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列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是確保列車行車安全和高效運(yùn)營的核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備。基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CBTC）是列控技術(shù)的發(fā)展方向。     該成果應(yīng)用之前，此項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)裝備全部依賴引進(jìn)。在國家有關(guān)部委及北京市持續(xù)支持下，本項(xiàng)目瞄準(zhǔn)城軌交通安全高效運(yùn)營的重大需求，歷經(jīng)十多年努力，突破了CBTC核心技術(shù)，為城軌交通建設(shè)、安全高效運(yùn)營提供了技術(shù)支撐。      主要創(chuàng)新點(diǎn)：     1.提出了基于列車運(yùn)行復(fù)雜場景的失效傳播模型和涵蓋全生命周期的系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)方法，構(gòu)建了滿足CENELEC標(biāo)準(zhǔn)的最高安全完善度等級SIL4的安全保障管理體系和集成研發(fā)平臺，研制了車載和地面兩個信號專用、可移植的安全計(jì)算機(jī)平臺以及CBTC整套技術(shù)裝備。整套產(chǎn)品和應(yīng)用工程均通過了國際獨(dú)立第三方SIL4級安全認(rèn)證，屬我國首次。      2.提出了基于移動閉塞的CBTC系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法，攻克了列車安全防護(hù)技術(shù)和最佳化自動駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了列車最小間隔90秒的安全追蹤、平穩(wěn)運(yùn)行和精確停車。      3.提出了多模通信方式的融合方法、通信參數(shù)自適應(yīng)優(yōu)化策略、專用安全通信協(xié)議(SFP)和數(shù)據(jù)傳輸冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在世界上首次研制了兼容無線自由波、漏泄波導(dǎo)管、漏泄電纜等三種傳輸方式的車地通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了不同傳輸媒質(zhì)間無縫切換，保證了復(fù)雜線路條件下安全數(shù)據(jù)的可信傳輸。     4.構(gòu)建了覆蓋全生命周期的完備性測試案例庫（包含12.4萬條測試案例），提出基于最小系統(tǒng)的仿真測試方法，開發(fā)了硬件在環(huán)的CBTC系統(tǒng)仿真測試平臺，實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)互換和虛實(shí)互控的系統(tǒng)功能與故障注入測試驗(yàn)證，降低了現(xiàn)場調(diào)試安全風(fēng)險，減少了現(xiàn)場測試工作量。      項(xiàng)目共形成國家標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)；申請發(fā)明專利50項(xiàng)，其中已授權(quán)25項(xiàng)；軟件著作權(quán)111項(xiàng)；獲2010年度北京市科技進(jìn)步一等獎。     自2008年，先后在大連快軌3號線、北京亦莊線、昌平線及重慶單軌3號線運(yùn)用，所控制的79組列車已累計(jì)安全運(yùn)行1974.6萬公里。運(yùn)營考核表明，自主研發(fā)的CBTC系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、安全可靠，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過國際標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，使我國成為世界第四個掌握該項(xiàng)技術(shù)的國家，迫使引進(jìn)系統(tǒng)降價30%。

此項(xiàng)目具有面向城市交通信號控制裝備的“軟件和信息服務(wù)業(yè)”特征的技術(shù)屬性。即城市交通信號自組織控制理論與裝備開發(fā)技術(shù)。 為解決傳統(tǒng)自上而下的城市交通信號控制方法帶來的理論難題（如圖所示）: (1)動態(tài)特性的非線性、 (2)狀態(tài)參數(shù)的時變性、(3)系統(tǒng)邊界的開放性、(4)動力系統(tǒng)的高階性、(5)相鄰路口的耦合性、 (6)信號控制的實(shí)時性等系統(tǒng)屬性，造成的無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時性控制的難題。 為此，針對具有復(fù)雜系統(tǒng)特征的城市交通信號控制問題，項(xiàng)目在國內(nèi)首次提出“城市交通信號自下而上自組織控制理論”（如圖2所示）。即通過賦于相鄰路口的自組織屬性，可大幅度減少其控制系統(tǒng)自由度和復(fù)雜性。在快速、實(shí)時控制的假設(shè)前提下，使其信號控制由原來的開放性、大自由度、不確定性問題，改變?yōu)榉情_放性、小自由度、確定性問題。

