IEEEJAS的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/IEEEJAS

博文

高速铁路运行控制与动态调度一体化的现状与展望

已有 173 次阅读 2020-2-17 17:57 |系统分类:博客资讯

高铁运行控制与动态调度一体化是指:运用先进的感知、传输、控制方法和技术,提升列车运行控制和调度智能化水平,深度融合列车运行控制和调度,实现路网整体运行效率全局最优,全面提升及时应对突发事件能力。

随着路网规模和覆盖范围不断扩大、运行环境复杂、交路不断延伸、开行列车数量不断增加,造成高铁运行的突发事件日益增多,主要由基础设施(如轨道线路、电力系统、信号地面设备等)故障、列车故障、自然灾害(风、雨、雪、地震等)、异物侵限、客流异动等导致。突发事件造成的非正常停车和大范围列车延误,会造成乘客滞留、被困等,甚至影响高铁路网的正常运营,带来巨大的经济损失和社会影响。

(a)寒潮致使乘客大面积滞留

(b)列车故障导致大范围延误

图1 突发事件对乘车出行造成巨大影响


作为高铁系统的“大脑和神经中枢”,列车运行控制系统(简称运控系统)控制列车运行速度、追踪间隔和进路方向,全天候不间断运行,具有分布广泛、环境随机和自身参数离散等特点,是确保列车安全运行和高效运营的重要保障和核心装备。如图2所示,随着大数据、人工智能和5G通信等新一代信息技术兴起,在安全运行的前提下利用人、车、路、网资源,对高铁路网跨时空全局运行状态进行综合感知,实现动态拓扑结构下多列车在线智能优化调度和实时精准控制,打破既有高铁运营中运行控制和调度的分层架构,实现运行控制与调度一体化。



图2 高铁运行控制与动态调度


高铁运行控制与动态调度一体化通过打破既有高铁运营中运行控制和动态调度的“分层”模式,增强对高铁运行环境的全面深度感知,在安全运营的前提下利用全局人、车、路、网等资源,全面提升高铁系统的运行效率。如图3所示,以京沪线为例,在北京、上海铁路局之间实现高铁运行控制与动态调度一体化。



图3 运行控制与动态调度一体化示意图


控制调度一体化重点包含以下三方面:

1)高铁运行状态的全局多层域、快速、精准智能感知。高铁运行控制与动态调度一体化要求感知具备全面、实时、精准等特征。

2)高铁运行控制与动态调度一体化建模。高铁运行控制与动态调度一体化要求建模具备实时、精确、全局优化等特征。

3)复杂环境下高铁协同运行控制、智能动态调度及其一体化。高铁运行控制与动态调度一体化要求控制与调度具备智(智能)、协(协同)、稳(稳定)等特征,即要求列车运行控制平稳、动态调度智能、运行控制与动态调度协同。


随着我国高速铁路规模不断扩大和新一代信息技术发展,打破传统的列车运行控制与动态调度之间的信息壁垒,实现高铁运行控制与动态调度一体化是未来铁路系统智能化发展的必然趋势。本文根据国内外列车运行控制和调度的发展现状,提出了高铁运行控制与动态调度一体化的定义和基本内涵,给出了下一步重点研究方向。我们相信,在这一领域的关键理论方法与技术突破,将对保障我国高铁运行效率和应急处置能力具有重大的战略意义和带动作用,可为我国高速列车实现智能化、信息化运营提供全新的技术储备,对我国新一代智能高速铁路的研发提供理论基础,将为中国高铁抢占新的技术制高点提供重要支撑。


引用格式:宁滨, 董海荣, 郑伟, 荀径, 高士根, 王洪伟, 孟令云, 李浥东. 高速铁路运行控制与动态调度一体化的现状与展望. 自动化学报, 2019, 45(12): 2208−2217.


链接:http://www.aas.net.cn/cn/article/doi/10.16383/j.aas.2019.y000004


作者简介


宁滨(1959-2019),原中国工程院院士,北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授。主要研究方向为列车运行控制系统与数字化,网络化信号系统。


董海荣,北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室教授,轨道交通运行控制系统国家工程研究中心副主任。主要研究方向为列车运行智能控制与优化,调度控制一体化等。

E-mail:hrdong@bjtu.edu.cn


郑伟,北京交通大学国家轨道交通安全评估研究中心教授,副主任。主要研究方向为高铁信号系统安全设计,测试及评估理论方法。

E-mail:wzheng1@bjtu.edu.cn


荀径,北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室副教授。主要研究方向为先进的列车控制方法,铁路运输优化问题和强化学习。

E-mail:jxun@bjtu.edu.cn


高士根,北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室副教授。主要研究方向为列车智能控制和多车协同优化。

E-mail:sggao@bjtu.edu.cn


王洪伟,北京交通大学国家轨道交通安全评估研究中心副教授。主要研究方向为基于通信的列车运行控制系统的车–地通信技术和地铁系统中的协作调度方法。   

E-mail:hwwang@bjtu.edu.cn


孟令云,北京交通大学交通运输学院副教授,副院长。主要研究方向为列车运行调度和网络容量评估。

E-mail:lym@bjtu.edu.cn


李浥东,北京交通大学计算机与信息技术学院教授,副院长。主要研究方向为大数据分析与安全,智能交通信息技术,先进计算等。

E-mail:ydli@bjtu.edu.cn




http://blog.sciencenet.cn/blog-3291369-1218999.html

上一篇:智能轨道交通系统专刊序言
下一篇:《自动化学报》46卷1期网刊已经发布, 敬请关注, 谢谢

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-4-1 13:13

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部