基于虚拟编组的城轨线路单向运营中断场景下的列车运行调整研究

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作者 周玮腾 高婕 +3 位作者 韩波 鲁放 韩宝明 胡江枫 《都市快轨交通》 北大核心 2025年第5期72-82,共11页

针对城市轨道交通线路单向运营发生中断时,线网运输能力降低、大面积乘客滞留导致运营安全风险增加的问题,构建基于虚拟编组技术的列车运行调整模型,通过优化模型刻画基于虚拟编组的列车运行调整过程,并结合双层模拟退火-遗传算法进行... 针对城市轨道交通线路单向运营发生中断时,线网运输能力降低、大面积乘客滞留导致运营安全风险增加的问题,构建基于虚拟编组技术的列车运行调整模型,通过优化模型刻画基于虚拟编组的列车运行调整过程,并结合双层模拟退火-遗传算法进行求解。最后,以某城市地铁线路单向中断为例,对本文提出的策略进行验证。研究结果表明:与传统反向行车列车运行调整技术相比,基于虚拟编组技术的列车反向运行调整策略可使乘客总等待时间减少16.4%,乘客在站等待时间减少14.1%,滞留乘客人数明显减少,列车运行调整的灵活性与效率显著提升。研究结果可为运营中断场景下的列车运行调整提供参考。 展开更多

关键词 城市轨道交通 列车运行调整 虚拟编组 单向中断 反向行车

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城市轨道交通虚拟编组系统工程安全保障方法研究

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作者 杜薇 唐涛 +2 位作者 李仲华 李晓刚 薄云览 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第6期218-223,共6页

[目的]为了系统识别城市轨道交通虚拟编组系统安全需求,为该系统安全保障及第三方评估提供技术参考,需对虚拟编组系统安全保障方法进行研究。[方法]根据城市轨道交通相关安全标准,针对虚拟编组系统的技术特点,提出了1套覆盖虚拟编组系... [目的]为了系统识别城市轨道交通虚拟编组系统安全需求,为该系统安全保障及第三方评估提供技术参考,需对虚拟编组系统安全保障方法进行研究。[方法]根据城市轨道交通相关安全标准,针对虚拟编组系统的技术特点,提出了1套覆盖虚拟编组系统各生命周期的安全保障方法。从虚拟编组系统级、信号/车辆系统级等不同层次进行危害分析及安全需求识别,对识别出的安全需求按照新增功能安全需求、技术安全需求和操作维护安全需求进行分类管理和验证。以北京地铁11号线示范工程为例,对虚拟编组系统工程安全保障方法进行了验证。[结果及结论]北京地铁11号线示范工程应用虚拟编组系统工程安全保障方法,基于信号/车辆系统新增的基本功能分析识别基础危害,通过分层次危害分析制定相应控制措施,将新技术风险控制在最低合理可行水平。 展开更多

关键词 城市轨道交通 虚拟编组系统工程 安全保障方法

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基于人工势场的虚拟编组自适应模型预测控制

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作者 林俊亭 倪铭君 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3273-3285,共13页

现今,列车高速度、高密度追踪控制对编队列车运行的安全性提出更高的要求。为满足人们对列车运行过程中自适应性和准确性的需求,提出一种基于人工势场的虚拟编组(VC)自适应模型预测控制(MPC)方法。将VC列车作为研究对象,采用MPC方法建... 现今,列车高速度、高密度追踪控制对编队列车运行的安全性提出更高的要求。为满足人们对列车运行过程中自适应性和准确性的需求,提出一种基于人工势场的虚拟编组(VC)自适应模型预测控制(MPC)方法。将VC列车作为研究对象,采用MPC方法建立基于列车平衡态的动力学模型,以控制精度和平稳性、安全性为优化目标,并将基于人工势场设置的防撞函数加入目标函数,从而实现编队的防撞控制;分析不同时域参数对系统控制精度和计算效率的影响作用,设计对应的适应度函数,基于遗传算法(GA)求得不同工况下的最优时域参数组合,并制定时域参数更新策略,在确保列车编组准确控制的同时提高系统的实时性;在MATLAB平台上搭建4列车追踪运行场景,仿真验证所提方法的有效性。结果表明:相较于传统的模型预测控制器,基于人工势场的模型预测控制器在间隔控制上准确度提高了94.8%,可有效避免列车间发生碰撞,保证了列车运行的安全性;另外,采用自适应控制律的控制器可根据列车运行状态对系统进行实时调整,在确保高控制精度的前提下,计算效率提高10%。研究结果验证了所提方法的可行性,提高了控制器的综合控制性能,并为进一步优化编队控制和保障列车安全运行提供参考。 展开更多