高校科技成果盡在科轉(zhuǎn)云

1 成果簡介實(shí)現(xiàn)了一個以地面?zhèn)鬏敂?shù)字電視的廣播發(fā)送為傳輸手段的面向出行者提供多媒體實(shí)時交通信息服務(wù)，導(dǎo)航終端提取并利用實(shí)時交通信息進(jìn)行動態(tài)導(dǎo)航的應(yīng)用系統(tǒng)。研究解決了接入設(shè)備架構(gòu)及以終端軟硬件系統(tǒng)架構(gòu)等關(guān)鍵技術(shù)問題。實(shí)現(xiàn)了交通信息的接入、信息管理、信息編碼、信息調(diào)度、信息發(fā)送，以及終端接收、信息分離與解碼、信息提示與動態(tài)導(dǎo)航等必要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用演示系統(tǒng)。2 技術(shù)指標(biāo)成果實(shí)現(xiàn)的功能如下：實(shí)時交通路況的傳輸與接收、顯示；基于實(shí)時交通路況的動態(tài)導(dǎo)航；多媒體交通信息的傳輸與接收、顯示；本系統(tǒng)優(yōu)勢是傳輸容量大，可以傳輸圖片等多媒體信息，用戶可以查看主要路口的視頻圖像，更直觀地了解交通路況。3 應(yīng)用說明該技術(shù)方案不單獨(dú)占用無線頻譜，不用建設(shè)新的無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)，可在大地域范圍實(shí)現(xiàn)面向出行者、車輛駕駛員的實(shí)時交通信息發(fā)布，有助于對出行車輛實(shí)施動態(tài)的交通誘導(dǎo)，緩解大城市日益嚴(yán)重的交通擁擠、阻塞狀況，從而提高出行效率，降低能源消耗，減少城市污染。4 效益分析在此信息服務(wù)平臺的基礎(chǔ)上，可以提供面向出行者的商業(yè)服務(wù)信息、導(dǎo)航終端的地圖數(shù)據(jù)更新等增值服務(wù)。

