高速铁路安全运营的测度理论与监控方法

第1章　世界高速铁路发展态势分析 1

1.1　高速铁路概述 2

1.1.1　高速铁路的定义 3

1.1.2　高速铁路的特点 4

1.1.3　世界高速铁路的发展现状 8

1.2　欧洲高速铁路发展态势 10

1.2.1　德国 12

1.2.2　法国 15

1.2.3　意大利 19

1.2.4　西班牙 20

1.2.5　英国 23

1.2.6　俄罗斯 24

1.3　亚洲高速铁路发展态势 26

1.3.1　日本 26

1.3.2　韩国 34

1.3.3　印度 35

1.3.4　土耳其 37

1.4　美洲高速铁路发展态势 38

1.4.1　美国 38

1.4.2　巴西 40

1.5　中国高速铁路发展态势 42

1.5.1　发展历程 45

1.5.2　现状分析 46

1.5.3　技术特性 55

1.5.4　发展态势 56

1.5.5　中国台湾 73

1.6　世界高速铁路发展态势 75

1.6.1　里程与客流 75

1.6.2　线路与国家 76

1.6.3　安全与技术 78

1.6.4　世界高速铁路发展愿景 80

1.7　小结 86

第2章　高速铁路安全运营的不确定性机理研究 87

2.1　高速铁路运营事故解析 88

2.1.1　高速铁路事故界定 88

2.1.2　高速铁路事故综述 89

2.1.3　高速铁路事故致因机理 93

2.2　我国高速铁路安全运营态势解析 94

2.2.1　我国高速铁路运营现状解析 96

2.2.2　我国高速铁路运营事故解析 98

2.3　高速铁路内部环境的不确定性因子 102

2.3.1　轨道影响 103

2.3.2　人员影响 105

2.3.3　列车影响 108

2.4　高速铁路外部环境的不确定性因子 112

2.4.1　暴雨影响 113

2.4.2　横风影响 120

2.4.3　雷电影响 127

2.4.4　地震影响 133

2.4.5　地质影响 139

2.4.6　温度影响 141

2.5　小结 146

第3章　高速铁路安全运营的测度理论 147

3.1　高速铁路安全运营的现状分析 147

3.1.1　国外铁路安全现状分析 147

3.1.2　国内铁路安全现状分析 148

3.1.3　安全运营的测度技术 149

3.2　高速铁路安全运营的测度指标体系 150

3.2.1　高速铁路安全运营的评价指标体系 150

3.2.2　高速铁路安全运营的综合评价 164

3.3　高速铁路安全运营的属性识别模型 169

3.3.1　环境气候因子影响阈值标定 169

3.3.2　基本原理 171

3.3.3　环境因素影响分析 172

3.3.4　我国高速铁路安全运营的环境影响分析 176

3.4　高速铁路安全运营的评估模型 178

3.4.1　安全态势的评估模型 178

3.4.2　基于支持向量机的高速铁路安全运营预测模型 187

3.4.3　基于粗糙集理论的高速铁路安全运营测度模型 191

3.4.4　高速铁路安全运营的模糊测度模型 202

3.5　基于复合物元的高速铁路安全运营测度模型 208

3.5.1　高速铁路安全运营的测度指标体系 209

3.5.2　高速铁路安全运营的复合物元模型 210

3.5.3　应用分析 213

3.6　小结 217

第4章　高速铁路安全运营的管理平台设计 219

4.1　国外高速铁路的安全运营模式 219

4.1.1　日本的安全运营模式 219

4.1.2　法国的安全运营模式 220

4.1.3　德国的安全运营模式 221

4.2　国内高速铁路的安全运营模式 222

4.2.1　网运分离的运营模式 223

4.2.2　网运合一的运营模式 223

4.2.3　国外管理模式的经验解析 224

4.3　高速铁路安全运营的管理平台设计 224

4.3.1　安全运营的管理平台设计 225

4.3.2　高速铁路环境安全管理的评估算法 226

4.3.3　高速铁路环境安全运营管理平台的设计 231

4.3.4　高速铁路环境安全运营管理平台的功能实现 233

4.3.5　程序设计 235

4.4　高速铁路环境安全监测系统关键技术实现 241

4.4.1　安全监测 242

4.4.2　风险评估 243

4.4.3　安全预警 243

4.4.4　数据流程 244

4.4.5　关键算法 245

4.5　小结 250

参考文献 251

本书针对高速铁路安全运营的现状进行了深入研究，探寻导致高速铁路交通事故产生的多方面、深层次的原因，建立了高速铁路安全运营态势监控的理论体系，提高了高速铁路安全运营评估和预警能力，实现了高速铁路安全有序、快捷方便、经济合理的可持续发展目标。本书主要是综合应用系统科学、不确定性数学方法、非线性科学、动力系统理论等，在对高速铁路安全运营的现状和客观态势分析的基础上，从"动态跟踪、态势评估、预警管理"理念出发，构建了高速铁路安全运营的监控理论与方法，以减少交通事故的发生，使高速铁路交通达到安全、快捷、经济、舒适和低公害的目的，为改善高速铁路安全状况提供理论依据与技术支撑。本书是对高速铁路安全运营监控理论与方法的研究。