缺漏、也不能出现重复的原则对铁路交通事故经济损失进行了分析。

1.1 直接损失费用的构成

铁路交通事故所造成的直接损失是指:由铁路交通事故所带来的财产直接损失和人员伤亡直接损失。

1.1.1 财产直接损失

财产直接损失是指事故现场造成的机车、车辆、货物、铁路交通设施等财物损毁的实际价值。社会按照物质资源的使用可能性对其社会价值进行估算。其中, 车辆直接损失主要与事故涉及到的车辆数量、车辆损坏程度以及车辆的实际价值有关。货物直接损失主要受货物的市场价格、损毁量和运输费用等因素影响。设施损失应按照其设施分类, 根据所造成的设施损毁数量和损毁严重程度计算。

1.1.2 人员伤亡直接损失

人员伤亡直接损失是指在救助事故伤亡人员期间发生的急救、医疗费用等经济损失以及由此引起的各项赔偿费用等经济损失。其中, 人员伤亡直接损失有医疗费用和赔偿费用两部分组成。

医疗费用包括:医疗费、误工费、护理费、住院伙食补助费、交通费和住宿费。赔偿费用包括残疾者生活补助费、残疾用具费、丧葬费、死亡补偿费、被抚恤人生活费。

1.2 间接损失费用的构成

铁路交通事故所造成的间接损失是指:由铁路交通事故所带来的无法直接用货币体现其价值的损失。包括:人员伤亡间接损失、社会公共机构服务损失、事故导致的时间损失。

1.2.1 人员伤亡间接损失

人员伤亡间接损失包括:伤亡人员社会劳动价值的损失、伤亡人员家庭劳务价值的损失、伤亡者家属的精神损失。

伤亡人员社会劳动价值损失指:交通事故造成的人员伤亡, 引起社会劳动力资源的损失。事故伤亡人员由于死亡, 受伤或者由于受伤导致伤残, 而在其应当具有的劳动力和社会经济创造能力的时间内, 由于不能再为社会服务, 对社会创造价值的减少来进行分析。

人员伤亡家务劳动价值损失指:交通事故造成的人员伤亡使得伤亡者在其应当具有的劳动力能力的时间内, 由于不能再进行家务劳动, 导致的家务劳动价值损失。

伤亡人员家庭和亲友的精神损失:一旦交通事故中有人伤亡, 必然会给其家庭或亲友带来悲伤和痛苦, 由此而产生的精神损失也在所难免。

1.2.2 社会公共机构服务损失

铁路交通事故致使社会劳动力资源遭到损失和车辆、货物、铁路及其设施等物质资源遭到破坏。这些人力和物力资源的损失和破坏, 无疑带来了巨大的社会经济负担[9]。为了使遭到损失或破坏的资源尽可能地恢复原状以及消除事故的后果和影响, 一些社会公共机构 (或部门) 必须消耗时间、投入人力和物力资源到交通事故中提供必要的服务。从而减少了这些机构 (或部门) 和这些资源用于其他活动的可能性, 由此造成的社会价值损失称为社会公共机构服务损失 (简称社会服务损失) 。这些机构包括:警务机构、消防机构、医疗机构以及司法鉴定机构[10,11]。

1.2.3 交通事故导致的时间损失

铁路交通事故导致的时间损失定义为:铁路交通事故发生后, 因铁路发生不同程度的堵塞所导致的驾乘者和货物在途时间增长而额外增加的运输费用, 包括客运时间损失和货物时间损失两部分。

客运时间损失指由于交通事故引起铁路车辆延误, 致使驾乘者在途时间增加, 使能创造的国民收入相应减少, 这部分因时间延误使国民收入减少的份额就是驾乘者时间损失。

货运时间损失指交通事故引起铁路车辆发生时间延误, 使得在途货物占压的资金的利息增加或者贻误商机, 这部分增加的利息就是货运时间损失。

2 铁路交通事故经济损失计算

本文定义铁路交通事故经济损失计算模型如下:

式中:L———铁路交通事故经济损失;

LZ———铁路交通事故直接经济损失;

LJ———铁路交通事故间接经济损失;

Lz1i———铁路交通事故财产直接损失, i取值为1~3时分别表示车辆和货物损失、设施损失和其他损失;

Lz2j———人员伤亡直接损失, j取值为1~2时分别表示铁路交通事故伤亡人员医疗费用和赔偿费用;

Lj1p———铁路交通事故人员伤亡间接损失, p取值为1~3时分别表示伤亡人员社会劳动价值损失、家庭劳务价值损失以及伤亡人员家庭和家属精神损失;

Lj2q———铁路交通事故社会公共机构服务损失, 当q取值为1~4时分别表示警务、消防、医疗、司法等服务部门损失;

Lj3r———铁路交通事故导致的时间损失, 当r取值为1~2时分别表示铁路交通事故引起的客运时间损失和货运时间损失。

3 结论

研究铁路交通事故经济损失是一件重要的工作, 本文对组成铁路交通事故经济损失的种类作了分析, 提出了铁路交通事故经济损失的总的计算模型, 探讨了铁路交通事故所带来的时间损失。

摘要：通过分析和对比国内外关于铁路交通事故损失费用构成和划分方法, 提出了适合我国铁路交通特点的事故损失费用分类方法, 对直接损失和间接损失做了具体分析, 建立了关于铁路交通事故经济损失的评价指标体系, 提出了总损失的计算方法。

关键词：铁路交通事故,直接经济损失,间接经济损失

参考文献

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[8]易俊.铁路交通事故经济损失分析与评价[D].哈尔滨工业大学, 2006.

[9]何亚岗.安全工作在国民经济和社会中的地位和作用[D].武汉:中国地质大学[学士论文], 1989.

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