基于BIM+GIS的京张高速铁路空地一体“数字孪生”智能化运维技术研究

京张高速铁路是我国首条设计时速350 km的智能化高速铁路。京张高速铁路建成了基于建筑信息模型(BIM)结合地理信息系统(GIS)的工程管理平台,实现数据自动采集和信息互联。为了充分发挥“建管并用”的思想,基于该管理平台融合铁路北斗应用服务平台、动车自然灾害监测系统和地震预警系统,首次提出把空地一体化系统监测数据注入“数字孪生”体中,构建一种基于BIM+GIS的“数字孪生”投射物理实体的智能京张高速铁路运维管理技术,研究并分析BIM与GIS融合方式,探讨模型参数化建模方法,并基于该技术提出京张高速铁路运维平台的总体框架,实现京张高速铁路设备设施基本信息管理、设备设施运行监控、动车故障预警、维修管理、灾害预警与生产管控、智能调度分析融为一体的数字孪生体投射。该研究将为未来京张高速铁路运行维护提供技术支撑并在空地一体化运维中提供理论依据。     

国家能源集团铁路调度信息系统数据共享技术研究

国家能源集团拥有煤炭、电力、运输、化工等全产业链业务,铁路在运输产业中占据主导地位,铁路产业数据集中管理、协同、共享极为重要。铁路数据具有数据规模庞大、类型多样、分布广泛、实时性强、安全性高等特点。对国家能源集团铁路数据进行分类,分析铁路数据共享现状,研究国家能源集团铁路调度信息系统数据共享技术,建立铁路数据共享模型,通过数据采集、数据标准化、数据服务等技术方法对模型进行实现。建立国家能源集团铁路调度信息系统数据共享平台,整合铁路数据资源,优化铁路数据交换方式,实现全集团铁路数据集中管理和统一共享,支撑铁路产业板块深度数字转型,助力国家能源集团铁路运营管控新模式。     

基于铁路数据服务平台的电务大数据智能运维技术研究与应用

电务智能运维作为智能高速铁路技术的重要组成部分，对确保高速铁路运营安全、运营领域降本增效具有重大意义。基于电务专业系统发展趋势与应用需求，通过分析信号、通信专业数据概况，明确研究与应用电务大数据智能运维技术的必要性，提出“平台+应用”的电务大数据智能运维总体技术架构及数据采集与共享架构，介绍共享压缩算法应用的理论依据与验证结果，阐述设备综合监测、全寿命周期管理、故障智能诊断、运维综合分析、作业全程卡控、应急调度指挥、设备PHM健康管理、通信信号一体化分析等各项应用功能，并总结应用创新性，发挥提升铁路电务管理的智能化水平、促进铁路电务技术装备创新发展的积极作用。     

重载铁路电务设备智能运维技术研究

重载铁路电务设备智能运维技术,是保障重载列车安全高效运行的重要手段。依托朔黄铁路,开展重载铁路电务设备智能运维技术研究。运用新型传感器、北斗卫星定位、边缘计算等新技术,构建以地面设备动态监测、检测车自动检测相结合的电务设备智能检测监测体系,实现电务设备检测监测全面化、自动化、智能化和集成管理;采用BIM、高精度地图、大数据、人工智能等先进技术,建立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、安全生产管理以及环境监测管理五大功能模块的电务设备智能运维系统。系统实现了设备资产数字化、检测监测一体化、决策评估智能化、检修作业标准化、环境监测可视化,探索了重载铁路电务设备运维管理新模式。     

大数据智能下的新能源汽车运行风险管控策略研究

推进新能源汽车产业发展是国家实施的重大战略,保障新能源汽车运行安全是国家职能部门义不容辞的责任,而新能源汽车有别于传统燃油汽车,极端自然环境、复杂道路条件、异常交通状态等因素对新能源汽车运行安全提出挑战,同时"电池、电机、电控" (以下简称"三电")长时间工作带来的性能风险也会对新能源汽车运行安全造成影响.为此,工信部建立了新能源汽车国家监测与管理平台,实现了新能源汽车"三电"状态的在线监测;围绕机动车运行安全问题,公安部建立了全国公安交通集成指挥平台,实现了全国路侧监控设备的联网及车辆通行风险监控.截至2021年7月2日,新能源汽车国家监测与管理平台已接入新能源汽车数量500多万辆,上传包括整车状态、车辆定位、故障报警等数据每天超百亿条;全国公安交通集成指挥平台已联网各类监控设备近200万台套,汇聚卡口车辆、违法行为、交通环境等数据每天超15亿条.国家重点研发计划"基于端网云的国家新能源汽车安全运行协同防控平台"项目要求,建立新能源汽车国家监测与管理平台与全国公安交通集成指挥平台信息共享应用机制,完成新能源汽车监控信共享应用平台开发,并充分利用全国公安交警执法网络及路面监控资源,实现新能源汽车运行风险的精准管控.本文围绕新能源汽车事故特征、新能源汽车故障特点展开研究,提出新能源汽车运行风险研判及管控思路,供参考.     

