无线直放站在地铁通信中的应用研究

针对地铁机电施工过程中地铁站内的施工人员以及管理人员无法进行通信这一问题,提出使用基于干扰抵消技术的无线直放站来部署地铁民用通信系统的解决方案,从而实现了地铁站内的2G网络信号的覆盖。阐述了该方案的理论基础、组网架构、测试方案以及试验结果,并证明该方案的可行性。     

城市轨道交通数字集群系统的场强设计

阐述数字集群系统(TETRA)作为城市轨道交通无线调度通信系统,在不同无线信号传播环境下其网络场强覆盖的特殊要求;提出场强覆盖设计的基本原则,给出无线信号场强设计计算模型;针对越区切换和多径干扰等问题,给出基于场强覆盖的解决方法,以确保TETRA调度指挥功能的实现与优化。     

地铁站施工中应急通信技术的现状分析

从应急广播、视频监控及人员定位技术等方面阐述了地铁站施工中应急通信技术的国内外研究现状,指出我国地铁站施工中应急通信技术存在定位精度低、缺乏自主应急功能和通信延时性等问题。提出加强人员定位技术中读卡器和标签的研究、完善应急通信技术的自主应急功能、提高应急通信设备的信号接收灵敏度等措施建议,以提高地铁站施工中的应急效率,减少人员伤亡和财产损失。     

基于改进蝙蝠算法优化LSTM网络的短时客流预测

准确地预测地铁站短时客流量,对地铁站通风空调系统的节能优化具有重要意义.充分考虑地铁客流量非线性、随机性、周期性等特点,提出一种基于改进蝙蝠算法(IBA)优化长短期记忆(LSTM)神经网络的短时客流量预测模型(IBA-LSTM).引入反向学习、动态自适应惯性权重与拉格朗日插值法等方法改进蝙蝠的全局搜索与局部寻优能力,克服标准蝙蝠算法易早熟、易陷入局部最优值的问题;利用改进的蝙蝠算法对LSTM网络的隐含层节点数、迭代次数、初始学习率、学习率下降因子4个参数进行优化;利用西安某地铁站自动检票系统(AFC)采集的客流数据,对模型的有效性进行检验.实验结果表明:该预测模型在均方误差、均方根误差、平均绝对百分比误差等方面均优于标准蝙蝠-LSTM模型、LSTM预测模型、BP预测模型及BP-Adaboost预测模型,所提出的方法可有效应用于短时客流量预测.     

地铁内移动通信信号的分析和计算

研究目的：为满足地铁内移动通信用户的需求，需将移动通信系统引入到地铁内乘客通过的区域，但由于地铁内空间狭小，形状不规则，使移动通信信号产生折射和反射，存在信号覆盖盲区，无法通话。为解决这一问题，从理论上研究地铁站厅内电磁波场强的覆盖形式，提出解决覆盖盲区的办法，为移动通信系统引入地铁设计提供理论依据。 研究结论：通过对自由空间电磁波传输理论分析和电磁波在传输过程中产生折射和反射波引出的多径效应，论述了在地铁车站内移动通信信号的场强分布，绘出了场强分布曲线，由此可计算出信号覆盖的盲区，并提出只有采用多付天线才能保证使信号覆盖区域达到99％，满足移动通信用户的需要。如果几家移动通信供应商将各自的移动通信系统引入地铁，则每个系统不能单独组网，需采取多网合一的组网方式组网，达到优化设计的效果。     

基于深度学习长短期记忆网络结构的地铁站短时客流量预测

准确预测地铁站短时客流量,有助于提前开展安全预警工作,快速做出人员疏导方案。根据上海轨道交通2016年3月2. 4亿条刷卡数据,以及该时间段的天气数据,利用Pearson相关分析法提取了客流量的7个外部天气影响因子,以及3个基于历史数据的内部影响因子。通过对数据的分析,综合考虑工作日、非工作日和高峰时段对客流的影响,提取2个内部显著影响因子。以上海轨道交通莘庄站为例,提出了一种基于深度学习长短期记忆(LSTM)网络结构的地铁站短时客流预测方法。最后,将预测结果与典型时间序列预测算法MLR(多元线性回归)和BP(反向传播)神经网络进行对比,验证了LSTM网络在地铁站短时客流量预测中具有更高的准确性和很好的适用性。     

