重载铁路智慧车站架构与功能设计研究

智慧车站是重载铁路智能化的重要组成部分。根据我国重载铁路车站智能化业务需求,提出重载铁路智慧车站的总体构架。从智能监测与感知系统、泛在互联车站网络系统、多方式融合高精度定位系统、车站运营场景数字孪生系统等方面对智能化基础平台进行设计,由智慧大脑、智能交互组成的车站智能大脑,由智能环线装车、智能翻卸、智能列尾管理、智能防溜等重载车站模块,与阶段计划智能编制、智能接发车、智能调车等常规模块共同构成重载车站智能业务系统。最后,提出由智能排班、智能交接班及智能培训组成智能管理系统,为重载铁路智能化发展提供参考。     

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。     

重载铁路通信安全生产管理系统研究

当前重载铁路通信设备生产作业过程存在自动化手段缺乏、标准化程度低、计划性差、漏检漏修等问题，已影响到生产作业的安全和效率。研究提出基于自动化检修计划的安全生产管理系统，系统由数据标准化、计划管理、执行管理、安全管理组成。通过数据标准化将检修对象、检修项目、检修人员信息标准化，结合预设规则并基于线性规划的自动编制算法编制合理的检修计划，通过各环节卡控进行执行管理，安全管理通过完成统计情况指导编表会，对检修问题跟踪克缺。安全生产管理系统的应用，在优化办公手段和减小生产安全风险的基础上，实现从传统管理模式到信息化管理模式的转变、通信检维修作业和施工作业的标准化，安全生产管理的规范化，有助于铁路企业实现降本增效。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

铁路列车统一补票系统架构优化及演进

铁路列车统一补票系统是列车客运作业的重要组成部分,其易用性直接关系到列车旅客的服务质量。通过分析原有铁路列车补票系统中列车移动补票终端,由于各厂家独自研发而导致的业务功能、网络架构、数据格式以及业务管理不统一等问题,提出了铁路列车统一补票系统,实现了总体架构及网络架构等方面的优化与改进,并从系统总体工作流程、地面管理部分功能及列车移动补票终端3部分解析系统功能,明确铁路列车统一补票系统架构演进过程中的细节优化之处,并剖析此过程中涉及的数据安全、补票票价计算及交易完整性等关键技术。铁路列车统一补票系统进一步为列车客运服务提质增效提供系统支撑,系统成果也提高铁路客票系统的席位利用率。     

铁路列车统一补票系统架构优化及演进

铁路列车统一补票系统是列车客运作业的重要组成部分,其易用性直接关系到列车旅客的服务质量。通过分析原有铁路列车补票系统中列车移动补票终端,由于各厂家独自研发而导致的业务功能、网络架构、数据格式以及业务管理不统一等问题,提出了铁路列车统一补票系统,实现了总体架构及网络架构等方面的优化与改进,并从系统总体工作流程、地面管理部分功能及列车移动补票终端3部分解析系统功能,明确铁路列车统一补票系统架构演进过程中的细节优化之处,并剖析此过程中涉及的数据安全、补票票价计算及交易完整性等关键技术。铁路列车统一补票系统进一步为列车客运服务提质增效提供系统支撑,系统成果也提高铁路客票系统的席位利用率。     

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。     

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。     

深圳都市圈智能城际铁路网络安全防护体系研究

通过引入云计算、大数据、人工智能和5G等IT技术，数字化与智能化成为深圳都市圈智能城际铁路建设的2个重要目标，以信息安全促进和确保城际铁路的运营安全被视为一项重要举措。数字化及智能化为城际铁路的一体化运营带来了前所未有机遇及挑战，针对传统城际铁路的核心业务与新的IT基建设施融合过程中所面临的安全风险，从确保城际铁路整体安全运营出发，研究城际铁路的各信息系统业务，提出总体网络安全架构，重点构建以纵深式防御为理念的多级分层防护体系，通过分域边界安全、网络通信安全防护、业务系统安全防护3个维度进行建设，并探讨其中所涉及的零信任、安全态势感知、XDR、SDP等关键技术，以期为后续城际铁路智能化、多业务、多网融合背景需求下的网络安全体系建设提供参考。     

基于微服务架构的国家能源集团铁路货运营销与调度系统研究

目前,针对货运营销与货运调度业务,国家能源集团各业务部门分别建设多个独立子系统进行管理,存在业务规则不一致、功能复杂冗余、信息共享难等问题。针对国家能源集团铁路货运的运营特点,基于微服务架构思想,结合Spring Boot和Vue等信息技术,设计实现集日计划管理、运单管理、货运作业单管理、货运制票管理等业务为一体的铁路货运营销与调度系统。该系统已成功应用于国家能源集团铁路,使用效果良好,各项关键技术均得到了现场验证。通过该系统各专业生产及管理人员可及时、准确、全面了解和掌握国家能源集团铁路货运营销与货运调度情况,消除了不同岗位间重复工作和线下人工摸排联络的问题,有效提高数据共享、业务协同能力,进而提升整体运输效率。     

北京铁路局客运管理信息系统架构研究

我国铁路发展迅速,高速铁路已经形成复杂网络,铁路客运管理工作涉及的业务量、数据量随之大幅增长,需要一个能满足多业务部门协同、综合性强、处理能力高的客运管理信息系统进行支撑。通过对旅客运输管理与服务工作特点的分析,结合铁路客运信息化现状,基于大数据采集、大数据预处理、大数据存储及管理、大数据分析及挖掘、大数据展现及应用等相关技术,提出北京铁路局客运管理信息系统架构,实现多业务系统数据的采集汇集,结构化及非结构化数据的存储,实现铁路客运信息的管理、共享,对提高铁路客运管理效率具有重要作用。     

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。     

中老铁路客票系统设计

中老铁路客票系统是中老铁路高质量开通的重要保障,是我国铁路信息化技术“走出去”的标志性工程。基于对老挝客票业务需求、我国既有铁路客票系统现状、OSJD国际列车客票应用现状、UIC国际联运应用情况的综合分析,提出构建中老铁路客票系统的设计思路和关键技术解决方案,深入研究老挝境内和跨境业务组织管理方式、交易、支付服务特点、车票票制、系统体系结构及接口标准支撑等方面,设计多中心架构模式,研究网络、数据存储、终端服务等专项技术,实现适用于老挝境内和跨境旅客运输的中老铁路客票系统,支撑中老铁路多席位组织模式、多语言切换、多币种支付等特有需求,为中老铁路旅客运输提供有力的信息系统支撑,也为推动我国与其他国家开展国际铁路联运提供借鉴。     

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。     

铁路企业数字图书馆结构组成及网络实现

分析数字图书馆系统建设的结构组成,在实践的基础上提出铁路企业数字图书馆系统建设的主要内容,以及在数字资源加工、管理、数据库整合、信息检索服务等方面的要求和实现方法。根据数字图书馆系统的运行需要,规划铁路企业数字图书馆建设的网络实现方案。