高速铁路行车调度指挥一体化仿真实验平台设计与研究

研究高速铁路行车调度指挥仿真验证与人员培训实验平台设计。依据管控一体化思想,在分析高速铁路行车特点的基础上,设计高速铁路行车调度指挥一体化仿真实验平台的结构和功能。该平台可实现列车运行计划编制—列车运行计划调整—半实物沙盘列车实时运行仿真全过程的科研验证和实践教学模拟操作的相关功能,并将铁路行车仿真技术领域直接延伸到列控层,能够满足半实物仿真环境下,高速铁路行车调度新理论的实践验证和调度员及学生业务培训需求。     

智能调度集中系统研究

智能调度集中系统是以调度集中系统为基础，在不改变CTC3.0基本软硬件结构的基础上，通过增加硬件和软件功能的方式，构建的适用于智能高铁的调度集中系统。硬件方面增加了列车运行计划调整服务器和终端，与ATO、供电调度系统和防灾信息系统的接口服务器；软件方面增加或增强了列车运行计划自动调整、列车作业综合管控、列车调度指挥数据综合应用、列车按图行车控制和仿真测试实训等功能。经过京沈综合试验段长达1年的试验和试用，以及智能京张高铁工程的实际应用，进一步验证了系统的功能和性能。     

新一代分散自律调度集中系统技术(五)

5 控制计划编制基本原理。控制计划编制是基于DMIS的列车运行调整系统的分散自律调度集中(CTC)实现自动控制的前提。列车运行调整是行车指挥自动化的重要内容，但在分散自律调度集中系统中，计划的编制和调整考虑因素更多、更加细致。控制计划的编制是否合理准确，将直接影响列车进路的自动控制、列车运行的效率和安全。     

胶济铁路干线调度集中系统的研究

调度集中系统是铁路运输调度指挥的重要行车设备，是提高铁路调度指挥效率、保证行车安全的重要系统。分散自律调度集中系统是综合了计算机技术、网络通信技术和现代控制技术，采用智能化分散自律设计原则，以列车运行调整计划控制为中心，兼顾列车与调车作业的高度自动化的调度指挥系统。现以胶济线为背景，详细分析胶济线的运输组织模式及运输作业特点，总结该线铁路运输规律，在此基础上提出了适用于繁忙铁路干线的调度集中系统方案，探讨了调度集中系统的应用对传统运输组织模式所带来的变革。胶济线调度集中系统的应用，为全路繁忙铁路干线实现调度集中指挥提供了示范。     

高速铁路列车运行控制与调度指挥一体化方案

信号系统作为高速铁路的神经中枢，是保障高速铁路运行安全、提高运输效率的关键。高速铁路信号系统对列车运行控制（简称：列控）与行车指挥的智能化、协同化方面提出了更高要求。文章阐述了高速铁路列控与调度指挥一体化的设计理念，介绍一体化系统应实现的基本功能，对系统架构、子系统架构及系统接口进行设计和研究。     

粗糙集理论在铁路行车调度指挥系统中应用的研究

针对铁路行车调度指挥的智能知识表达与决策问题,给出行车调度指挥的列车相对优先度、列车相对正点度、列车相对旅程完成度、列车区间运行裕度、列车车站停车裕度、后继列车新增出发晚点、后继列车新增到达晚点等七个条件属性及运行次序一个决策属性。论述基于粗糙集理论的知识表达和粗糙集决策规则的提取过程。提出一种相应的行车指挥决策评价体系。证明列车运行次序决策属性,能完全作为列车运行调整的决策条件。     

基于CTCS-3级列车控制场景下的CTC仿真系统研究与设计

基于CTCS-3列车控制系统,研究高速铁路列车运行调度与控制流程,设计分散自律调度集中(CTC)仿真系统。完成系统整体架构和网络通信接口的设计,实现与无线闭塞中心(RBC)、计算机联锁(CBI)、列车控制中心(TCC)等模拟系统的信息交互。设计行车计划下达、进路自动控制、设备远程监控、临时限速下达与取消等仿真功能,以进路控制和临时限速设置为例对仿真结果进行展示。CTC仿真系统为列车控制仿真系统提供了行车指挥功能,对与铁路调度相关的教学培训具有一定的实用价值。     

高速铁路智能CTC多区段列车运行协同调整方法研究

为破解调度集中系统（CTC）在多区段调整方面的技术瓶颈,支撑智能高铁2.0时代多线成网运营的智能化行车调度运用场景,梳理并分析现阶段CTC智能调整方面的研究成果及问题,明确了调度管理边界及CTC系统边界将长期存在的客观性,从模型构建、动态协同联盟定界机制、求解算法等方面对多区段调整方法进行探讨。立足于CTC系统现状及规划实施的智能化技术路线,从多区段调整业务主体、信息存储、相关信息综合利用技术、动态信道分配等方面,分析CTC承载多区段调整业务的可行性及技术研究路线。分析研究结果表明：基于智能CTC的多区段列车运行协同调整方法研究具有较强的可行性和紧迫性。分析过程及相关结论对大范围智能行车调度的深入研究具有参考价值。     

重载铁路调度集中系统的研究

分散自律调度集中系统是将列车运行调整计划下传到各个车站自律机中自主自动执行;在列车运行调整计划的基础上,解决列车作业与调车作业在时间与空间上的冲突,实现列车和调车作业的统一控制.在重裁铁路上实施调度集中要解决重载运输干线上高密度列车运行条件下列车进路的自动排列.并对调车作业和列车作业进行冲突检测和调整.给出了重载铁路分散自律调度集中系统的整体结构,详细研究了针对重载运输组织的系统功能和特点.对重载运输铁路调度集中具有借鉴和示范作用.     

