中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司2018年度科技成果簡介(續(xù)二)

10 GTC-80X型鋼軌探傷車

項目主要研究內(nèi)容包括：(1)采用優(yōu)化的輪式超聲傳感器技術(shù)、PXI總線結(jié)構(gòu)的超聲波多通道并行發(fā)射接收實時處理技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和決策樹算法相結(jié)合的鋼軌傷損智能識別技術(shù)，實現(xiàn)了在役鋼軌傷損80 km·h-1的在線檢測、實時智能識別和報告自動出具；(2)采用基于軌廓數(shù)據(jù)的二維激光對中控制技術(shù)，實現(xiàn)了實時動態(tài)檢測條件下普速鐵路對中標準偏差1.15 mm、高速鐵路對中標準偏差0.71 mm；(3)探傷車模塊化設(shè)計，實現(xiàn)了模塊化單元包在裝車前的獨立安裝、調(diào)試、試驗，然后在車上進行懸掛安裝，便于檢修和升級；(4)在探傷車上采用可互為備用的雙機雙發(fā)、動力分散下沉式設(shè)計，并首創(chuàng)了工況選擇功能，減小了車內(nèi)噪聲，增大了車內(nèi)使用空間，改善了車內(nèi)探傷作業(yè)環(huán)境，提升了車輛動力學(xué)性能和現(xiàn)場工作可靠性；并通過選擇檢測工況或生活工況，能夠進一步提升檢測車或生活車的舒適性；(5)針對探傷檢測關(guān)鍵部件設(shè)計了專用抗蛇行走行部，采用密結(jié)式車鉤技術(shù)，優(yōu)化車體與走行部連接，并采用第Ⅱ位轉(zhuǎn)向架的安裝位置，提升了檢測穩(wěn)定性。主要技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)提出了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和決策樹算法的鋼軌傷損智能識別方法，結(jié)合優(yōu)化的輪式超聲波傳感器技術(shù)、超聲波多通道并行發(fā)射接收實時處理技術(shù)，自主研制了TKGT-Ⅰ型鋼軌超聲波探傷作業(yè)系統(tǒng)，提高了鋼軌探傷數(shù)據(jù)處理速度和傷損識別能力，實現(xiàn)了80 km·h-1檢測速度下鋼軌內(nèi)部傷損的有效探測與識別；(2)基于鋼軌二維激光掃描軌廓數(shù)據(jù)，提出了快速精準伺服控制策略，研制了ATCS-1型自動對中控制系統(tǒng)。檢測速度75～80 km·h-1，普速鐵路對中標準偏差1.15 mm、高速鐵路對中標準偏差0.71 mm，實現(xiàn)了實時動態(tài)檢測條件下的探輪精確自動對中。GTC-80X型鋼軌探傷車樣車在上海局管內(nèi)高速鐵路和普速鐵路運用考核1年，運用里程32 293 km、作業(yè)時間742 h，經(jīng)國家鐵路產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗，綜合判定其運用考核和解體檢查結(jié)果合格。2017年6月27日在襄陽標定線與安裝進口探傷系統(tǒng)的GTC-80J型探傷車(GTC-824J號)進行的連掛對比試驗表明，樣車檢出率和誤報率均優(yōu)于GTC-80J型探傷車。項目于2018年11月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

11 機車車輪故障預(yù)測及健康管理技術(shù)研究

該項目設(shè)計開發(fā)機車車輪故障預(yù)測及健康管理系統(tǒng)(簡稱PHM+Wheel系統(tǒng))，實現(xiàn)多維度的車輪信息查詢、檢索、統(tǒng)計、分析，直觀展示車輪的健康狀態(tài)綜合評估結(jié)果及剩余使用壽命預(yù)測，提供單體車輪及機車整車經(jīng)濟化鏇修方案推薦。試點運用考核過程中豐富和優(yōu)化了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、健康狀態(tài)綜合評估、鏇修方案建議和壽命預(yù)測功能，為車輪數(shù)字化精準預(yù)防修提供有效數(shù)據(jù)積累和技術(shù)支撐。技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)開發(fā)的PHM+Wheel系統(tǒng)開創(chuàng)性地實現(xiàn)了面向全路機車車輪覆蓋全壽命周期的信息查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、健康狀態(tài)綜合評估、剩余壽命預(yù)測和經(jīng)濟鏇修方案建議；(2)物理失效模型和數(shù)據(jù)驅(qū)動相融合設(shè)計的PHM模型和軟件，綜合車輪的尺寸、運用狀態(tài)、線路條件、制造參數(shù)等信息，及時評估車輪健康狀態(tài)、預(yù)測下次鏇修時機及剩余使用壽命、提供服役決策建議；(3)運用細化踏面廓形、踏面鏇修參數(shù)計算方法等研究成果，綜合機車每個車輪的使用狀態(tài)和服役歷程信息，制定整車的經(jīng)濟性鏇修方案，向智能化鏇修邁進；(4)車輪地面自動識別系統(tǒng)兼顧粘貼式和螺栓嵌入式電子標簽的可靠識別，并精確定位軸序，及時校驗輪車匹配關(guān)系，與配套的自動探傷測量系統(tǒng)合并報文，準確自動更新車輪檢測數(shù)據(jù)庫；(5)開發(fā)的PHM+Wheel系統(tǒng)APP運行在便攜終端上，方便車間檢修作業(yè)，提高系統(tǒng)信息采集效率。2017年7月起，PHM+Wheel系統(tǒng)在沈陽鐵路局蘇家屯機務(wù)段201臺機車上試用考核1年，系統(tǒng)功能全部實現(xiàn)，軟硬件運行穩(wěn)定、安全可靠，符合機務(wù)信息化建設(shè)總體要求。項目于2018年8月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

