交叉口路况的导向运输系统安全间隔控制研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.06.2345

中国安全科学学报 ›› 2022, Vol. 32 ›› Issue (6): 144-150.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.06.2345

交叉口路况的导向运输系统安全间隔控制研究

曹源¹^,²(), 于潇²^,^**(), 孙永奎²^,³

1 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室,北京 100044
2 北京交通大学电子信息工程学院,北京 100044
3 北京交通大学轨道交通运行控制系统国家工程研究中心,北京 100044

收稿日期:2022-01-10 修回日期:2022-04-10 出版日期:2022-06-28 发布日期:2022-12-28
通讯作者: 于潇
作者简介:
曹源 (1982—),男,河南开封人,博士,教授,主要从事列车运行控制系统的健康状态监测及寿命预测等技术工作。E-mail: ycao@bjtu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金资助(U1934219); 国家自然科学基金资助(52022010); 轨道交通控制与安全国家重点实验室(北京交通大学)自主研究课题资助(RCS2022ZI002)

Research on safety headway control of GTS based on intersection condition evaluation

CAO Yuan¹^,²(), YU Xiao²^,^**(), SUN Yongkui²^,³

1 State Key Lab of Rail Traffic Control & Safety, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
2 School of Electronics and Information Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
3 National Engineering Research Center of Rail Transportation Operation and Control System, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China

Received:2022-01-10 Revised:2022-04-10 Online:2022-06-28 Published:2022-12-28
Contact: YU Xiao

摘要/Abstract

摘要：

为保障导向运输系统(GTS)区间追踪运行的安全性与高效性,提出一种基于交叉口路况的区间追踪安全间隔控制方法。针对导向运输系统运营需求,考虑信号相位的差异性,建立道路交叉口路况评价体系,并基于一种模糊综合评价方法(FAGT)建立路况评价模型;基于人工势场法引入时变参数,提出时变混合人工势场法(TH-APF),并设计导向运输列车区间追踪间隔时间控制算法,动态控制导向车追踪间隔;仿真实际线路交通数据。结果表明:交叉口路况评价模型的结果与第三方评价的一致有效性,导向运输列车追踪间隔算法可针对路况作出反应,且可避免人工势场法局部最优点问题,使追踪间隔时间达到平均140 s,提高运行效率。

关键词: 交叉口路况, 导向运输系统(GTS), 追踪间隔控制, 模糊综合评价, 时变混合人工势场法(TH-APF)

Abstract:

In order to ensure safety and efficiency of section tracking operation of GTS, a safety headway control method based on intersection conditions was proposed. Firstly, considering GTS operation needs and difference of signal phase, an evaluation system of road intersections was established before an evaluation model was developed based on fuzzy comprehensive evaluation method (FAGT). Secondly, time-varying parameters were introduced based on artificial potential field method, TH-APF was proposed, and tracking headway control algorithm was designed to dynamically control the headway of guide transport vehicles. Finally, real traffic routes were simulated. The results show that the results of the proposed evaluation model are consistent with third-party assessment outcomes. The tracking headway control algorithm of GTS can respond to road conditions and avoid local optimum of artificial potential field method, making tracking headway reach an average of 140s, thus improving operating efficiency.

Key words: intersection condition evaluation, guided transport system (GTS), tracking headway control, fuzzy comprehensive evaluation, time-varying hybrid artificial potential field method (TH-APF)

曹源, 于潇, 孙永奎. 交叉口路况的导向运输系统安全间隔控制研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(6): 144-150.

CAO Yuan, YU Xiao, SUN Yongkui. Research on safety headway control of GTS based on intersection condition evaluation[J]. China Safety Science Journal, 2022, 32(6): 144-150.

