“2013IEEE智能軌道交通”國際學術會議交流

2013年智能軌道交通國際會議（IEEE-ICIRT）是由IEEE?ITS協(xié)會主辦的首個軌道交通領域的國際學術會議，該會議于8月30日至9月1日在北京四季御園國際大酒店成功舉行。IEEE?ITS協(xié)會首屆主席王飛躍主持大會，IEEE?ITS軌道交通分會主席、北京交通大學校長寧濱代表主辦方在大會開幕式上致歡迎辭，希望會議能夠為軌道交通領域的專家和學者提供更多分享和交流最新學術進展的機會。會議主題是“安全，綠色和智能鐵路”。本次會議由鐵路系統(tǒng)與應用委員會、IEEE智能交通系統(tǒng)學會主辦，鐵路交通控制與安全國家重點實驗室、北京交通大學和伯明翰鐵路研究與教育中心、伯明翰大學、中國鐵道學會和北京全路通信信號研究設計院有限公司共同協(xié)辦。

本次大會共有來自加拿大、日本、德國和荷蘭等十余個國家的近百位專家和學者參會。加拿大英屬哥倫比亞大學、西日本鐵路公司等機構的專家學者應邀為大會作主題報告。報告內容緊密圍繞會議主題“鐵路綠色、安全及智能”展開，覆蓋軌道交通控制、安全、節(jié)能、通信以及優(yōu)化等多個領域的熱點問題及研究趨勢。IEEE將發(fā)表所有收錄的論文，并進入EI和ISTP檢索，特別優(yōu)秀的文章將被選入《IEEE智能交通系統(tǒng)學報》（IEEE?Transactions?on?Intelligent）、《自動化學報》（Acta?Automatica?Sinica）、《IEEE 智能交通系統(tǒng)》（IEEE?Intelligent? Transportation? Systems? Magazine）雜志和《國際自動化與物流期刊》（International?Journal?of?Automation?and?Logistics）。本次會議共收到來自11個國家的93篇智能軌道交通領域的相關論文投稿，大會收錄了其中的56篇，論文作者受邀在會議相應討論組做報告。

本人作為通號設計院受邀人之一在大會的“Safety?and?Security”討論組做了題為《基于模糊貝葉斯網絡的故障診斷方法研究及其在列控系統(tǒng)中的應用》的報告。為參會人員介紹了一種基于模糊貝葉斯的故障診斷方法，該方法主要是根據(jù)高速鐵路列車運行的特點以及為了滿足高速鐵路運行的安全性，針對目前經典貝葉斯網絡故障診斷中由于先驗數(shù)據(jù)的缺乏導致的復雜系統(tǒng)故障診斷的不精確性所提出的。該報告建立了CTCS-3?級列控系統(tǒng)的貝葉斯網絡故障診斷模型，應用Genie軟件以及BNT工具箱對模型進行仿真分析，并通過兩種方法的分析比較，合理的得出導致CTCS-3?級列控系統(tǒng)的核心危險環(huán)節(jié)故障的最可能的原因。報告中對系統(tǒng)模糊診斷算法的核心實現(xiàn)做了詳細的描述，并在MATLAB仿真環(huán)境下，對該算法進行仿真實現(xiàn)，然后從軟件上對其主要功能進行了實現(xiàn)，分別應用貝葉斯網絡診斷方法和模糊貝葉斯網絡診斷方法進行系統(tǒng)的診斷，最終通過對比分析可直觀的從操作界面上看出改進方法后結果的準確性和有效性。會后，我與參會人員一道，就今后如何進行故障診斷系統(tǒng)優(yōu)化方面的問題進行了討論及進一步探討，“Safety?and?Security”討論組主席北京交通大學趙會兵教授針對該問題提出了寶貴的意見，使我將理論與工作中實際測試相結合，為進一步工作指明方向。