該項(xiàng)目是863計(jì)劃項(xiàng)目，現(xiàn)處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。項(xiàng)目成果受專利保護(hù)。 1、項(xiàng)目概述 本項(xiàng)目針對高速公路進(jìn)出城路段交通擁堵嚴(yán)重、事故頻發(fā)，以及高速公路監(jiān)控系統(tǒng)和城市快速路監(jiān)控系統(tǒng)各自為政、協(xié)同性差的普遍現(xiàn)象，構(gòu)建了基于互聯(lián)網(wǎng)的分布式交通特征信息共享平臺，實(shí)現(xiàn)了不同監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享；借助信息共享平臺，系統(tǒng)分析了結(jié)合部的動態(tài)交通特征，提出了適應(yīng)不同交通條件的短時交通特征預(yù)測技術(shù)；采用分層遞階控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的方法，研發(fā)了多匝道的協(xié)同控制系統(tǒng)軟件，并實(shí)現(xiàn)了結(jié)合部道路交通系統(tǒng)的微觀仿真。 2、技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn) 在監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享研究方面，初步建立了交通特征信息共享的平臺，其中對異構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)之間交通特征級信息共享的內(nèi)容和模式進(jìn)行了系統(tǒng)分析，對異構(gòu)信息進(jìn)行了融合處理，實(shí)現(xiàn)了特征級信息的發(fā)布。 在短時交通特征預(yù)測研究方面，已對京津塘高速公路及北京市快速環(huán)路監(jiān)控系統(tǒng)的海量交通流實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了特征與關(guān)聯(lián)分析，完成了短時交通特征的預(yù)測，并實(shí)現(xiàn)了交通擁擠的預(yù)判。 在結(jié)合部的協(xié)同控制方面，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的建模和學(xué)習(xí)方法，對高速公路多匝道控制系統(tǒng)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了控制效果仿真。   3、能為產(chǎn)業(yè)解決的關(guān)鍵技術(shù) （1）基于服務(wù)水平的特征級交通動態(tài)信息融合技術(shù) 針對目前高速公路和城市快速路監(jiān)控系統(tǒng)所采集的交通流基礎(chǔ)數(shù)據(jù)格式和像素級融合技術(shù)都有所不同，控制目標(biāo)參數(shù)不統(tǒng)一的現(xiàn)實(shí)情況，項(xiàng)目提出的交通特征信息共享平臺首先要處理現(xiàn)有高速公路和城市快速路服務(wù)水平判定標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，其次需要解決區(qū)域交通監(jiān)控系統(tǒng)的特征級數(shù)據(jù)融合問題，尋求基于服務(wù)水平的動態(tài)信息融合技術(shù)和方法。 （2）交通特征信息共享平臺的設(shè)計(jì)技術(shù) 針對集中式信息共享平臺投資大、實(shí)施困難的缺點(diǎn)，提出采用成熟的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，以及分布式技術(shù)建立交通信息共享平臺，為異構(gòu)監(jiān)控系統(tǒng)的信息共享模式提供了一種新的建設(shè)思路。不需要增加額外的硬件投資、操作方便，就現(xiàn)有的管理體制來說，也容易實(shí)現(xiàn)。 （3）基于關(guān)聯(lián)分析和智能控制技術(shù)的短時交通特征預(yù)測模型 將時間序列理論與關(guān)聯(lián)理論引入交通狀態(tài)分析，并根據(jù)不同交通條件建立的短時交通預(yù)測模型，在很大程度上提高了預(yù)測方法的實(shí)時性、準(zhǔn)確性和可靠性，有利于預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用和推廣。 （4）高速公路和城市快速路結(jié)合部實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制的關(guān)鍵技術(shù) 基于區(qū)域道路交通網(wǎng)絡(luò)動態(tài)信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源的綜合利用與共享，在交通服務(wù)水平判定技術(shù)的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)論、控制論的思想以及智能交通系統(tǒng)工程的理論方法，實(shí)現(xiàn)高速公路和城市快速路結(jié)合部的協(xié)同控制。 4、相關(guān)的行業(yè)發(fā)展水平，以及同類技術(shù)產(chǎn)品或成果比較 目前，我國已建設(shè)的交通信息系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)基本上是作為一個個分支存在的，不僅子系統(tǒng)自身的數(shù)據(jù)尚未實(shí)現(xiàn)充分融合，集成度很低，而且系統(tǒng)之間存在行政分割問題，異構(gòu)情況嚴(yán)重；在信息共享平臺設(shè)計(jì)上，大都采用集中式為主，需要新建一個監(jiān)控總中心，投資大，操作困難。 與本項(xiàng)目所提出的預(yù)測思路及預(yù)測方法相比，現(xiàn)有預(yù)測方法的適用性方面還存在不少缺陷。 目前，我國高速公路和城市快速路交通控制所采取的區(qū)域控制策略尚未形成較成熟的控制模式，高速公路和城市快速路的協(xié)同控制模式更是處于起步階段，尚未形成成熟的技術(shù)產(chǎn)品。 應(yīng)用范圍： 本課題針對的主要對象是高速公路與城市快速路的結(jié)合部，課題研究成果不僅充分利用了現(xiàn)有的道路監(jiān)控系統(tǒng)硬件資源，節(jié)省了建設(shè)成本，而且可以滿足結(jié)合部的交通控制與管理需要，具有較強(qiáng)的應(yīng)用和推廣價值。在實(shí)際的應(yīng)用和推廣中，還需進(jìn)一步擴(kuò)充和細(xì)化協(xié)同控制目標(biāo)，優(yōu)化大范圍內(nèi)的多匝道協(xié)同控制模型及其算法，并對具體的控制策略和控制設(shè)施進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，以提升協(xié)同控制的實(shí)際效果。 預(yù)期效果： 運(yùn)用系統(tǒng)論和其他相關(guān)領(lǐng)域研究的最新成果，探索建立區(qū)域高速公路和城市快速路交通信息共享平臺的新思路和新方法，并在系統(tǒng)平臺的基礎(chǔ)上研究協(xié)同控制的策略和方法，并形成整套協(xié)同控制系統(tǒng)算法和軟件。在實(shí)踐中，研究成果能夠得到較好的應(yīng)用，并且能夠部分解決高速公路和城市快速路結(jié)合部的交通問題。

本項(xiàng)成果對傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制算法進(jìn)行了優(yōu)化研究，可以使城市道路綠波帶控制的效果得到改善，使交叉口通行效率獲得提升。仿真表明，本項(xiàng)成果的應(yīng)用可以使延誤減小10%~20%。

