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。     

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。     

基于地球空间网格技术的数字孪生铁路模型构建技术研究

为建立铁路领域统一的空间集成体系,支撑构建面向全路网全场景的数字孪生铁路模型,对数字孪生技术与地球空间网格技术融合进行研究。通过分析地球空间网格技术与数字孪生铁路发展现状,设计数字孪生铁路空间网格模型总体框架;其次,构建多层级的网格空间架构以有效承载各类空间数字资源,并统一铁路坐标体系以完成铁路实体与网格单元的空间映射;再通过构建数字孪生铁路模型为铁路实体与数字模型的双向交互提供物理基座,制定网格模型存储规则以保证空间信息的有序承载与高效分发;最后对铁路智能建造、智能装备、智能运营领域应用展望。基于地球空间网格的数字孪生铁路模型,可实现铁路业务的全生命周期感知、分析与交互,从而为铁路智能化建设提供可靠技术支撑。     

数字孪生技术在机房智能化管理中的应用

近年来,随着信息技术的飞速发展,社会和各行业的信息化程度不断加深,数据中心机房作为支撑信息化技术发展的基础设施,重要性愈发凸显。而传统的机房管理手段和方法已经难以适应数据中心机房集约化、数字化、智能化的管理需要。本文提出基于数字孪生的机房智能化管理解决方案,构建物理机房的动态化映射数据模型,快速实现不同机房场景的三维可视化仿真,从而监测与维护机房设备、资产和业务系统的运行状态。     

国际铁路重载技术发展水平

综合2003年国际铁路重载专家技术会议的讨论,论述了目前国际铁路重载技术的发展水平:重载铁路的最大轴重和列车牵引质量普遍提高;重载铁路运量及收入达历史最高水平;开始在其他铁路干线上发展 25 t 轴重的重载列车。国际重载技术的最新进展集中体现在3个方面:新型技术装备的研制及应用;强化重载线路养护技术和采用安全监测系统保证列车运行的安全性及可靠性。     

我国铁路重载运输发展研究

重载运输是世界铁路发展的主要方向,我国铁路发展重载运输既充分借鉴了国外铁路重载运输的先进经验,又非常注重结合国情路情实现自主创新,经过几年的努力,在实践中取得了十分显著的成效。通过分析以大秦线为标志的铁路重载运输取得的重要成果,提出持续提升我国铁路重载运输发展水平的建议,即巩固扩大大秦线重载运输成果,大力提升我国铁路重载运输整体水平,进一步发展具有中国特色的铁路重载运输。     

我国重载铁路发展模式研究

随着重载铁路的发展,重载铁路的定义也经历了3个发展阶段,分别在1986、1994、2005年提出新的标准。结合重载铁路的定义和发展,在综合分析世界各国铁路重载运输组织模式的基础上,创新性地提出重载铁路的分类,即全封闭模式、全开放模式及半封闭模式。通过分析以上3种模式重载铁路的运输组织特点,为铁路部门开展重载运输、合理选择重载铁路的发展模式提供参考。     

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。     

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。     

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。     

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.     

数字孪生技术在高速铁路地震预警系统中的应用研究

高速铁路地震预警系统是实现高铁沿线地震监测与预警的复杂控制系统。针对高速铁路地震预警系统大规模工程化应用带来的运维复杂的问题,研究提出了包含物理系统、虚拟系统、孪生数据库、对外服务以及各模块间关联的高速铁路地震预警系统数字孪生模型,并实现了物理系统、虚拟系统和孪生数据库建模,构建了由物理系统数据采集、3D可视化建模、故障诊断与预测等模块组成的技术架构体系,阐明了基于数字孪生技术的高速铁路地震预警系统可实现远程操控、智能维护、可视化展示和供应链优化等功能,从而有效提高高速铁路地震预警系统的可用性和维护水平,为高速铁路地震预警系统数字化和智能化提供参考。     

国外铁路重载运输对我国铁路货运发展的启示

铁路重载运输是铁路货运发展的方向,国外铁路重载运输经验可供我国铁路货运发展借鉴.介绍美国、澳大利亚等铁路重载运输国家铁路货运的现状和主要技术特点,结合国外铁路重载运输发展经验,对我国铁路货运的发展提出建议.     

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。     

关于包神铁路发展重载运输的思考

阐述了包头—神木铁路线路技术条件和车站分布情况,以及货物运输组织存在的问题,提出包头—神木铁路发展重载运输的建议,分析了重载运输组织措施,研究推荐重载运输扩能改造方案,为提高包头—神木铁路运输能力和开行重载列车做好准备.     

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。     

重载铁路发展决策的三方博弈分析

重载铁路的发展涉及铁路局内部各方利益主体,而各利益主体均有各自不同的利益取向。针对铁路局内部包括铁路局、运输处、工务段和车辆段不同的利益取向构建三方动态博弈模型,利用逆向归纳法,对该博弈模型进行求解,根据模型求解结果提出加强铁路局监管力度、建立合理的补贴机制和惩罚机制、大力发展铁路重载运输等重载运输发展建议。     

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。     

铁路重载运输集疏运一体化的协同学动因及实践

分析铁路重载运输集疏运一体化组织的内涵和协同学动因,认为铁路重载运输集疏运一体化组织的协同学动因是由铁路重载运输系统的自组织性、不稳定性原理、支配原理和序参量原理决定的。根据大秦铁路重载运输实践,分析铁路重载运输集疏运一体化协同系统,总结大秦铁路重载集疏运一体化协同创新举措。