12 雙層集裝箱連接鎖暫行技術(shù)條件

為更好地保證雙層集裝箱運輸安全、提高車站作業(yè)效率，從連接鎖選型、技術(shù)條件確定、理論計算、有限元仿真、現(xiàn)場試驗等方面綜合考慮，該項目研究設(shè)計S1Z型雙層集裝箱連接鎖，以保障雙層集裝箱運輸安全。主要技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)S1Z型連接鎖結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，與原F3A型連接鎖相比，可防止裝車漏鎖、途中意外開鎖的風(fēng)險，提高了運輸安全性；裝、卸車各減少一次登車作業(yè)，自重減輕10.7%，降低了勞動強度，提高了裝卸作業(yè)效率，并能夠減少連接鎖維修量；(2)S1Z型連接鎖在下層集裝箱上的安裝、拆卸操作簡單，并能防止鎖頭方向誤裝，上層集裝箱裝卸作業(yè)順暢，能夠適應(yīng)現(xiàn)場作業(yè)要求。項目于2018年9月通過了中國鐵路總公司貨運部、科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

13 100 m長定尺鋼軌(75 kg·m-1)普通平車運輸裝載加固方案及試驗大綱

該項目結(jié)合現(xiàn)有100 m長定尺鋼軌(60 kg·m-1)、75 m長75 kg·m-1鋼軌普通平車運輸裝載加固方案，根據(jù)75 kg·m-1鋼軌的截面特性，研究制定了100 m長定尺鋼軌(75 kg·m-1)普通平車運輸裝載加固方案，設(shè)計了專用裝載加固裝置，通過對座架的強度計算和方案的裝載加固性能、車輛動力學(xué)性能分析，從理論上論證了100 m長定尺鋼軌(75 kg·m-1)普通平車運輸裝載加固方案的可行性。在理論研究的基礎(chǔ)上編制了試驗大綱，通過試驗進一步驗證方案的可行性。主要技術(shù)創(chuàng)新點是提出采用普通平車運輸100 m長鋼軌(75 kg·m-1)運輸裝載加固方案，設(shè)計專用座架、采用鋼軌分層橫向整體緊固技術(shù)，建立標準規(guī)范的運輸試驗方案。項目于2018年6月通過了中國鐵路總公司工電部組織的技術(shù)評審。

14 鐵路電子客票總體方案

本項目結(jié)合鐵路自身業(yè)務(wù)特點，整合旅客出行的內(nèi)外部信息，為旅客提供從車票購買、到乘車出行的全行程出行場景的電子化客票服務(wù)，同時通過系統(tǒng)化的安全保障措施，確保信息安全和系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。對內(nèi)基于業(yè)務(wù)視角由購票用戶向乘車旅客的轉(zhuǎn)移，優(yōu)化客運服務(wù)流程，提升經(jīng)營管理智能化水平，對外提高旅客出行體驗，提升鐵路行業(yè)整體形象。主要

技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)全行程旅客服務(wù)信息的整合；(2)基于分布環(huán)境的數(shù)據(jù)實時同步技術(shù)；(3)二維碼加密及在電子客票檢票中的應(yīng)用；(4)全渠道電子客票變更；(5)基于實名制驗證數(shù)據(jù)的二次驗證檢票；(6)線上線下一體化的人臉比對應(yīng)用框架。項目于2018年7月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

