重载铁路通信设备数字化及全寿命周期管理技术研究

目前，朔黄铁路通信设备设施管理存在缺乏统一编码、台账数据不完整不规范等问题，为提升朔黄铁路通信设备设施的智能化管理水平，根据朔黄铁路基础设施智能运维系统统一规划，设计并研发通信设备全寿命周期管理模块。首先，提出通信设备设施全寿命周期管理流程，明确全寿命周期管理模块与检测监测一体化管理、状态评估与运维决策、安全生产管理、环境监测各模块之间的关系和数据流向；其次，参考国铁集团铁路通信设备设施单元划分和编码规范，结合朔黄铁路实际需求，制定设备编码规则，设计通信设备数据结构并将既有的电子设备台账数据进行清洗、赋码、分类、存储，实现设备基础台账数字化，最后从空间和时间维度展示设备设施信息的分布和履历信息，以便相关管理和运维人员全面掌握设备全寿命周期状态。     

朔黄铁路牵引供电设备智能运维技术研究

重点论述了我国电气化铁路供电安全检测监测体系(6C系统)的基本结构及特征，着眼于全面提高牵引供电装置技术与操作质量，在优化现行牵引供电装置运维技术基础上，深入开展朔黄铁路牵引供电运维自动化技术顶层架构与技术研究。研究了接触网在线监控技术、辅助监控技术等，开发了基于智能型接触网传感器的新型传感网络，研发了远程机巡机检的智能变电所传感终端，构建牵引变电所的全景感知孪生体。提出了适用于朔黄铁路的牵引供电设备感知体系与底座技术，形成了集设备全生命周期管理、检测监测、健康评估与运维支持、作业管理于一体的朔黄铁路牵引供电设备智能运维系统架构，可实现数据资产数字化、分析智能化、检修自动化、作业可视化，减少人员与成本投入，降低安全隐患。     

基于MEMS光纤传感技术的重载铁路接触线硬点检测方法研究

作为接触网平顺性检测的主要内容，硬点检测对于保障重载铁路预防恶性弓网事故有着重要作用。相较于传统电学传感器检测技术，MEMS光纤传感技术的硬点检测系统具有不需供电、良好绝缘性能等优势，可以作为替代传统电学类检测设备的检测系统。以神华号运营电力机车为平台，以接触网硬点检测监测为目标，根据朔黄铁路应用特点，研制基于MEMS光纤传感器技术的重载铁路接触网硬点车载监测系统软硬件，其具备重载铁路接触网硬点指标在线监测、故障预警、智能分析、自动上传等功能。神华号运营电力机车已进行朔黄铁路上下行接触网实时硬点检测，获取大量有效硬点监测数据并生成测试结果分析报表，完成了系统设备在朔黄铁路现场的示范应用。     

重载铁路5G-R标准体系架构与关键业务技术方案研究

为探讨重载铁路下一代通信应用场景下关键业务的技术方案，建立重载铁路5G-R标准体系架构，通过分析我国重载铁路通信系统的发展与演变过程、研究国际UIC FRMCS标准体系以及3GPP架构、调研国内5G-R场景下重载铁路业务需求，提出符合我国重载铁路实际的5G-R架构模型。根据需求类型划分关键业务和使用对象，根据应用场景的业务特点以及通信内容确定各个关键业务的线路优先级、可靠性和实时性，最后针对机车同步操控业务、可控列尾安全防护业务、多司机通话业务等重载铁路关键业务设计可行技术方案。研究结果可降低重载铁路下一代通信关键业务的系统设计复杂度，对提升重载铁路运输生产安全和效率具有指导意义，从而为重载铁路5G-R标准体系架构和关键业务方案设计提供参考。     

发挥站机一体化优势提高编组站生产效率

分析新丰镇编组站实施站机一体化存在的问题,提出通过整合资源,实施一体化管理;灵活运用调车机车,加强设备检修等措施,提高机车运用质量。同时,通过实行动态机车保养制度;加强机车日常动态管理;发挥设备优势,强化设备保安全;提高计划质量,确保生产效率;提高作业和管理人员的业务技能等措施,优化车站运输生产组织,有效提高了编组站的作业效率。     

