重载铁路关键技术标准分析与研究

重载铁路技术标准的建立对于我国重载铁路建设和发展的重要性不言而喻。结合我国重载铁路建设和运营实践,分析重载铁路设计的主要影响因素,研究活载图式、牵引质量、线路平纵断覃、正警轨道、路基填料及压实质量等关键技术参数,探讨今后重载铁路的研究方向,为编制重载铁路设计规范提供技术参考。     

重载铁路变电主设备关键状态参数趋势预测技术研究

变电主设备在铁路系统中起着至关重要的作用,准确预测其状态参数的趋势对于设备的维护和运行至关重要。从状态参数选取、解释分析、采集和预处理等方面,阐述重载铁路变电主设备关键状态参数分析方法。在此基础上,分析重载铁路变电所场景下的设备状态分类评估、设备状态趋势预测、设备缺陷处置和设备检修时点评估等4类算法场景,提出一种基于机器学习和数据挖掘的趋势预测算法,并根据数据的特点,完善特征提取方法,提高模型的准确性和泛化能力。针对设备状态趋势预测场景,通过实证分析对提出的预测算法进行验证和评估。通过预测关键状态参数的趋势,可以及时采取维护和保养措施,从而降低设备故障率,提高变电所的运行效率和可靠性。     

重载铁路牵引变电所数字孪生技术研究与应用

随着运量增加、规模化开行长编组大轴重重载列车以及长期以来技术装备的更新迭代,重载铁路牵引供电设备运营维护压力急剧上升,数字孪生技术是一种新兴的技术,可以通过实时监测、诊断和优化,提高设备运行效率和可靠性,降低运营成本。通过阐述数字孪生技术应用现状,从整体架构、应用架构、数据架构、技术架构和安全架构方面,论述重载铁路牵引变电所数字孪生架构,剖析数字化建模、物联感知终端接入、人工智能算法、安全底座夯实等关键技术,围绕全景感知驾驶舱、设备感知数据管理、设备状态告警管理、设备状态评价诊断和远程联合智能巡视,开展数字孪生技术在重载铁路牵引变电所的应用研究,研究成果有助于推动重载铁路牵引变电所的数字化转型和智能化发展。     

朔黄铁路机车同步操控无线通信监测技术研究

机车同步操控是朔黄铁路LTE-R网络承载的核心业务之一,网络的可靠性直接影响重载铁路的运输秩序和运输安全。针对目前机车同步操控业务通信故障诊断分析及时性和准确性存在的不足,提出了适用于朔黄铁路的同步操控无线通信监测技术,通过采集LTE-R接口监测系统、路测设备、LTE-R网管与同步操控地面应用节点的数据,全量监测主控机车和从控机车通信全过程,综合分析网络负荷、无线质量、通信异常事件和设备因素,提取通信过程中的关键特征,使用二叉决策树动态诊断分析同步操控业务潜在风险和通信故障。研究结果表明：机车同步操控无线通信监测系统实现了全线150对列车同步操控车载通信单元的监测和故障分析,可以减少传统人工分析的负担,提高了LTE-R网络和同步操控系统的运用质量。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于大数据技术的重载铁路电务专业智能运维数据汇集及共享方法研究

为解决重载铁路通信、信号专业运维数据管理较为分散、集成整合困难、数据标准不统一等问题,满足电务专业数据互联互通及共享需求,提出一种重载铁路电务专业数据汇集及共享架构方案。该方案基于智能大脑平台提供的基础数据服务资源,利用分布式消息队列、RESTful接口等多种大数据汇集、共享相关接口技术,根据多源数据在应用层面的不同实时性要求,通过设计提出数据采集、共享一体化总线的架构形式,形成通信、信号专业数据的标准化的采集共享流程。此外,根据电务专业多种类型数据在汇集与共享中的实际情况及电务智能运维应用相关数据需求,基于流式数据处理方式,利用大数据生态组件实现电务专业数据的校验、清洗、治理等服务,并定制化实现数据存储、分析、可视化等服务功能,为电务智能运维应用的开展提供支撑。     

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。     

铁路物资目录管理中的数据标准与业务协同研究

随着铁路物资目录在全路的全面应用,物资目录的标准化问题及物资目录对物资管理业务的支持等问题亟待解决。在分析物资目录管理的特点及物资目录使用存在问题的基础上,针对物资目录管理中的数据标准与业务协同问题,提出完善信息控制机制、建立物资目录管理的辅助信息等统一物资目录管理数据标准的建议,并结合物资管理工作的实际情况,提出引入业务协同机制的相关建议。     

铁路IP数据网与综合IT网两网融合方案研究

铁路IP数据网与综合IT网“两网融合”对提高网络资源利用率及信息化建设起着至关重要的作用.介绍铁路IP数据网与综合IT网的现状,分析“两网融合”的可行性,提出了相应的改造思路及解决方案,以适应当前铁路运输通信发展需求.