关键词 虚拟编组 模型预测控制 人工势场 遗传算法 列车追踪运行优化

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城轨虚拟编组列车群多状态运行模型构建与仿真研究

4

作者 李海军 赵颖 +1 位作者 黄岩 田卫刚 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第3期266-275,共10页

为有效掌握城轨虚拟编组列车群的追踪运行表现,本文提出一种虚拟编组列车群多状态运行仿真模型。通过分析虚拟编组列车运行控制原理,提出考虑通信和控制延迟的列车安全防护间距计算方法,以列车运行动力学模型为基础,结合虚拟编组列车运... 为有效掌握城轨虚拟编组列车群的追踪运行表现,本文提出一种虚拟编组列车群多状态运行仿真模型。通过分析虚拟编组列车运行控制原理,提出考虑通信和控制延迟的列车安全防护间距计算方法,以列车运行动力学模型为基础,结合虚拟编组列车运行状态转换过程,构建城轨虚拟编组列车群多状态运行仿真模型。以济南地铁3号线为例,从不同编组模式、编队结构和延迟时间等角度进行仿真试验。研究结果表明:在2辆列车构成的列车群中,虚拟编组列车的平均列车间距仅为固定编组列车的21.93%;在4辆列车构成的列车群中,固定编队列车群的平均编队长度和运行速度差分别是混合编队的1.26倍和1.94倍,是虚拟编队的1.45倍和4.17倍,且虚拟编队列车群的到站时间偏差也仅为固定编队和混合编队列车群的46.29%和74.56%;因此虚拟编组列车群能有效缩短列车运行间距,提高运行速度追踪精度,降低列车到站时间偏差。此外,当虚拟编组列车的控制延迟和通讯延迟时间分别是0.5 s时,因其带来的列车间距偏差最大值可达到10.83 m和0.83 m,控制延迟对列车群追踪运行的负面影响大于通讯延迟。研究结果能够为城轨虚拟编组列车群运行决策和运行方案制定提供理论支撑。 展开更多

关键词 城市交通 列车运行仿真模型 数值仿真 虚拟编组列车 安全防护间距

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虚拟编组技术“大小交路跳停”列车组织策略研究 被引量：4

5

作者 李育瑾 张琦 《铁道运输与经济》 北大核心 2025年第2期152-160,共9页

随着城市轨道交通运营里程的增加,客流分布呈现明显的区间聚集和时空分布不均特征。现行技术体系下通过提高列车发车频率、开行大编组、多交路列车等运输组织方式来满足客流集中出行需求,但仍存在列车组织灵活性差、追踪时间间隔较长等... 随着城市轨道交通运营里程的增加,客流分布呈现明显的区间聚集和时空分布不均特征。现行技术体系下通过提高列车发车频率、开行大编组、多交路列车等运输组织方式来满足客流集中出行需求,但仍存在列车组织灵活性差、追踪时间间隔较长等问题。虚拟编组技术的应用在缩短列车追踪时间间隔和折返时间的同时,可有效提高列车运输组织灵活性和断面不均衡客流背景下的列车运能。研究利用虚拟编组这一无线通信技术,提出了应对时空分布不均客流的“大小交路跳停”组织策略,通过案例分析,以乘客旅行时间、滞留乘客数等为评价指标,突出虚拟编组技术在打破列车间独立运行状态、增加开行计划编制多样性及实现不均衡客流供需匹配和改善运输效率方面的优势。 展开更多

