针对城市轨道交通的复杂天气环境应对方法研究

摘要

随着我国城市轨道交通的不断发展，轨道交通线路也越来越多的采取地面和高架的形式，气象条件对轨道交通运行的影响也越来越显著。现有城市轨道交通应对方法主要是通过驾驶员观测和天气预报获取天气情况，由调度员设置临时限速。该方法存在无法准确掌握天气影响程度、较大程度降低了运行效率、自动化水平较低等问题，因此本文通过分析各类天气对城市轨道交通的影响，提出了一种针对城市轨道交通的复杂天气环境应对方法，主要内容包括:
　　(1)分析了几种气象条件对于城市轨道交通的影响，并考虑各类天气的耦合作用，引入安全服务水平（Level of Service of Safety，LOSS）的概念作为复杂天气环境影响的度量，提出了基于层次分析的影响评估方法。
　　(2)为应对各类恶劣天气，基于现有全自动运行系统(Fully Automatic Operation System，FAO)，构建了自动天气响应系统(Automatic Weather Response System，AWR)。该系统通过外部天气传感器自动采集线路各个区域以及列车行驶周围的天气信息，通过天气信息汇总系统对各类天气信息进行汇总和上传，通过自动环境监控系统对天气信息进行管理和分析，自动确定管制措施和建议信息。
　　(3)利用实验室现有资源搭建了测试环境，仿真测试了不同天气场景下的自动天气响应系统的主要功能。仿真结果显示，自动天气响应系统可以实现对于天气信息的自动分布式采集、集中管理分析以及管制措施的自动确定。在恶劣天气下，相比于传统方法，列车通行时间缩短。在极端天气下，列车自动进站避灾，天气转好后，列车自动恢复运营，能够保障列车的运营安全和效率。
　　研究结果表明，本文提出的应对方法能够实时掌握露天线路的天气情况和影响程度、提高了列车的运营效率、减少了人为介入，可以很好的支持复杂天气环境下的FAO系统对于列车与线路管理，具有良好的效果。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文的内容以及组织安排

2 复杂天气环境对城市轨道交通运行的影响分析

2．1 天气对城市轨道交通的运行影响

2．1．1 风天气对城市轨道交通运行的影响

2．1．2 雨天气对城市轨道交通运行的影响

2．1．3 雪天气对城市轨道交通运行的影响

2．1．4 雾天气对城市轨道交通运行的影响

2．1．5 极端温度天气对城市轨道交通运行的影响

2．1．6 混合天气对城市轨道交通运行的影响

2．2 复杂天气环境对城市轨道交通运行的影响评估方法

2．2．1 影响评估方法选择

2．2．2 安全服务水平

2．2．3 建立影响评估模型

2．2．4 算例分析

2．3 本章小结

3 自动天气响应系统的设计

3．1 天气响应系统

3．1．1 系统需求

3．1．2 系统结构及功能分配

3．2 外部天气传感器设备

3．2．1 外部天气传感器设备的技术指标要求

3．2．2 天气传感器设备选取

3．2．3 外部天气传感器设备的布置

3．2．3 外部天气传感器设备的供电方法

3．3 天气信息汇总系统

3．3．1 系统需求

3．3．2 系统功能结构

3．3．3 主要功能实现方法

3．3．4 系统接口设计

3．4 自动环境监控系统

3．4．1 系统需求

3．4．2 系统功能结构

3．4．3 主要功能实现方法

3．4．4 系统接口设计

3．5 本章小结

4 仿真与验证

4．1 仿真环境设计与搭建

4．1．1 测试线路选取

4．1．2 场景天气基础数据设定

4．1．3 仿真数据库内容设计

4．1．4 仿真子系统通信接口设计

4．2 测试过程

4．3 测试结果与分析

4．4 本章小结

5 结论

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

学位论文数据集