國內(nèi)有許多企業(yè)開發(fā)城市交通控制系統(tǒng)，但實(shí)際上這些企業(yè)往往只注重交通控制系 統(tǒng)相關(guān)硬軟件的集成，而對于城市交通控制系統(tǒng)最重要的功能交通流的控制與管理卻缺 乏相應(yīng)的考慮。造成許多城市所采用的城市交通控制系統(tǒng)雖然在硬軟件的配置上相當(dāng)完 善，但在城市交通控制方面的功能卻十分匱乏。然而，國內(nèi)對交通控制理論的研究已經(jīng) 有了幾十個年的經(jīng)驗(yàn)積累，在混合交通控制策略、相關(guān)控制參數(shù)計(jì)算模型等方面的研究 也相當(dāng)成熟。因此就產(chǎn)生了交通控制優(yōu)化軟件的概念，優(yōu)化軟件主要負(fù)責(zé)對交通數(shù)據(jù)設(shè) 備采集來的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并應(yīng)用相關(guān)交通控制模型，實(shí)時計(jì)算及調(diào)整控制參 數(shù)，并發(fā)送方案至實(shí)際信號機(jī)控制信號燈。 本軟件的開發(fā)目標(biāo)是結(jié)合中國智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展背景，考慮中國混合交通的 特點(diǎn)，開發(fā)能適應(yīng)于不同種類型交通及控制與管理需求的自適應(yīng)交通控制優(yōu)化軟件。 

東南大學(xué)毫米波國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、移動通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和信號與信息處理實(shí)驗(yàn)室，于2006年3月在國內(nèi)首次成功地進(jìn)行了多輸入多輸出（MIMO）移動通信系統(tǒng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了移動互聯(lián)網(wǎng)多業(yè)務(wù)演示，其主要技術(shù)指標(biāo)頻譜利用率達(dá)到了3.3bps/Hz，物理層峰值速率達(dá)到4.272Mbps。

一種基于聚類強(qiáng)化學(xué)習(xí)的城市道路交叉口交通信號優(yōu)化方法，該方法涉及智能優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，可以提高單位時間內(nèi)通過道路交叉口的車輛數(shù)。道路交叉口是道路網(wǎng)的重要組成部分，也是路段交通流的瓶頸。研究顯示，城市平面交叉口的通行能力只相當(dāng)于路段上的40%-50%。平面交叉口所消耗的時間約占全程時間的31%，而車輛行駛延誤時間中有80%-90%由平面交叉口延誤造成。提高城市平面道路交叉口的通行能力，可以減少車輛延誤，節(jié)約人們的出行時間，增強(qiáng)人們的出行安全，并能夠減輕環(huán)境污染。  本發(fā)明能夠根據(jù)交叉口的 交通狀態(tài)自動選擇合適的相位動作，以適應(yīng)交叉口交通狀況的變化，能夠提高單位時間內(nèi)通  過交叉口的車輛數(shù)，減少車輛延誤。與其他聚類強(qiáng)化學(xué)習(xí)方法的不同之處在于，本發(fā)明在學(xué) 習(xí)過程中，能夠根據(jù)回報(bào)值的標(biāo)準(zhǔn)差動態(tài)地增加或減少質(zhì)心數(shù)，能在保證強(qiáng)化學(xué)習(xí)收斂的前  提下盡可能地減少質(zhì)心數(shù)，從而盡可能減少Q(mào)值函數(shù)存儲空間、提高收斂速度，使交通信號控制策略更快地適應(yīng)當(dāng)前交通流情況，從而盡可能減少交通延誤。

量子通信主要涉及量子密鑰分配( QKD)、量子安全直接通信(QSDC) 、量子秘密共享( QSS) 等3個方面。通信雙方以量子態(tài)為信息載體，基于量子力學(xué)相關(guān)原理及量子特性，利用量子信道，在通信收發(fā)雙方之間安全地、無泄漏地直接傳輸有效信息，特別是機(jī)密信息的通信技術(shù)。量子秘密共享旨在對重要的密鑰進(jìn)行安全保護(hù)，使即便部分或全部密鑰被第三方竊取也難以恢復(fù)出真實(shí)的密鑰。