关键词 城市轨道交通 虚拟编组 大小交路跳停 运输组织策略 列车开行方案

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基于事件触发的虚拟编组城轨列车车距约束协同控制

6

作者 戴宇辰 缪辰滔 +1 位作者 李磊 许德智 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期23-32,共10页

虚拟编组技术更短的运行间距对跟踪精度提出更高要求,频繁的数据交换也增加了通信设备的负担。针对上述问题,设计一种考虑车距约束的虚拟编组城轨列车事件触发协同控制策略。建立虚拟编组的状态模型,根据有向图设计系统通信拓扑。构造... 虚拟编组技术更短的运行间距对跟踪精度提出更高要求,频繁的数据交换也增加了通信设备的负担。针对上述问题,设计一种考虑车距约束的虚拟编组城轨列车事件触发协同控制策略。建立虚拟编组的状态模型,根据有向图设计系统通信拓扑。构造邻域同步误差描述虚拟编组整体的跟踪性能,并采用预设性能方法进行约束。结合有限时间收敛原理与事件触发机制设计协同控制律,并在此基础上建立自适应补偿机制。结合积分滑模控制设计固定时间扰动观测器,对扰动的准确补偿提升控制器的抗干扰性能。通过仿真对比证明,提出的控制策略能够提供更好的控制性能,更少的信息传递次数更好地缓解了虚拟编组技术的通信压力。 展开更多

关键词 误差约束 虚拟编组 事件触发 协同控制 扰动估计

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面向虚拟编组安全防护的等效轨迹时间偏差方法

7

作者 常鸣 王维旸 +1 位作者 欧冬秀 崔科 《计算机工程》 北大核心 2025年第5期340-350,共11页

列车虚拟编组技术通过灵活的编队运行方式实现运能与客流的匹配,其原理是基于相对制动距离原则缩短编队内列车的运行间隔。线路坡度使得列车制动过程为变减速度运动,导致安全间隔防护计算过程较为复杂,而既有方法处理该过程存在过于简... 列车虚拟编组技术通过灵活的编队运行方式实现运能与客流的匹配,其原理是基于相对制动距离原则缩短编队内列车的运行间隔。线路坡度使得列车制动过程为变减速度运动,导致安全间隔防护计算过程较为复杂,而既有方法处理该过程存在过于简化、缺乏工程可实施性的问题,针对此,提出一种基于等效轨迹时间偏差的安全防护方法。该方法将编队内列车的实际运行轨迹转换为恒定坡度加速度运行的等效轨迹,并推导出转换前后两种轨迹的时间偏差上下界。基于对等效轨迹时间偏差的分析,将虚拟编组列车的安全防护转换为对领航列车通过某位置的最晚时间是否早于跟随列车通过该位置的最早时间的判断,从而既简化了运算,又能够处理前后列车的变减速度运动过程。选取某实际线路数据,通过仿真计算不同位置、不同速度时列车的等效坡度减速度和时间偏差,结果表明采用等效轨迹时间偏差的计算方法能够监控虚拟编组列车的安全运行间隔,能够处理线路坡度、列车运行阻力、制动力特性,以及前后车性能差异造成的减速度变化,具备工程可行性。 展开更多

关键词 灵活编组 虚拟编组 等效轨迹 时间偏差 安全制动模型 列车自动控制 列车自动防护

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移动闭塞与虚拟编组列车追踪间隔时间计算方法

8

作者 田长海 张守帅 +2 位作者 徐意 蔡涛 盛天一 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期203-213,共11页

