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数据驱动的高速铁路强风报警自适应解除策略

已有 194 次阅读 2020-2-24 14:24 |系统分类:博客资讯

高速铁路强风报警自适应解除是指:高速列车在遭遇沿线强风影响时,在保证高速列车运行安全的情况下,基于局部短时风速信息,对强风报警解除时间进行调整的方法。


高速铁路作为重要的基础设施,已逐渐成为国民经济的重要推力,关系到人民群众的生产生活。然而,复杂的运行环境对高速列车正常运行带来极大挑战,其中强风天气是最为频繁的干扰因素之一。现有高速铁路系统中,尽管已经布置建设了大量风障防风设施,但由于列车运行跨度大,各处地形复杂,往往无法保证运行沿线完全被风障覆盖,因而列车仍然频繁受到强风影响。


为了避免因强风引发安全事故,我国高速铁路建设中在轨道沿线布置了大量风速监测传感器,建设了风速监测及强风报警系统。当检测到强风时,调度指挥中心将通过防灾系统报警指示,调度相关列车进行减速或禁行操作。该方式大大提高了列车安全运行保障,但同时投入较多人力,且仅能较粗粒度地确定报警解除时间,因而对列车运行效率造成较大影响。实际运行中,若报警保持时间太短,则尽管列车能较快恢复到正常运行速度,但仍存在因短时多次强风而导致的重复处置次数上升的问题。另一方面,若报警解除时间过长,虽然避免了过多重复处置,但铁路区间通过能力会显著下降。面对这些难题,依托现有风速监测系统,亟需引入更好的短时强风报警解除时间调节机制,来更好地平衡处置次数与运行效率之间的关系。



图1 报警解除时间调整案例


本文提出一种数据驱动的高速铁路强风报警自适应解除策略。在本策略中,依托目标测风点及周围测风点的历史风速数据,对未来短时间内各时刻风速值进行预测。之后,基于大量历史数据的预测结果及历史数据中的强风情况,对预测结果再进行分类,得到强风分类器。基于短时强风预测情况,本文提出对强风报警解除时间的调整机制,从而在每次有强风发生时能够更针对性地调整列车限速总时间。目前,关于高速铁路沿线强风情况的研究还十分有限,本文引入多处风速信息共同支持目标点预测,与传统方法相比优化了报警保持时间的总时长,从而可提高列车在强风扰动下的运行效率。


引用格式:

刘昊俣, 贺诗波, 陈积明. 数据驱动的高速铁路强风报警自适应解除策略. 自动化学报, 2019, 45(12): 2242-2250.


链接:http://www.aas.net.cn/cn/article/doi/10.16383/j.aas.c190227


作者简介


刘昊俣,浙江大学控制科学与工程学院博士研究生. 2015年获得浙江大学控制科学与工程学士学位. 主要研究方向为信息感知及异常检测. 

E-mail: haoyu_liu@zju.edu.cn


贺诗波,2012年获得浙江大学控制科学与工程博士学位. 浙江大学控制科学与 工程学院研究员. 主要研究方向为物联网、数据分析、网络科学. 

E-mail: s18he@zju.edu.cn


陈积明,2005年获得浙江大学控制科学与工程博士学位. 浙江大学控制科学与工程学院教授. 主要研究方向为网络优化与控制、控制系统安全、工业大数据与物联网. 

E-mail: cjm@zju.edu.cn




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