上海轨道交通2号线车站无线接入点信号强度分布问题研究

针对上海轨道交通2号线车站内易出现无线接入点(AP)信号故障的情况,选取该线路张江高科站和金科路站作为研究对象,对AP信号强度分布进行了分析,并找出产生通信故障的原因,并提出解决措施。采用专业软件建立车站模型,通过分析得到仿真数据和实测数据相吻合,验证了模型的正确性。利用模型仿真场强分布,分析了车站内AP信号随距离变化的分布特点。分析了AP在有车和无车时的信号强度变化情况以及两车站内AP信号强度分布的相似性。同时根据理论分析得到AP信号受干扰的原因,并从降低干扰源、切断干扰路径等方面提出一系列解决措施,以保障良好的通信质量。可为其他车站的AP信号强度分析和通信故障分析提供参考。     

基于AR模型的变分贝叶斯独立分量分析算法研究

近年来,盲源分离算法由于其良好的去噪效果在信号处理领域得到了广泛应用,但传统独立分量分析方法存在着未考虑噪声干扰及未充分利用已知信息等弊端。提出基于GAR模型的变分贝叶斯独立分量分析算法,将源信号的时间结构与系统噪声进行融合研究,基于GAR模型近似建模语音信号的时间结构特征,应用变分贝叶斯学习方法分离带噪声的语音信号。通过与标准变分贝叶斯独立分量分析算法的仿真对比,证明改进后的算法有较好地实际分离效果,有效解决了ICA算法无法在噪声环境下直接进行盲源分离问题。算法可用于减轻铁路列车司机通信时的听觉疲劳。     

漏泄同轴电缆的配置及接续技术

在铁路无线列车调度通信系统中,为解决铁路多弯处、大弯处、隧道群、长大隧道及山区地带等弱场强或无场强盲区的场强覆盖率问题,采用了450MHz单双工兼容无线列调,架设漏泄同轴电缆(LCX)和隧道中继器的方式.现对该系统施工中的LCX的配置、接续技术及其有关问题的处理,进行介绍.     

一种列车数字无线信号中继系统的设计与验证

为改善高速列车内部无线信号的覆盖质量,提出一种采用重采样滤波器的多级混合滤波器组来实现数字上、下变频的方法,该滤波器组可方便的实现整数倍和分数倍的抽取或内插。基于此方法设计一种列车数字无线信号中继系统,并对其进行算法级仿真和系统级实验。Matlab仿真结果表明,载波带宽为10 MHz,其阻带衰减值为80dB,带内波动为0.001dB时,数字上、下变频采用包含重采样滤波器的多级混合滤波器组,具有良好的通阻带逼近性,频谱无混叠现象。试验结果表明,基于该方法的中继系统的底噪声功率谱密度值为-136.9dBm/Hz,带内波动值为0.6768dB,指标优于技术规范要求。     

高速磁浮交通毫米波通信系统场强测试分析

为了研究高速磁浮交通毫米波通信系统的信号传输性能,在同济大学嘉定校区1.5 km磁浮试验线上全面测试了试验线沿线基站的场强覆盖,计算了试验线各基站的路径损耗.通过对测试结果进行分析,得到了磁浮典型场景下毫米波信道的特性数据,并以此预测了不同基站、不同功率、不同距离下的信号场强覆盖指标.     

LTE MIMO 2×2技术在地铁民用通信覆盖中的实现

地铁站及地铁运行的隧道区间具有无线信号传播特征明显、用户集中且数据业务需求大的特点,是LTE网络需要重点覆盖的区域。通过分析地铁站及地铁车辆运行隧道区间的无线传播环境、覆盖特点,以宁波市轨道交通一号线1期工程民用通信系统为例,提出了基于LTE MIMO 2×2技术的具体覆盖解决方案。     

摆式列车线路检测信号的动态自适应滤波研究

为提高摆式列车检测系统的精度,针对传统数字滤波器的不足,将非平稳随机信号时变模型参数的自适应估计与普通卡尔曼滤波算法相结合,提出一种能有效消除或削弱测量信号中高斯白噪声的卡尔曼动态自适应滤波方法及数学模型。实时建模精度是实现卡尔曼动态滤波的关键。通过对具有不同遗忘因子的递推最小二乘算法的分析和比较,结果表明,带自适应遗忘因子的递推最小二乘算法(RLSAF)由于其遗忘因子能根据信号本身的统计特性的变化自适应地进行调整,因而对非平稳随机信号具有很强的跟踪性能。采用基于RL-SAF算法的卡尔曼动态自适应滤波方法,能实现摆式列车线路检测信号(陀螺仪角速率信号)的有效滤波。     