移动闭塞和虚拟编组在提高通过能力、优化运输组织等方面具有重要作用,是轨道交通领域发展的最新技术。针对虚拟编组和移动闭塞的密切联系,研究紧密追踪运行时的列车追踪间隔时间计算方法。首先,分析移动闭塞和虚拟编组2种行车方式下列... 移动闭塞和虚拟编组在提高通过能力、优化运输组织等方面具有重要作用,是轨道交通领域发展的最新技术。针对虚拟编组和移动闭塞的密切联系,研究紧密追踪运行时的列车追踪间隔时间计算方法。首先,分析移动闭塞和虚拟编组2种行车方式下列车运行控制和追踪运行的基本原理;然后,针对主要紧密追踪运行场景,分别提出移动闭塞和虚拟编组下列车区间追踪、列车出发追踪、列车到达追踪和列车通过追踪时的追踪间隔距离及追踪间隔时间的计算方法,阐述计算式中各参数含义和取值方法;最后,结合实际设置检算案例,并以350 km·h^(-1)动车组列车和90 km·h^(-1)普通货物列车作为高速铁路和普速铁路列车的代表,检算2种行车方式下列车紧密追踪运行时的追踪间隔距离和追踪间隔时间。结果表明:虚拟编组车队内,2列350 km·h^(-1)动车组列车间追踪间隔距离最小约5100 m,2列90 km·h^(-1)普通货物列车间追踪间隔距离最小约1000 m;虚拟编组下4种列车追踪间隔时间均比移动闭塞下显著压缩,压缩效果达到46.5%以上。 展开更多

关键词 铁路运输组织 移动闭塞 虚拟编组 列车追踪间隔时间 通过能力

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不对称可变时滞下的列车虚拟编组稳定控制方法

9

作者 李嘉炜 田大新 吴思凡 《交通运输系统工程与信息》 北大核心 2025年第4期265-274,共10页

虚拟编组被认为在提高铁路运输容量方面具有潜力,然而不可靠通信环境会对虚拟编组带来安全风险,严重影响其运行效率。针对不可靠通信环境下虚拟编组系统存在的时延敏感性问题,本文提出一种分布式在线最优控制方法,以提高列车队列在不稳... 虚拟编组被认为在提高铁路运输容量方面具有潜力,然而不可靠通信环境会对虚拟编组带来安全风险,严重影响其运行效率。针对不可靠通信环境下虚拟编组系统存在的时延敏感性问题,本文提出一种分布式在线最优控制方法,以提高列车队列在不稳定通信和可变时延条件下的稳定性与安全性。具体而言,构建基于双向通信拓扑结构的编组列车动力学模型,明确不对称时延网络下列车间的动态特性,设计模型预测控制框架。在考虑安全限制和列车自身特性约束的基础上实现有效编队和燃油经济性的平衡。此外,数学推导了不对称时延下控制参数需满足的字符串稳定性条件,并将其作为实时约束以确保列车相互之间的稳定性。实验结果表明:本文提出的控制方法可以有效地应对系统可变时延带来的影响,缩短了虚拟编组队列形成所需时间,降低了最大波动幅度。在不同运行场景下比传统方法效率提高35%~40%,在提高列车队列编组效率和稳定性方面具有显著优势。 展开更多

关键词 铁路运输 虚拟编组 稳定性分析 可变时滞 模型预测控制

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基于虚拟编组技术的城市轨道交通列车联挂与摘挂时距参数研究

10

作者 肖李蔚宁 柏赟 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第7期142-148,156,共8页

[目的]面对日益增长的城市轨道交通客流压力,列车虚拟编组技术在提升城市轨道交通列车运行效率、缓解线路运输能力紧张、适应客流时空分布不均衡等方面具有突出优势,应对其具体时距参数进行研究。[方法]基于传统安全制动模型,建立了城... [目的]面对日益增长的城市轨道交通客流压力,列车虚拟编组技术在提升城市轨道交通列车运行效率、缓解线路运输能力紧张、适应客流时空分布不均衡等方面具有突出优势,应对其具体时距参数进行研究。[方法]基于传统安全制动模型,建立了城市轨道交通虚拟联挂编队列车安全制动模型,推算出理想条件下联挂编队单元列车间最小安全距离。在此基础上,结合仿真计算,得到了节时操纵模式下列车联挂和摘挂时间、区域长度等时距参数。同时,选取建立车车通信需求时间、区间限速这2个参数,对其进行了灵敏度分析。[结果及结论]在相同行车速度下,虚拟联挂编队单元列车间最小安全距离远小于传统追踪模式下的列车间最小安全距离,且随着行车速度的增加,二者之间的差距会增大。当行车速度在60 km/h时,列车间最小安全距离相比传统追踪模式缩短约75.7%;建立车车通信需求时间对列车联挂影响较大,在30~60 s的车车通信需求时间范围内,列车联挂时间及区域长度的增幅分别达103.4%和100.4%;在保障行车安全的前提下,尽量设置较高的区间最大允许速度,这样更有利于列车应用最优行车曲线运行,缩短列车联挂时间及区域长度。 展开更多

