智慧重载铁路技术标准体系构建及编制实施路径研究

铁路技术标准体系构建在铁路体系建设过程中是一项不可缺少且有挑战的工作。智慧重载铁路具有跨多种业务、联动紧密、连续性强、协同性高等特征，是一项复杂的系统工程。为做好智慧重载铁路标准体系构建工作，通过分析铁路智能化国内外应用实践和标准现状，结合智慧重载铁路技术创新成果及标准化需求，围绕智慧重载铁路标准体系的内涵，遵循需求引领、高效适用和动态开放等原则，从智能装备、智能运营、智能运维和智能安全管理专业领域设计分层、分级、分类的智慧重载铁路技术标准体系架构，构建基于优先矩阵的标准编制优先级方法，规划智慧重载铁路技术标准体系编制实施路径，研究成果能够为重载铁路各专业领域标准编制提供借鉴，为铁路等相关行业标准体系构建提供参考。     

增强型智能铁路客运车站架构及关键技术

为进一步推动铁路客运车站智能化发展,提升车站服务质量和生产效率,在分析智能铁路客运车站现状的基础上,针对存在问题,结合信息物理融合和数字孪生的理念开展智能铁路客运车站的深化研究,提出增强型智能铁路客运车站的建设目标和设计理念,设计增强型智能铁路客运车站的总体架构和平台架构。从智能安检、便捷换乘、智能视频分析、客流预测预警、风险智能识别及应急处置、数字孪生车站构建及应用等方面,研究增强型智能铁路客运车站重点应用及关键技术。通过搭建典型业务场景的实验环境进行试验验证,验证增强型智能铁路客运站智能化应用的可行性与有效性。     

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。     

铁路旅客注册制实施方案研究

针对车站客运组织全过程主要依赖于人工服务,致使车站客运现场岗位用工处于紧张状态的问题,为实现"减员、提质、增效"的目标,突破铁路车站客运组织智能化建设瓶颈,提出实行铁路旅客注册制。通过引入生物识别技术建立旅客电子身份的方式,解决旅客身份的智能认证问题,从旅客身份认证方式选择、注册制流程设计、实施条件分析等方面对铁路旅客注册制的实施方案进行系列设计,为实现客运组织智能化、促进智慧车站建设创造基础性条件。     

智能供电调度作业管理系统研究

既有供电调度作业系统存在数据人工采集、缺乏信息共享等问题,无法满足供电调度作业信息化、自动化、智能化管理要求。为提高铁路供电调度作业协同一体化管理水平,提升供电安全风险管控力度,创新调度指挥智能化管理新模式,在智慧重载铁路技术体系的基础上分析供电调度作业现状,提出智能供电调度作业管理系统目标、总体架构、系统特点、软件架构和系统功能设计。利用供电调度作业综合化协同管理所需的数字化基础资源描述、流程卡控、安全检测、命令自动生成等智能技术支撑,开发智能供电调度作业管理系统。通过系统建设构建供电调度工作规范化、标准化、智能化、专业化、一体化协同管理平台,强化作业过程中安全风险卡控,提升供电调度作业效率和安全管理水平。     

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。     

智能服务机器人在铁路客运站应用场景的设计与实现

随着人工智能技术的不断发展,铁路正在积极推进人工智能的深度应用,致力于帮助旅客以更便捷、更安全的方式出行。基于铁路客运发展的趋势,为提升旅客出行体验,研究并设计适用于铁路客运站应用场景的智能服务机器人,实现智能服务机器人的功能设计和关键技术研究。智能服务机器人利用人脸识别、语音识别、多轮对话、语音合成等多种智能交互技术,结合铁路客运站相关业务,利用铁路客运站现有设施,提供信息查询、站内导航、常见问题解答、车站大屏显示、车站通知播报等服务。智能服务机器人致力于实现与旅客的无障碍互动交流,帮助旅客解决出行途中遇到的问题,为旅客提供更加自动化、智能化、人性化的服务,从而提升铁路客运站服务水平,成为实现铁路智慧出行的硬件支撑。     