會上，學習了一些與本人業(yè)務相關的優(yōu)秀論文，下面對有代表性論文作簡要介紹：

《城市軌道交通的實時調度》該論文是基于將乘客的到達時間，站臺等待時間和上車時間最小化。在實時調度模型中定制列車運行與乘客需求的參數(shù)，為確保行車安全，同時需要考慮最小列車間距；《節(jié)能合作的列車控制系統(tǒng)》為減少運營成本和保護環(huán)境，軌道交通系統(tǒng)的能源利用效率變得越來越重要，在電力控制列車系統(tǒng)中，最好的節(jié)約能源消耗的方法有兩個：駕駛列車策略的最優(yōu)化和采用可再生能源。首先，設計數(shù)學算法來計算給定行車時間的優(yōu)化駕車策略，需要考慮牽引力，速度限制和坡度。其次建立合作性的列車控制模型，調整列車的運行時間來實現(xiàn)對可再生能源的合理利用。最后，通過優(yōu)化發(fā)車時間來得到前后追蹤的兩輛列車中后車的駕車策略。在亦莊線的一些案例應用證明了該方法在節(jié)能方面的有效性；《一種用于軌道交通實時列車間距控制的方法》不規(guī)則的列車間距不僅會增加乘客的等待時間，而且會產生額外的能源消耗和更多的晚點時間。為此建立了基于在每個區(qū)段的每輛列車進行行車時間的調整的實時列車間距控制模型，仿真結果說明可減少能源消耗和列車晚點時間；《MVB基帶傳輸系統(tǒng)的研究與優(yōu)化設計》當我們對列車控制網絡和信息傳輸網絡進行融合時，會遇到多通道頻帶的分配問題。根據(jù)隨機過程能量光譜的原始定義，建立了MVB代碼的數(shù)學模型，推算出MVB幀頭頻率光譜函數(shù)，并計算和仿真不同的MVB能量光譜。

這次智能軌道交通國際會議使與會代表對智能軌道交通領域有了更全面的認識，我國軌道交通需求主要體現(xiàn)在4個方面：一是為乘客的出行提供覆蓋全程；二是使列車達到節(jié)能和安全有效運行；三是使我們設備的狀態(tài)處在可控的狀態(tài)內，從而使它保證整個能力的有序發(fā)揮；四是降低軌道交通成本，這是我們面臨的挑戰(zhàn)和迫切的需求。二十一世紀以來，隨著新技術的發(fā)展，目前國外已經把軌道交通向智能化交叉，作為軌道交通在二十一世紀的戰(zhàn)略，會議中有專家提到很多國家對該戰(zhàn)略提出了相應的實施途徑，包括歐盟提出了更加安全智能的歐洲軌道交通系統(tǒng)，英國提出了發(fā)展可持續(xù)軌道交通運輸系統(tǒng)，其中，歐盟軌道系統(tǒng)的戰(zhàn)略，更安全、更綠色、更可靠。歐盟面臨的挑戰(zhàn)和目前我們國家有所不同，其最初的挑戰(zhàn)包括幾個方面，一是環(huán)境方面，整個地面系統(tǒng)占排放量的25％，在這個規(guī)模上它整個版圖都在不斷增加，光靠目前的這些設備設施還不足以滿足這些挑戰(zhàn)，實際就是要建立更綠色、更安全、更可靠的軌道交通系統(tǒng)。這讓我進一步了解了智能軌道交通國內外現(xiàn)狀及其宗旨。

安全是我們國家目前軌道交通的重要保障原則，在會議的“安全與保障”模塊中，專家介紹了目前智能軌道交通的主要應用，主要包括城市軌道交通列車主動安全保障系統(tǒng)，城市軌道交通網運營組織與安全保障一體化系統(tǒng)和高速鐵路開行方案優(yōu)化設計系統(tǒng)。在城市軌道交通列車主動安全保障系統(tǒng)中，目前城市軌道交通最主要的是車輛，它影響到整個系統(tǒng)的運行效果，所以我們提出了一個主動安全保障五階段模型，安全評價、故障診斷、應急處置、維修恢復、狀態(tài)獲取。這也得到了國家科技部支持，列入國家863計劃。其中在關鍵技術方面突破，才能夠研制出滿足需求的系統(tǒng)；其次是城市軌道交通網運營組織與安全保障一體化系統(tǒng)中的應用，這方面也得到了國家的支持。基于這些關鍵技術的突破，每年主要是在一體化設備中心的支持下實現(xiàn)了運營組織的最優(yōu)化，以及安全狀態(tài)的最優(yōu)，高速鐵路開行方案優(yōu)化設計系統(tǒng)的應用研究主要體現(xiàn)在高速鐵路的優(yōu)化設計，這個也得到了國家的支持。

關鍵技術的研究和突破對整個智能系統(tǒng)的發(fā)展起到關鍵性作用。對于中國的軌道智能交通發(fā)展而言，科技部在“十二五”提出了現(xiàn)代交通技術原則，基于這種原則，也對軌道交通智能系統(tǒng)的發(fā)展做了很大的支撐，只有通過這些關鍵技術的研究和應用才能滿足未來交通的發(fā)展需求。

（北京全路通信信號研究設計院有限公司測試中心 趙晶晶供稿）