关键词 城市轨道交通 列车虚拟编组 列车联挂 列车摘挂 时距参数

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城市轨道交通虚拟编组列车牵引系统研究与应用

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作者 蔡运恒 高奥 +2 位作者 聂海龙 钟晗 祖绍鹏 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第8期122-126,134,共6页

[目的]为满足虚拟编组技术对列车牵引系统提出的高精度、快速响应及安全可靠等新需求,特开展适用于虚拟编组列车的牵引系统研究,并实现其装车应用。[方法]通过调研虚拟编组技术的特征和应用场景,明确牵引系统的功能要求和技术指标,提出... [目的]为满足虚拟编组技术对列车牵引系统提出的高精度、快速响应及安全可靠等新需求,特开展适用于虚拟编组列车的牵引系统研究,并实现其装车应用。[方法]通过调研虚拟编组技术的特征和应用场景,明确牵引系统的功能要求和技术指标,提出基于架控方式的牵引系统技术方案。结合具体线路条件进行列车性能仿真计算,完成牵引系统产品的研制、地面试验及装车考核。在调试过程中,通过对比分析实际试验数据与仿真结果,优化仿真模型并迭代控制策略。[结果及结论]紧急制动时牵引切除延时仅为14 ms,远低于200 ms的设计要求,且牵引系统通过SIL4安全等级认证;电制动转矩在速度降至3.1 km/h时开始线性衰退,至0.3 km/h时趋近于零,实现了无冲击精准停车;平直轨道条件下,牵引与制动加速度实际值与仿真值的偏差经修正后控制在±5%以内,验证了模型的可靠性。 展开更多

关键词 城市轨道交通 列车 虚拟编组 牵引系统 电制动

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虚拟编组下基于跟驰模型的列车群运行控制方法研究 被引量：4

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作者 帅斌 罗佳楠 +1 位作者 冯心妍 黄文成 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1-11,共11页

高速铁路移动闭塞方式下运输能力与运输需求之间依然存在缺口,虚拟编组是未来提高运输能力的新方式。本文基于虚拟编组概念,受道路交通跟驰模型启发,引入列车动力学和运动学理论,根据相邻两列车之间的速度和距离关系,提出一种新的追踪... 高速铁路移动闭塞方式下运输能力与运输需求之间依然存在缺口,虚拟编组是未来提高运输能力的新方式。本文基于虚拟编组概念,受道路交通跟驰模型启发,引入列车动力学和运动学理论,根据相邻两列车之间的速度和距离关系,提出一种新的追踪列车加速度调整策略,建立相应的列车群虚拟编组加速度控制模型,当实现列车群的虚拟编组时,列车群中所有列车的速度相等,任意相邻列车之间的间距等于期望间距,同时,能够确保列车安全与乘客舒适度。本文以CRH380A动车组为背景验证模型,算例仿真结果表明,本文提出的加速度调整策略能有效实现列车群的虚拟编组;与移动闭塞方式相比,采取虚拟编组方式达到列车协同的时间减少9.7%,列车间距缩小10.1%,效率更高;将列车群视为一个整体时,实现虚拟编组的时间比将整个列车群分为多组时更短。 展开更多

关键词 铁路运输 列车运行控制 跟驰模型 虚拟编组 列车追踪间距

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基于滑模控制的虚拟编组列车追踪控制策略 被引量：2

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作者 范礼乾 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第10期313-317,共5页