小波非线形阈值方法在工程地震勘探中的应用

针对浅层地震勘察中的随机噪声压制,提出了非线形阈值的小波域衰减算法。首先分析了小波软、硬阈值去噪方法的优缺点,对小波阈值去噪算法中的阈值函数进行改进,采用了非线形阈值去噪算法对地震信号进行处理。通过模型分析与实际数据处理表明,相对软、硬阈值去噪算法,该方法不仅可以很好地压制地震信号中高频随机噪声,而且可以很好地保持原信号的地质信息。     

地铁列车车载监控系统实时调度模型研究

车载监控系统应实时周期性获取列车数据,并处理与列车数据采集系统通信过程中的异常情况。通信异常需要车载实时监控系统立即响应,以免造成列车数据丢失。提出了一种多任务的调度模型:周期性任务采用RMS(优先级随速率单调调度算法)调度模型,非周期性任务采用高优先级处理。讨论了该多任务调度模型的可调度性,并将该调度模型应用于车载实时监控系统。实际运行结果证明,该多任务调度模型是可行的。     

认知无线电的联合频谱检测与共享算法

提出一种基于信任度因子的频谱空穴检测模型以确认频谱机会.当能量以信任度因子为1分布于检测区域时,认知用户将发送1 bit量化值以报告侦听结果;否则,认知用户将发送2 bit量化值.评估了平均侦听比特数和漏检概率的性能.基于此模型,给出一种多跳认知无线电网络的频谱共享算法.它允许激活认知用户节点以一定的接入概率充分利用分配给其他认知用户的时隙进行通信.同时,算法还采用基于发射码字的传输机制,即每个激活认知用户都有自己唯一的发射码.进一步地,推导出系统吞吐量,即被定义为平均成功传输的概率和能耗公式.最后,通过仿真评估了系统性能.     

基于光纤传感技术的轨道占用监测系统设计

针对轨道电路计轴方式容易受外界条件变化引起轨道继电器误动作问题,提出了一种新型的光纤计轴方式。该方式以光栅传感解调技术为基础,结合了LabVIEW和ARM微处理器将光纤信号从外部采集到下位机,运用高斯多项式拟合算法、自动寻峰算法、计轴算法和影响因子累加算法进行数据处理,通过以太网使上位机和下位机相互通信,最终实现了光纤信号的数据滤波、寻峰、拟合和轨道电路的列车计轴、方向判断等功能,并将计轴结果存入SQL数据库。结果表明,光纤计轴技术提高了计轴的准确度,增强了对外界环境的抗干扰性,为以后铁道信号监测系统的改进奠定了基础。     

BIM技术在铁路通信信号室内施工的应用探讨

随着建筑工程行业信息化发展,BIM技术在铁路施工领域的应用不断深入,基于传统铁路通信信号室内施工和BIM应用发展情况,介绍在通信信号室内施工中,应用BIM技术指导通信信号室内施工的情况。通过运用BIM技术建立房屋建筑模型,在专业机柜模型建立及线缆路径优化、设计图纸配线分析制表、室内线缆敷设建模优化调整、指导现场施工和设备全生命周期管理等方面开展应用,为铁路通信信号室内施工单位提高效率、降低损耗、节约成本提供参考。     

城市轨道交通CBTC无线信号智能监测系统

城市轨道交通CBTC(基于通信的列车控制)系统2.4 GHz频段为公用频段,存在大量外部干扰信号,影响列车正常运行。分析了影响CBTC系统车地无线通信的外部无线干扰信号的类型和外部无线信号环境的现状,介绍了CBTC无线信号智能监测系统设计方案和主要功能。该系统通过车载检测设备采集无线通信参数,对CBTC系统通信环境和外部干扰信号进行分析,后台数据处理中心采用智能分析算法进行故障源定位和预警。应用案例表明,该系统能对CBTC系统无线通信环境进行在线检测,在车地通信异常时,可以快速查找故障原因,有效提升CBTC系统的维护能力和排查干扰的能力。     

基于组合赋权-VIKOR 的地铁站 内涝风险评估

为有效地降低和预防地铁站内涝事故的发生,提出基于组合赋权-VIKOR 的地铁站内涝风险评估。首先,从地铁站降雨情况、挡水能力、排水能力、安全疏散和安全管理 5 个方面,构建风险评价指标体系;然后,用博弈论思想,将层次分析法与 CRITIC 法所求得的权重进行优化重组;最后,应用 VIKOR 方法的利益值,确定地铁站内涝风险评估等级。将所建立的模型应用于广州地铁 13 号线地铁站的内涝风险评价中,得出各地铁站的内涝风险等级,结果表明南岗站处于内涝高风险水平,并通过制定有针对性措施,保障该地铁站汛期的安全运营。该方法的评估结果与实际情况相符,为地铁站内涝风险评估提供一种新的方法。