基于故障树的分散自律调度集中车站子系统可靠性分析

分散自律调度集中车站子系统作为分散自律调度集中系统的关键子系统,具有从运行计划当中解析出列车进路、调车进路,接收人工列车进路、调车进路操作,并经过自律检查后发送给联锁设备去执行,以及采集行车信息等功能。因此,车站子系统的安全可靠运行直接关系着行车的安全和效率。以自律机不能向联锁设备发送进路命令为顶事件,建立系统故障树,并对该故障树进行定性和定量分析。     

高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互应用研究

高速铁路客运调度计划与列车席位管理关联紧密,为了解决目前客运系统与调度系统独立建设导致的信息交互不畅、岗位协同性较低等问题,保证运力资源与出行需求的精确匹配,提出高速铁路客运调度计划与席位管理自动交互方案。通过生产信息数字化管理、调度命令自动化执行模式研究及开行计划安全卡控等技术手段,设计包含计划下达、命令执行、席位自动调整、执行反馈在内的自动交互应用,实现调度业务域与客票业务域上下工序间的流程贯通、数据融合及专业协作,保证列车席位调整和列车开行计划调整的安全性和及时性,为适应高速铁路客运作业在市场竞争中不断提高服务质量和服务水平的发展要求提供支撑。     

城市轨道交通互联互通 全局调度系统研究

为打破城市轨道交通传统单线调度指挥模式在大规模运营网络中日益凸显的调度流程繁琐、线路间联动 沟通不畅、处理突发事件效率不高等问题,提高线网级调度管控能力,以大城市快速发展对城市轨道交通的重大 需求为牵引,以重庆轨道集团既有研究及实践成果为基础,通过城市轨道交通多源大数据分析关键技术,搭建城 市轨道交通多源大数据平台,通过全局列车运行计划智能编制、全局列车运行智能调度、全局应急协调指挥等关 键技术实现全局调度系统的核心功能,开发部署了智慧化的新一代互联互通全局调度系统。研究结果表明：该 系统可以显著增强互联互通效能,从系统层面提高运营效率,节约运营成本,可以为其他城市轨道交通互联互通 全局调度系统的建设提供借鉴和指导。     

动车段（所）调车计划编制与执行技术研究

动车段（所）调车计划的编制和执行效率直接影响到动车组检修质量和高速铁路服务质量。为提升动车段（所）检修作业信息化管理水平,动车组管理信息系统和动车段（所）控制集中系统紧密结合,从调车计划的编制、执行、反馈形成了业务闭环,为动车段（所）调度和车站值班员的业务提供了决策支持,降低了调车计划编制和执行的劳动强度,强化了调车作业安全管理和监控,提升了动车段（所）信息化管理和智能化控制水平。     

客运专线网络列车开行方案与运行图综合优化方法

基于旅客列车开行方案和运行图的铁路企业运营效益和旅客出行费用,以铁路企业效益最大化为优化目标,以车站整备能力、车辆总数和列车编组辆数等能力资源限制以及列车到发作业相容性为约束,建立旅客列车开行方案与运行图综合优化的双层规划模型;分别基于旅客列车开行方案和列车运行图的换乘网络进行客流分配,将旅客列车开行方案和列车运行图优化有效结合起来,设计了基于模拟退火的综合优化算法。算例分析表明列车开行方案与运行图的综合优化既能保证铁路企业的收益,又能够有效提高旅客换乘质量。     

强化学习算法在高速铁路运营调度中的应用

随着我国高速铁路（简称：高铁）通达范围和行车密度的不断提高，运行计划调整日趋复杂，利用计算机和人工智能等技术手段辅助调度员制定阶段调整计划是高铁智能调度的发展趋势。高铁运行计划调整问题是一个多阶段决策问题，具有决策链长、规模大、约束多等特点，导致传统的强化学习方法 Q学习算法的学习效率低、收敛缓慢。文章提出一种基于Q(λ)学习的高铁运行计划智能调整算法，采用累积式资格迹设计多步奖励更新机制，有效解决稀疏奖励下收敛慢的问题，目标函数设计中充分考虑了股道运用计划，更适合反应行车密度增大时到发线的使用情况。仿真实验表明，Q(λ)学习算法在学习效率、收敛速度和收敛结果上均优于传统的Q学习算法。     

铁路客运站调车作业计划执行过程仿真平台的研制与开发

调车作业计划是铁路客运站到发线、客车整备线、调机、咽喉等设备的综合性使用计划,为直观分析计划编制质量,提前掌握计划执行过程中可能出现的问题,运用迭代算法实现了作业车车号查找和调车的摘车动作合法性检验,基于AnyLogic软件,开发了大连站的铁路客运站调车计划执行过程仿真平台。实现了调车作业计划无实物自动推演,实时展示当前调车作业计划执行内容及调车作业状态信息,自动生成每钩作业时分数据,实现了调车作业实时数据的可视化,有助于提高计划编制质量,消除计划执行过程中的安全隐患。     

铁路货运车站生产作业管理系统设计与实现

针对当前铁路货运车站在生产作业中缺乏信息化管理手段的问题，利用计算机和通信等技术设计了铁路货运车站生产作业管理系统。该系统以站场图形化界面为基础，通过多点组播、请求应答和时钟同步等数据交互技术，实现了车务段作业计划远程接收、作业状态自动反馈、运转作业及货运作业的图形化集中管理、操作流程安全卡控等功能。实践证明，该系统构建了货运车站与车务段之间生产调度指挥的信息通道，提高了车务段管辖范围内货运车站生产管理透明度和作业实施的效率。     

基于遗传算法的高速铁路行车调整模型

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。