[目的]现有的基于移动闭塞的列车控制系统中,相邻列车之间存在较大的安全裕度,在面对潮汐客流现象时,区段的运输效率同区段的实际运力需求无法匹配。虚拟编组列车能够提高线路的运力,同时能更好地适应不平衡的通勤客流。因此,需研究适... [目的]现有的基于移动闭塞的列车控制系统中,相邻列车之间存在较大的安全裕度,在面对潮汐客流现象时,区段的运输效率同区段的实际运力需求无法匹配。虚拟编组列车能够提高线路的运力,同时能更好地适应不平衡的通勤客流。因此,需研究适用于虚拟编组列车的高精度追踪控制策略。[方法]针对虚拟编组列车运行控制问题,提出了一种基于滑模控制的虚拟编组运行控制策略。建立了列车动力学模型和虚拟编组列车运行控制模型;设计了非奇异终端滑模控制器,并对所设计的控制器进行了仿真测试。[结果及结论]在所提出的虚拟编组控制策略下,虚拟编组列车的位置跟踪误差和速度跟踪误差能够沿滑模面在有限时间内渐近收敛到零。在仿真验证的4列列车中,当首列列车运行状态发生改变时,虚拟编组中的其余列车会在很短的时间内跟踪期望的速度轨迹,验证了所提出的控制策略对虚拟编组列车追踪控制的有效性。 展开更多

关键词 城市轨道交通 虚拟编组 列车运行控制 滑模控制

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城市轨道交通虚拟编组列车间隔防护距离计算的工程应用研究 被引量：2

14

作者 梁九彪 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第12期258-262,共5页

[目的]城市轨道交通虚拟编组列车运行符合绿色节能和绿智融合发展工程的建设要求。为了解决虚拟编组列车运行追踪间隔控制难题,应确定影响虚拟编组间隔距离控制的主要因素。[方法]针对虚拟编组列车运行控制技术,以虚拟编组列车间隔防护... [目的]城市轨道交通虚拟编组列车运行符合绿色节能和绿智融合发展工程的建设要求。为了解决虚拟编组列车运行追踪间隔控制难题,应确定影响虚拟编组间隔距离控制的主要因素。[方法]针对虚拟编组列车运行控制技术,以虚拟编组列车间隔防护原理及信号系统方案为基础,建立虚拟编组列车追踪相对速度防护模型,通过计算参数分析间隔距离控制的影响因素,并总结虚拟编组的技术特点和工程应用优势。[结果及结论]虚拟编组的前后列车追踪距离的主要影响因素是追踪列车的控制设备动作反应时间和列车运行速度,虚拟编组列车具备追踪间距短、列车运行效率高、运输组织灵活等应用价值。 展开更多

关键词 城市轨道交通 虚拟编组列车 间隔防护距离计算

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基于ATT-CNN-BiLSTM的虚拟编组列车时空轨迹预测 被引量：4

15

作者 柴铭 刘皓元 +2 位作者 苏浩翔 唐涛 刘宏杰 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期80-89,共10页

保障虚拟编组平稳追踪运行的关键问题是实现对列车运行状态的精准预测。针对列车运行过程多变的特点,提出基于融合注意力机制的卷积双向长短期记忆神经网络(ATT-CNN-BiLSTM)的时空轨迹预测方法。针对列车历史运行数据中非正常运行场景... 保障虚拟编组平稳追踪运行的关键问题是实现对列车运行状态的精准预测。针对列车运行过程多变的特点,提出基于融合注意力机制的卷积双向长短期记忆神经网络(ATT-CNN-BiLSTM)的时空轨迹预测方法。针对列车历史运行数据中非正常运行场景稀少产生的数据非均衡问题,利用卷积神经网络和双向长短期记忆网络提取列车运行数据维度之间的特征关联,并增加注意力机制提升泛化能力。同时引入运行时验证方法在线监控预测结果,降低由预测错误造成的行车风险。以成都地铁8号线真实数据为例进行实验,设计5种评价指标,通过基线模型与消融实验对所提ATT-CNN-BiLSTM进行评价,该模型对于异常场景的预测误差至少减小9.626%。 展开更多