神池南站作业计划自动编制系统构建方案探究

国家能源集团铁路调度系统的开通使用,实现了系统各模块内部数据贯通,列车运行信息在统一的环境中对各级用户实现共享,为铁路运输数据的综合应用奠定了基础。神池南站作为国家能源集团铁路系统的枢纽车站,开通了铁路调度信息系统和调度指挥系统功能,系统的使用对车站作业起到了很好的辅助作用,但车站工作计划的编制仍以人工为主,存在自动化、智能化程度不足等问题。通过分析神池南站运输组织中存在的问题,提出开发神池南站作业计划自动编制系统,基于铁路调度信息系统的列车运行计划、列车编组、股道现车和机车运用等信息,利用大数据技术,建立规则知识库,采用运筹优化理论和模拟仿真方法,实现神池南站工作计划的实时自动编制和智能调整。     

深圳城际铁路客站绿色节能系统设计

城际铁路客站是乘客跨城出行的重要场所，绿色节能是现代化智能车站所要求的方向，而车站作为能源消耗大户亟需实现绿色节能。结合深圳城际铁路客站的建设和网络部署特点，对车站进行绿色节能需求分析，以设备能耗监测、智能照明、智能导向屏、设备设施运维、风水联动五大节能功能为研究点，利用节能测算公式计算节点量和节电率；提出深圳城际铁路客站绿色节能系统架构，包括设备感知层、网络传输层、中台层、业务应用层和展示层；在车站、线路中心、线网中心部署软硬件，实现数据流转、分析和存储，形成数据架构。该功能和架构构成的深圳城际铁路客站绿色节能系统以节能为目标，最终实现车站智能化，为城际铁路客站绿色节能系统设计研究提供借鉴。     

城市轨道交通智慧乘客综合服务平台方案研究与设计

城市轨道交通乘客服务相关系统和设施设备是提升乘客出行满意度的关键要素。以挖掘数据潜能、释放资源价值为切入点,整合相关系统业务流程,在研究国内城市轨道交通乘客服务智能化发展的基础上,从提升服务体验、优化运营管理、挖掘商业价值3个维度分析乘客服务存在的问题,提出基于中台技术的智慧乘客综合服务平台方案。基于信息资源整合和业务能力抽取,设计乘客画像、出行支持、客流特征、场景模型4大业务中台模块,满足乘客购票、站内引导、资讯获取等方面的服务需求,实现乘客服务与车站信息的协同共享能力。通过设计智能票务、无人客服中心、智能导向、精准营销等典型场景应用,提升服务体验与运营管理水平,促进商业资源开发以满足日益增长的乘客消费需求。     

铁路车务场站运营管理智能化平台设计研究

车站是铁路运输网络的枢纽节点,为进一步提升车站运营管理效率及安全水平,在分析铁路车务场站运营管理现状的基础上,以实现车站管理层与作业层信息对称为目标,分析提出车站运营管理的实质是"时间管理+位置管理+事件管理",利用北斗导航卫星定位服务构建以人员定位为核心的主数据链,提出车务场站运营管理智能化"三统一"建设思路,设计了智能化平台4大类12项业务功能,探讨智能手持终端开发、信息系统数据获取、安全防护模型开发和数据挖掘模型开发4个方面关键技术,为铁路车务场站运营管理智能化提供借鉴。     

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。     

对煤炭重载铁路车站设计的分析

目前煤炭重载铁路从装车地站型、中间越行站或会让站站型,直到卸车地站型,基本形成了较完善的固定模式,车站设计日渐成熟.分析重载铁路车站设计与普通铁路车站设计方法的共性与特点,对煤炭重载铁路中间站、越行站或会让站设计以及装车站和卸车站的设计进行研究,以利于车站设计更好地满足煤炭重载铁路的发展.     

国家能源集团铁路调度系统在朔黄铁路的应用

智能调度系统的应用是实现重载铁路高质量发展的重要途径,研究从结构组成、使用模块、功能实现、数据应用等方面,阐述国家能源集团铁路调度系统的总体概况,基于国家能源集团铁路调度系统在朔黄铁路试运行效果,从与CTC3.0系统的信息交互、现车核对、运营维护等方面,分析国家能源集团铁路调度系统在朔黄铁路应用中存在的问题,提出具体解决措施,即:与CTC3.0系统制定新的接口协议、补充改进全线AEI设备、做好天窗施工同步方案、数据深度应用。同时,阐述国家能源集团铁路调度系统在技术站自动化控制、计划编制自动化、管理决策功能实现等方面的深化研究,以满足朔黄铁路安全生产需求,提高货物列车运输效能,进一步提升国家能源集团铁路调度系统在朔黄铁路的应用价值。     