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参考文献 10

[1]	CAO Yuan, ZHANG Shuangshuang, YANG Guizhi, et al. Research on high precision tracking method of guided transport vehicle based on autonomous combination positioning[J]. Chinese Journal of Electronics, 2020, 29(4):779-785. doi: 10.1049/cje.2020.06.006
[2]	侯黎明, 孙鹏飞, 聂英杰, 等. 高速铁路追踪间隔分析与优化设计研究[J]. 铁道运输与经济, 2018, 40(6):5-11.
	HOU Liming, SUN Pengfei, NIE Yingjie, et al. A study on optimizing high-speed railway tracking intervals[J]. Railway Transportation and Economy, 2018, 40(6):5-11.
[3]	宋守信, 陈明利, 翟怀远. 反脆弱机制在安全风险管控中的策略研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(12):8-15. doi: 10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2020.12.002
	SONG Shouxin, CHEN Mingli, ZHAI Huaiyuan. Research on strategy of antifragile mechanism in safety risk management[J]. China Safety Science Journal, 2020, 30(12): 8-15. doi: 10.16265/j.cnki.issn 1003-3033.2020.12.002
[4]	曹源, 唐涛, 徐田华, 等. 形式化方法在列车运行控制系统中的应用[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(1):112-126.
	CAO Yuan, TANG Tao, XU Tianhua, et al. Application of formal methods in train control system[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(1):112-126.
[5]	SCHANZENBACHER F, FARHI N, LEURENT F, et al. Real-time control of metro train dynamics with minimization of train time-headway variance[C]. Proceedings of the 2018 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference, 2018: 2747-2752.
[6]	曹源, 温佳坤, 马连川. 重大疫情下的列车动态编组与调度[J]. 交通运输工程学报, 2020, 20(3):120-128.
	CAO Yuan, WEN Jiakun, MA Lianchuan. Dynamic marshalling and scheduling of trains in major epidemics[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2020, 20(3):120-128.
[7]	祝付玲. 城市道路交通拥堵评价指标体系研究[D]. 南京: 东南大学, 2006.
	ZHU Fuling. Research on index system of urban traffic congestion measures[D]. Nanjing: Southeast University, 2006.
[8]	XU Fusheng, HUANG Zhongxiang, DAI Hao, et al. A real-time traffic index model for expressways[J]. Concurrency and Computation: Practice and Experience, 2019, 31(5): DOI: 10.1002/cpe.5155. doi: 10.1002/cpe.5155
[9]	HAO Nannan, FENG Yixiong, ZHANG Kai, et al. Evaluation of traffic congestion degree: an integrated approach[J]. International Journal of Distributed Sensor Networks, 2017, 13(7):DOI: 10.1177/1550147717723163.. doi: 10.1177/1550147717723163
[10]	司书宾, 孙树栋, 韩光臣, 等. 基于三角模糊数的综合保障评价指标权重分析[J]. 西北工业大学学报, 2004, 22(6):689-694.
	SI Shubin, SUN Shudong, HAN Guangchen, et al. A weighted analysis of an integrated logistics support based on triangular fuzzy number[J]. Journal of Northwestern Polytechnical University, 2004, 22(6):689-694.

[1]	吴维讲师, 罗欣然, 魏明. 基于SD模型的跑道侵入风控网络脆弱性分析[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(4): 41-48.
[2]	杨天姿, 王铁骊, 彭恒明, 段海林. 小微企业生产安全事故应急脆弱性评价^*[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(12): 176-183.
[3]	姜涛, 张玉龙, 李士博, 李政, 邱海良. 大型多功能救援属具的综合性能评价体系[J]. 中国安全科学学报, 2021, 31(1): 102-108.
[4]	朱冠吉, 刘迪, 孙强, 周子超. 铁路机车驾驶员职业安全适应性评价[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(S1): 64-70.
[5]	贾宝峰, 阎美好. 铁路快运货物安全预警系统研究[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(S1): 121-127.
[6]	杨越, 黄贻刚, 宋祥波, 王建忠. 基于运行数据的管制员工作效能测评方法[J]. 中国安全科学学报, 2020, 30(3): 8-14.
[7]	周俊. 铁路客运站客流安全态势评价^*[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(S2): 126-133.
[8]	李程睿, 赵明, 尹盼盼, 刘美池, 马乐陶. 高速铁路客运站安全评价^*[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(S2): 149-153.
[9]	王永刚, 张迪, 刘晓璐. 航空安全员安全保障能力评价研究[J]. 中国安全科学学报, 2019, 29(8): 10-16.
[10]	刘美池, 尹盼盼, 荣文竽. 基于模糊模式识别的高铁快运安全综合评价^*[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(S2): 149-154.
[11]	汪圣华, 贾波, 陈文杰, 王永红, 朱建淼. 有限空间作业动态风险评估模型研究与应用[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(8): 87-92.
[12]	李梦梅, 牟凤云, 林孝松, 龙秋月, 崔梦瑞. 基于GIS的公路洪灾危险性空间模糊综合评价[J]. 中国安全科学学报, 2018, 28(11): 149-155.
[13]	王少锋，王德明，曹凯. 基于PDCA循环的井下隐蔽火源治理策略[J]. 中国安全科学学报, 2013, 23(7): 92-.
[14]	刘新宇，赵恺，胡虓，余玉欢. 港口物流枢纽危险货物重大危险源预警方法研究[J]. 中国安全科学学报, 2013, 23(5): 82-.
[15]	张伶婉，丁宏飞，陈彦瑾. 基于熵权模糊综合评价的铁路危险货物运输预警[J]. 中国安全科学学报, 2012, 22(5): 119-.

交叉口路况的导向运输系统安全间隔控制研究

Research on safety headway control of GTS based on intersection condition evaluation

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