关键词 列车状态预测 虚拟编组 深度学习 注意力机制 双向长短期记忆神经网络

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虚拟编组条件下列车区间解耦和耦合适用性分析 被引量：2

16

作者 邓澄远 王卓 +3 位作者 陈虹兵 苏子贞 许如意 陈绍宽 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第8期198-204,242,共8页

列车在区间进行虚拟解耦和耦合作业实现编组数量的动态变化,进一步提高城市轨道交通运营组织的灵活性。将列车区间虚拟解耦和耦合作业与传统快慢车、大小交路和Y型线的运输组织模式相结合,基于相对制动距离的安全防护方法提出虚拟编组... 列车在区间进行虚拟解耦和耦合作业实现编组数量的动态变化,进一步提高城市轨道交通运营组织的灵活性。将列车区间虚拟解耦和耦合作业与传统快慢车、大小交路和Y型线的运输组织模式相结合,基于相对制动距离的安全防护方法提出虚拟编组下列车最小安全追踪距离的计算公式,考虑列车参数、区间长度、区间限速和安全间隔等影响因素,分析列车区间虚拟解耦和耦合作业的运动过程及适用性。仿真结果表明,虚拟编组相较于常规移动闭塞情况列车最小安全追踪距离缩短了69%以上;市区线由于站间距较短,区间耦合目标速度需低于30 km/h,宜在车站进行静态作业,而市郊线和城际线站间距较长,区间解耦目标速度和耦合目标速度分别能达到160 km/h和80 km/h,宜在车站和区间进行作业;区间动态作业相比于车站静态作业能力提高了40.9%。 展开更多

关键词 城市轨道交通 虚拟编组 安全追踪距离 协同运行 适用性

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基于虚拟编组技术的单线重载铁路通过能力计算方法研究 被引量：7

17

作者 杨晓明 杨在旭 宋宗莹 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第6期17-26,41,共11页

针对我国现阶段单线重载铁路能力紧张问题,提出应用虚拟编组技术从运输组织层面提升运输能力。对虚拟编组技术基本概念进行介绍,细致分析了虚拟编组技术下列车追踪运行的全过程,将其分为4种状态,并分别给出各状态下追踪间隔计算方法。... 针对我国现阶段单线重载铁路能力紧张问题,提出应用虚拟编组技术从运输组织层面提升运输能力。对虚拟编组技术基本概念进行介绍,细致分析了虚拟编组技术下列车追踪运行的全过程,将其分为4种状态,并分别给出各状态下追踪间隔计算方法。通过分析虚拟编组技术应用下单线重载线路列车在站作业及会让方式,给出区间运行图周期计算通式,构建虚拟编组下单线重载铁路最小运行图周期计算模型,并将其改写为混合整数线性规划模型。模型结构简单,且规模随区间数多项式有界,可直接采用商业优化软件求解。选取1条实际运营线路进行案例分析,计算结果显示,虚拟编组技术下其通过能力可提升55%,表明计算模型有效可靠,且虚拟编组技术的应用对单线重载铁路能力提升显著。 展开更多

关键词 重载铁路 能力计算 虚拟编组 单线铁路 整数规划

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基于虚拟编组技术的城市轨道交通列车延误跳停调整研究 被引量：6