重载铁路数据通信网络资源管理系统研究

探讨当前重载铁路在网络通信管理过程中存在的资产统计分析困难、全局拓扑不直观、资源分配不及时等影响到行车作业安全和效率的问题，通过基于当前的网络通信技术监控手段，研究重载铁路运输场景中数据通信网络需要管理的内容，构建由资源管理、网络协议管理、IP资源管理、网络拓扑管理、业务管理等功能组成的重载铁路数据网资源管理系统。结果表明通过该系统可以提升数据网络资源的管理效率，使网络环境的组成更为直观，可更好地了解全网设备边界及流量情况；对IP资源的分配和使用进行管理，避免IP资源分配不合理；可以分别对不同的业务系统进行标记，并分析不同业务系统的资源占用情况，为重载铁路数据网资源管理相关功能设计提供参考。     

铁路智能卸车超限分级预警系统构建研究

针对目前铁路卸车作业信息管理智能化程度不足、无法准确预计货物列车到达情况、难以合理评估站点卸车负荷等问题,精确计算铁路站点应卸车负荷能力,对铁路站点实际卸车能力进行评估,通过铁路站点应卸车负荷能力与站点实际卸车能力之间的比对关系,构建铁路智能卸车超限分级预警系统,实现铁路局集团公司与车站全方位智能联动,进一步提高卸车组织管理系统智能化水平,更好地提升铁路运输组织智能化管理水平。     

城际铁路智能客站系统架构设计与研究

为了推进深圳都市圈城际铁路客站智能化建设，综合借鉴了国内外铁路客站、地铁客站智能化建设经验。全面分析了深圳城际铁路客站乘客出行、运行管控、安全保障、设备运维业务需求，提出了智能城际客站的设计理念，依据需求及设计理念提出了总体架构、技术架构及网络架构。从技术与业务结合角度提出了“平台+应用”模式的功能框架，设计了平台服务功能，研究设计了针对乘客服务、生产组织、安全应急、绿色节能四大方面的智能化应用功能和集成化展示功能。研究提出了不同车站配属不同功能的建议，分析了应用效果和产生的效益。研究设计的智能客站，为深圳城际铁路提供了一种客站智能化建设和运营思路，能够满足乘客对出行便捷温馨的需求，满足站务人员对指挥高效协同、安全实时保障、设备节能管控的需求。     

阳泉站车号识别智能管理系统构建研究

随着铁路信息化建设的不断深入,货运票据电子化的实施,充分利用现有的车号识别系统与现车系统、确报系统大数据融合,实现铁路车号作业的智能化。在阐述阳泉站车号作业流程现状及存在问题的基础上,构建阳泉站车号识别智能管理系统,探讨阳泉站车号识别智能管理系统工作流程及效果,从更新车号排序、去除相同数据记录、匹配空标签信息和及时匹配车号信息入手,加强阳泉站车号识别智能管理系统优化,为实现铁路车站车号识别智能化提供借鉴。     

基于MCX技术的深圳都市圈城际铁路调度通信业务应用研究

为提升深圳都市圈城际铁路调度指挥效率，满足安全生产要求，实现采用新技术建设智能城际铁路的总体目标，提出采用3GPP MCX技术实现深圳都市圈城际铁路LTE-M网络下的无线调度通信业务。围绕深圳都市圈城际铁路业务需求，在分析MCX服务器和MCX客户端内部架构的基础上，提出适配深圳都市圈城际铁路LTE-M网络的MCX调度通信系统架构，分别阐释了系统内各个组成单元的结构和功能。结合个呼、位置寻址、功能寻址、组呼、多优先级抢占和强拆等城际铁路典型应用业务，从应用场景、应用方法和业务流程等方面分析基于MCX技术的调度通信系统的适用性，提出了互联互通方案。MCX技术在深圳都市圈城际铁路的创新应用，能够满足调度通信业务需求，有效提升运营效率，为推动城际铁路智能化发展提供技术支持。     

多智能体技术在铁路智能化系统中的应用前景

20世纪末发达国家以信息系统为基础的人工智能已具有使用价值，纷纷用于铁路列车自动控制系统，多智能体技术包括车站智能体和车辆智能体，通过设立和现有铁路局、铁路分局相对应的中央监测室，随时掌握控制区内车站和车辆情况，对保障行车安全、提高运输效率，具有显著作用，在智能化铁路系统中有着广泛的应用前景。