从日本铁路看中国铁路客运专线运营调度系统的建设

通过对日本铁路特别是新干线的运营管理特点和相关管理信息系统进行分析，并从日本铁路运行管理信息系统的发展和与中国铁路运输管理信息系统的比较中，对中国铁路客运专线的信息系统建设，在运营管理模式、调度指挥系统的设置、运营调度信息的建设等方面提出一些思考和建议。     

基于大数据的动车组运维数据服务平台研究

随着动车组信息化建设不断深入,动车组运维相关信息系统逐步建立。为推动动车组运用和检修的高效稳定发展,实现规范系统数据,提高数据质量,满足数据共享,结合动车组信息系统数据资源多源异构的特点与动车组运维智能化需求,提出基于大数据的动车组运维数据服务平台总体架构、逻辑架构和功能架构,分析动车组运维数据服务平台关键技术,结合具体动车组运维需求实现应用,为铁路动车组运维数据服务管理提供支撑,提高运输组织效率,保障动车安全运行。     

浅析站段局域网的故障处理

网络是以知识管理为核心的基础信息系统,可以连接企业各类信息系统和信息资源,加强企业的信息交流和共享,使企业人员快速获取有用信息,提高工作效率。为确保铁路企业网络的正常运行,对站段局域网的常见故障进行分类,提出判断解决硬、软件故障的步骤和方法。     

基于移动卫星通讯平台的铁路调度监控系统设计与实现

基于移动卫星通讯平台的铁路调度监控系统是采用移动卫星通讯技术将列车运行时刻信息直接传输到调度所(或其他地面机构),从而实现对机车的监控。系统可实现电子地图和运行图的自动绘制,调度所(或其他地面机构)对运行列车的实时自动跟踪﹑定位跟踪和双向通讯,以及对历史调度数据的回放,为行车指挥人员提供及时可靠的决策依据。     

中铁快运配送系统设计与实现

随着电子商务的发展,小件货物运量的增多,给铁路行包运输带来更多机遇和挑战。针对铁路行包信息系统业务链条不完整的问题,为提高铁路行包运输配送业务的效率和服务质量,缩短竞争差距,满足铁路行包运输配送业务的需求,在分析基于电子围栏的中铁快运配送区域划分的基础上,采用Android、JAVA EE、位置服务等技术,对中铁快运配送系统进行设计,主要包括移动终端和管理平台,司机利用移动终端完成配送任务,管理人员通过管理平台实现对配送任务的监控和高效管理。经过实际使用,该配送系统取得较好的应用效果,更好地实现了中铁快运的配送业务。     

铁路客运电梯安全物联网大数据平台构建研究

为应对铁路客运电梯多、分布广、电梯维保监管难的局面,基于"物联网+云计算+大数据+智能终端"等技术的应用,提出构建铁路客运电梯安全物联网大数据平台方案,并结合中国铁路兰州局集团有限公司客运电梯管理的环境特点,设计客运电梯物联网大数据平台,在中国铁路兰州局集团有限公司的电梯管理中进行实际应用。实践表明,铁路客运电梯安全物联网大数据平台实现了集电梯智慧监管、电梯设备运行数据自动采集、故障自动报警、电梯运行远程监控为一体的功能,能够有效解决铁路电梯安全问题,提高铁路客运电梯的安全管理水平。     

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。     

基于IT平台的铁路货运信息优化管理

货运信息流是铁路货物运输组织中的重要基础信息,通过分析原有铁路列车信息传递方式存在的问题,提出基于IT平台的铁路货运信息管理模式。研制开发了“开放式列车确报及应用信息系统”软件,为调度、统计、机车、车辆及客户服务等设计了应用功能,使列车确报信息在铁路货运组织的各环节充分发挥作用,并形成计算机网络结构和四级信息库管理模式,实现铁路货运信息的优化管理。     

铁路客站设备健康管理知识图谱构建与应用研究

知识图谱作为认知智能领域的主要技术，具有丰富的语义表示能力和灵活的数据关联结构。针对铁路客站设备以“人工维护、故障维修”为主的垂直化管理现状，基于知识图谱技术，构建铁路客站设备健康管理知识图谱，为设备智能化管理提供技术支撑。研究提出设备健康管理知识图谱架构及构建流程，选取京张高速铁路某客站各类设备作为研究对象，基于Protégé梳理分析设备相关本体并进行本体知识建模，结合客站设备多源信息实现对设备知识的抽取与融合处理，构建面向客站设备健康管理的领域知识图谱，并通过Neo4j进行图形化展示，以研究探索设备领域知识图谱在实际客站设备健康管理业务中的应用，进一步提高铁路客站设备管理水平，保障设备安全稳定运行。     