重载铁路接触网设备智能感知关键技术研究与应用

针对运输要求提升和设备使用时间增长情景下接触网设备运行维护的新需求，通过对数字化技术影响和重要性探讨，提出了采用数字化手段开展接触网设备全覆盖状态感知总体架构以及关键技术方法，包括传感器网络、边缘计算、云边协同、网关与服务等。在朔黄铁路接触网监测检测(6C系统)体系基础上，针对重载铁路牵引大电流、重污染的特点和接触网出入口、高架桥、大风区段、长大锚段、枢纽站场咽喉区等特殊地段，基于物联网技术及无线传感网技术，开展了重载铁路接触网关键结构状态监测关键技术研究，并从组网结构、传感器定制、设备监控等方面验证了这些关键技术的有效性和可行性。研究成果将为重载铁路接触网设备的智能感知和数字化转型提供参考。     

智能铁路条件下5G-R采用TDD制式的可行性研究

5G-R作为智能铁路的重要组成部分，为铁路基础设施智能监测、智能运维和智能运输等的建设及持续演进提供了大带宽、低时延和广连接的通信支撑。通过分析智能网络10种铁路应用业务通信模型对5G-R在应用业务承载和带宽等方面的需求，结果表明采用TDD制式构建5G-R通信系统在空口标准化和自适应化、网络延展性等方面具有技术优势，能够很好地满足铁路业务对车地通信服务质量的需求类型多、差异性大的特点，以及适应车地通信上下行带宽、速率需求不平衡不对称的特征。试验结果显示：采用TDD制式构建5G-R在频率资源调度方面具有更好的灵活性，在综合提高频谱资源利用效率方面具备独特优势，能够很好地适应350 km运营时速的高速铁路运用场景。     

优化朔黄铁路2万t列车开行方案的研究

针对朔黄铁路开行2万t列车开行方案的研究,从编组方案、到发线使用、机车交路、中间站2万t列车作业4个方面对朔黄铁路列车运输组织方案进行分析,在阐述开行条件、编组形式的基础上提出列车编组方案;在计算到发线有效长、容车数及到发线数量的基础上提出到发线使用方案;最后提出相应的机车交路与中间站列车作业方案。     

铁路机车在途信息监控系统的研究

为了使地面工作人员能够实时监控机车在途运行状况,为机车的安全、可靠及高效运行提供重要保障,有必要建立一套机车在途信息监控系统。通过分析机车在途信息监控系统的需求和功能架构,提出机车在途信息监控系统由车载设备、通信服务器、地面终端组成,并且从通信服务器的设计和机车定位功能的实现2个方面阐述系统实现的关键技术。     

提高神华铁路运输能力的对策研究

针对神华铁路发展现状,分析朔黄铁路存在问题,从运营指标、技术、运输基础设施、运营管理4个方面阐述朔黄铁路开行2万t及以上列车在运输组织技术方面的差距,并且提出相应的加强基础设施的改造、大力发展信息与智能技术、推进装备现代化、改革设施设备检修制度等提高朔黄铁路运输能力的对策与建议。     

运政管理信息化建设探讨

随着高新技术的飞速发展，计算机技术、通信技术和网络技术已经运用在苏州市运输管理的各个领域。——“运政在线”系统建设。该系统基本涵盖了运输管理业务的各个方面，实现了审批制的流程管理。稽查信息管理模块可以利用CDMA将稽查现场终端设备连接上网，运用VPN在客户端与运政数据中心之间建立虚拟隧道，实现运政稽查现场业务查询、违章案件登陆、案件处罚等相关业务的操作。     

基于GSM网络的机车故障信息无线数据传输方案

机车运行故障信息无线数据传输设计方案的主要原理是利用现有GSM网络,采用1对GSM通信单元,以短信息的方式,实现机车运行故障信息的无线数据传输。     

铁路客运机车动态调度仿真研究

通过对铁路机车运用系统的调研,提出客运机车动态调度模式。考虑机车运用中的设备故障、机破等随机因素,建立机车运用动态调度仿真模型,确定模型约束条件。并以某客运机务段为例,对仿真结果进行分析,指出机车动态调度的实现条件,以及实现机车实时跟踪、减少设备投入和增强机务系统柔性等实施效果。     