18

作者 黄静仪 张琦 《铁道运输与经济》 北大核心 2024年第2期151-158,共8页

针对城市轨道交通突发列车延误问题,为恢复正常行车秩序和保障总体乘客出行效率,提出基于虚拟编组技术的列车跳停调整方法。首先,分析虚拟编组技术下的列车运输组织模式,总结虚拟编组技术支持下的列车跳停调整优势,以乘客总旅行时间最... 针对城市轨道交通突发列车延误问题,为恢复正常行车秩序和保障总体乘客出行效率,提出基于虚拟编组技术的列车跳停调整方法。首先,分析虚拟编组技术下的列车运输组织模式,总结虚拟编组技术支持下的列车跳停调整优势,以乘客总旅行时间最小为目标构建延误条件下的列车跳停调整模型。然后,采用遗传算法对模型进行求解。最后,通过算例分析将传统跳停调整策略和基于虚拟编组技术的跳停调整策略进行对比。结果表明,在列车延误条件下,基于虚拟编组技术的跳停调整方案相较于传统跳停调整方案能减少15.64%的乘客总旅行时间,保障乘客的出行体验,提高总体乘客的出行效率。基于虚拟编组技术的跳停调整方案可为城市轨道交通列车延误问题提供新的方法性借鉴。 展开更多

关键词 城市轨道交通 虚拟编组 列车延误 跳停调整 遗传算法

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虚拟编组条件下城轨列车单元灵活运用方法 被引量：1

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作者 周厚盛 戚建国 +2 位作者 杨立兴 石俊刚 张慧敏 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期140-147,共8页

基于虚拟编组运输组织模式,本文考虑客流时间和空间特征与列车单元实时动态编组之间的耦合关系,协调不同运营方向列车之间的虚拟联挂和虚拟摘解操作,研究虚拟编组条件下城市轨道交通列车单元灵活运用问题。具体地,将列车单元数量分配和... 基于虚拟编组运输组织模式,本文考虑客流时间和空间特征与列车单元实时动态编组之间的耦合关系,协调不同运营方向列车之间的虚拟联挂和虚拟摘解操作,研究虚拟编组条件下城市轨道交通列车单元灵活运用问题。具体地,将列车单元数量分配和周转衔接作为主要决策变量,以极小化总乘客等待时间和系统运营成本为目标,考虑虚拟编组列车单元分配、列车单元周转和乘客分配等约束条件,构建可用CPLEX等软件直接求解的混合整数线性规划模型。最后,以某城市轨道交通线路为例设计数值实验以验证所提方法的有效性。实验结果表明:相较于固定编组(6编组)方案,本文方法可降低约32.8%的总乘客等待时间,同时降低20.9%的系统运营成本;相较于固定编组(8编组)方案,本文方法在仅增加0.3%的总乘客等待时间情况下,降低40.7%的系统运营成本。上述实验结果表明,虚拟编组技术在提升城市轨道交通效率方面的潜在优势,且具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 铁路运输 列车单元灵活运用 混合整数线性规划 虚拟编组

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基于事件触发机制的虚拟编组列车协同控制

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作者 魏文景 肖宝弟 +2 位作者 岳丽丽 李茂青 林俊亭 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第12期75-80,共6页

[目的]为了提高铁路线路的运输能力,使列车在区间内形成稳定的虚拟编组列车,减少整个编组过程中的通信压力,有必要对基于事件触发机制的虚拟编组列车协同控制进行研究。[方法]介绍了虚拟编组列车控制系统,提出一种基于事件触发机制的虚... [目的]为了提高铁路线路的运输能力,使列车在区间内形成稳定的虚拟编组列车,减少整个编组过程中的通信压力,有必要对基于事件触发机制的虚拟编组列车协同控制进行研究。[方法]介绍了虚拟编组列车控制系统,提出一种基于事件触发机制的虚拟编组列车协同控制方法。通过分析虚拟编组列车的基本概念,建立区间内存在扰动的虚拟编组列车动力学模型,并基于事件触发思想,根据列车运行过程中的状态误差,设置事件触发条件,并设计了跟随列车的分布式控制器。基于Lyapunov稳定性理论对该控制系统进行稳定性分析,并通过MATLAB仿真软件验证该算法应用于虚拟编组的有效性。[结果及结论]所设计的事件触发函数能够使虚拟编组系统渐进稳定,且该系统已避免了Zeno行为。跟随列车在控制器的作用下,在4 s内就与领航列车的速度保持了一致,在减少通信压力的同时,整个虚拟编组列车队形内部也能保持稳定的追踪间距。 展开更多

关键词 列车虚拟编组 事件触发机制 协同控制

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