铁路智能客站数字孪生模型研究

铁路智能客站数字孪生模型是智能客站的重要组成部分,对于客运组织方案、设备配置及布局优化、安全应急等仿真具有重要意义。研究提出智能客站数字孪生五维模型,给出客站物理实体、客站数字孪生体、客站虚实连接、客站孪生数据、客站孪生体服务的内涵;设计客站孪生体服务的具体内容,包括可视化调度指挥、可视化监控运维等车站可视化服务,以及客运组织方案仿真、设备配置及布局优化模拟、安全应急仿真、环境舒适度调控仿真等模拟仿真服务;研究客站数字孪生体虚拟静模型与动行为模型建模关键技术。构建清河站数字孪生体并开展试验,验证可视化调度指挥、设备虚拟巡检、车站安全应急仿真等功能,实现清河站通过数字孪生体全面掌控车站状况。     

包神铁路货车运输全过程统计的设计与应用

包神铁路集团现行货车统计的各类报表只能体现出特定统计指标的总值和均值,无法适应精细化管理要求下对货车过程统计的要求。在阐述包神铁路集团货车运输统计现状及存在问题的基础上,利用国家能源集团调度信息系统各类数据的关联关系,提出以货车车号为唯一不变量,通过对现在车数据、运行图数据、货运作业单数据、调度命令数据等原始数据的有效关联及审核处理,实现货车运输过程中装、卸、运全过程统计的方法,并详细叙述了实现流程、判断标准、计算方法等内容,改进了原货车统计数据共享程度低、指标统计滞后、辅助分析困难等问题,最后简要分析基于该方法的包神铁路集团列车周转写实表使用情况,证明了该设计方法的可行性。     

基于GIS的重载铁路线路设备“一张图”技术研究与应用

铁路工务设备在运维管理过程中涉及设计、竣工、运营、维修更换等大量、多源、多维度、异构数据。针对当前重载铁路线路设备在全生命周期管理中缺少高效信息集成和数据融合分析展示的技术手段,以朔黄铁路为背景,基于Web GIS地图平台,设计和研发了重载铁路线路设备GIS“一张图”管理系统。系统从设备基础台账数据查询与状态分析、检测监测数据实时展示、数据融合与辅助决策、生产信息及时掌握等多个维度,将铁路线路设备生命周期内各阶段的多源异构时空数据进行“一张图”可视化综合展示。在不同比例尺地图下对设备台账、履历、检测监测数据、病害、维修作业、状态评估与预测等信息进行不同层级、不同颗粒度的实时展示以及融合分析,为工务运维管理人员提供全面、及时、准确、生动的设备可视化信息。     

矿区铁路调度指挥管理信息系统的应用

根据矿区铁路运输特点,在参考铁路现有运输管理信息系统的基础上,开发研制了集行车指挥、货运组织、微机监测三位一体的调度指挥管理信息系统。论述了系统设备组成,以及实现的主要管理功能:行车管理功能、货运管理功能、微机检测系统功能。该系统在兖州矿区的运行取得了良好效果。     

基于国家能源集团铁路调度信息系统的智慧货场应用探讨

随着物联网、大数据、云计算等新兴信息技术的高速发展,国内外在物流智能化、物流智慧化方面发展迅速。基于国家能源集团铁路调度信息系统,国能朔黄铁路公司现阶段已实现对货运业务的信息化管理,然而对于货场的管理还是采用以人工作业模式为主的物流平台,影响了整体运输效率。因此,有必要将货场纳入国家能源集团铁路调度信息系统中管理。针对智慧货场的业务需求,利用数据可视化、音视频处理、边缘计算等关键技术,提出智慧货场建设的总体架构,设计货场智慧可视化、货场作业智慧分析、货场作业人员智慧管控等多个系统,以期推进朔黄铁路货场的智能化发展。该智慧货场平台充分利用国内新兴智能技术,通过卡控物流的源头与末端,保障生产安全,提高物流系统效率,为国家能源集团铁路物流智能化发展提供参考。     

大准铁路运输调度管理系统的优化设计研究

为适应大准铁路公司日益复杂的运输组织及对高效调度管理的需求,针对大准铁路运输调度管理系统进行优化设计研究。在分析大准铁路现有运输调度管理系统(TDMS)的基础上,通过框架设计、应用架构设计、物理架构设计对大准铁路TDMS系统框架进行优化,设计大准铁路TDMS系统的计划调度模块、货运调度模块、机车调度模块、施工调度模块和运输信息模块,通过综合数据库平台实现数据的存储和共享,以解决大准铁路TDMS系统在日常生产和调度指挥中出现的信息交互不准确等问题,为铁路运输企业开发适用于铁路专网专用的综合调度管理系统提供参考。