铁路车载无线通信设备运用维护管理系统研究

建立车载无线通信设备运用维修管理系统对提高设备管理水平、降低维护成本、提升运输效率具有重要意义。在对铁路车载无线通信设备运用维护现状进行分析的基础上,针对设备应用和维修管理的实际需求,设计车载无线通信设备运用维护管理系统,实现设备的在途监测、履历管理、作业及检修管理、报表管理等功能,利用设备信息共享,对设备进行全生命周期管理,以有效提高铁路车载无线通信设备信息管理效率和科学化水平,为铁路大数据平台及智能运维提供数据基础。     

深圳城际铁路5G公专网应用研究

结合深圳城际铁路特点，对包括列车运行控制和视频监控下载等不同业务的无线通信数据传输需求进行了分析，提出根据业务的安全性和带宽需求特点分别采用不同的无线通信网络的建议。同时，针对“高带宽传输”和“多设备接入”需求的车地无线通信网络，在对比分析了轨道交通行业内主流无线通信技术的基础上，结合5G公专网的方案特点和测试情况，提出了适合轨道交通行业的5G公专网应用模式。另外，结合“智慧城际”和“云边协同”的发展要求，提出了适合深圳城际铁路的5G混合专网优化方案，并探讨了依托5G高传输速率和前端边缘计算节点的部分智慧应用和相应的数据交互流程，以满足各类智慧业务高实时、高性能的要求，提升城际铁路的客服和运维能力。     

GSM-R数字移动通信系统在中国铁路的应用

分析中国铁路既有无线通信的现状及建立新型无线通信系统的必要性,在介绍GSM-R数字移动通信系统基本概念的基础上,论述了GSM-R系统的语音业务和数据业务。对中国铁路GSM-R网络规划:GSM-R核心网络、GSM-R无线网络、GSM-R智能网、GPRS网、支撑网、终端配置和GSM-R网络编号,以及中国铁路的GSM-R标准制定情况进行了介绍。     

建立计算机管理系统 提高机车检修质量

山海关机务段针对传统质量管理手段和机车检修方法存在管理方法落后、检测手段落后和考核机制滞后等弊端,建立机车检修质量计算机管理系统。该系统具有收集处理检修质量信息,提供质量分析、定责、考核依据,强化配件检修质量及检修质量控制等功能,促进了机车质量稳步提高,为旅客列车安全正点运行提供了有力保障,为运输畅通和增运增收发挥了重要作用。     

朔黄铁路增运扩能的探讨

朔黄铁路是我国西煤东运的第二大通道。随着煤炭运量每年以1000万t的速度增长,朔黄铁路为了增运扩能,进行了自动闭塞改造、调整列车运行图、实行机车长交路、提高列车运行速度等,并准备通过压缩货物作业时间、提高列车牵引定数、采用调度集中设备等措施进一步增运扩能。     

沪宁线初步建成行车安全监控系统

2001年，上海铁路局为确保行车安全和运输畅通，根据《铁路主要技术政策》的有关要求，率先在沪宁线部署建立行车安全监控系统的工作。围绕行车设备安全状态，开发、研制出一定数量的系列监测设备，建起了连接各项监测设备的信息传输网络，搭建了监测数据交换平台，实现了不同信息系统的综合集成、信息共享和综合利用。     

朔黄铁路基础设施智能运维系统研发与应用

随着朔黄铁路运量不断提升，铁路基础设施维护与安全保障压力持续增大。为提升基础设施安全保障水平、降低运营维护成本，在深入分析国内外重载铁路基础设施运维发展方向基础上，以实现基础设施状态智能感知和智能运维为目标，采用物联网、人工智能、机器人、北斗卫星导航等新技术，创新构建了空天车地一体化的智能检测监测体系，实现基础设施检测全覆盖、状态实时监控、超前预警，研发了集设备全寿命周期管理、检测监测一体化管理、状态评估与运维决策、安全生产管理、环境监测五位一体的智能运维系统，实现设备资产数字化、决策评估智能化、流程管理自动化、检修维护精准化、生产过程可视化，研究成果在朔黄铁路取得了良好的运用效果。