15 鐵路客運價格管理應(yīng)用V1.0

為適應(yīng)鐵路客運價格市場化發(fā)展、價格歸口規(guī)范管理、提高價格管理水平、提升經(jīng)營效益等需求，項目研究與之相適應(yīng)的客運價格管理信息化系統(tǒng)。主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面：(1)實現(xiàn)價格分級歸口管理?？瓦\價格管理應(yīng)用采用兩級管理的策略，實現(xiàn)獨立的價格管理應(yīng)用，重新規(guī)劃功能分類，理清管理界面；(2)實現(xiàn)動車組票價計算自動化，明晰動車組計價規(guī)則，規(guī)劃計價規(guī)則庫，設(shè)計計價流程公式；(3)實現(xiàn)智能化票價維護管理，設(shè)計采用模板組合化的維護方式，實現(xiàn)對不同計價規(guī)則、不同票價執(zhí)行策略的動態(tài)管理，構(gòu)建靈活、快速適應(yīng)的票價管理系統(tǒng)。技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)建立統(tǒng)一的鐵路客運價格管理平臺；(2)實現(xiàn)多種接入方式及異構(gòu)終端高并發(fā)的系統(tǒng)架構(gòu)；(3)建立完善的、適應(yīng)市場運營需求的票價計價模型；(4)制定基于客運價格管理統(tǒng)一的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編碼體系；(5)設(shè)計友好、易于維護的價格管理軟件。2017年8月中旬項目首先在成都局開始試點應(yīng)用，試點完成后于10月完成全路客運價格管理應(yīng)用的推廣工作。項目于2018年7月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

16 鐵路建設(shè)管理系統(tǒng)(1.0)方案

項目的主要研究內(nèi)容包括：(1)建設(shè)統(tǒng)一的鐵路建設(shè)管理系統(tǒng)，建設(shè)以云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)為手段的統(tǒng)一的鐵路建設(shè)管理系統(tǒng)1.0版本，實現(xiàn)鐵路建設(shè)可視化管理、數(shù)字化施工，實現(xiàn)鐵路建設(shè)各階段信息有序銜接的全生命周期管理目標，有效提升鐵路項目建設(shè)管理水平；(2)構(gòu)建鐵路建設(shè)項目管理應(yīng)用系統(tǒng)。強化工程建設(shè)質(zhì)量源頭控制，優(yōu)化完善鐵路建設(shè)質(zhì)量管理應(yīng)用，提升安全管理、進度管理、投資管理等信息化應(yīng)用能力，深化工程調(diào)度指揮應(yīng)用，實現(xiàn)調(diào)度信息和應(yīng)急事件的及時傳遞；(3)健全鐵路建設(shè)信息化標準規(guī)范體系。以信息化標準體系框架為指導(dǎo)，制定鐵路建設(shè)信息化標準制修訂工作計劃，加強業(yè)務(wù)應(yīng)用與業(yè)務(wù)流程，以及主數(shù)據(jù)、地理信息、元數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換共享、網(wǎng)絡(luò)安全等標準制定和標準化管理工作。同時建立與標準化管理工作相適應(yīng)的規(guī)章制度體系，有序推進鐵路建設(shè)管理信息化標準規(guī)范與規(guī)章制度建設(shè)；(4)構(gòu)建鐵路建設(shè)信息化網(wǎng)絡(luò)安全體系。堅持信息化與網(wǎng)絡(luò)安全同步規(guī)劃、同步建設(shè)、同步使用原則，以保障鐵路建設(shè)管理基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行為目標，落實網(wǎng)絡(luò)安全等級保護制度，加強網(wǎng)絡(luò)安全管理，強化網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)保障能力，完善網(wǎng)絡(luò)安全運維措施，形成集管理、技術(shù)、運維為一體的網(wǎng)絡(luò)安全保障體系。技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)基于鐵路建設(shè)復(fù)雜場景的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理和服務(wù)；(2)服務(wù)于鐵路工程建設(shè)的多層級多應(yīng)用云平臺；(3)基于移動互聯(lián)的鐵路建設(shè)泛在智能感知體系。項目于2018年2月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

17 鐵路物資管理信息系統(tǒng)V3.0

該項目按照中國鐵路總公司物資管理制度辦法及歸口管理、統(tǒng)一業(yè)務(wù)流程兩項要求進行設(shè)計研發(fā)，涵蓋物資管理的全過程，旨在完善信息公開和信息共享，實現(xiàn)縱向貫通、橫向協(xié)同，支撐鐵路物資管理和業(yè)務(wù)實現(xiàn)。系統(tǒng)設(shè)計了統(tǒng)一規(guī)范的數(shù)據(jù)接口、通信協(xié)議、業(yè)務(wù)邏輯及應(yīng)用模式，構(gòu)建了總公司、鐵路局兩級聯(lián)網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)，研發(fā)了總公司、鐵路局、基層單位三級應(yīng)用的管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對鐵路物資的歸口管理、統(tǒng)一作業(yè)、聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用及過程管理。技術(shù)創(chuàng)新點包括(1)基于工作流的業(yè)務(wù)流程優(yōu)化；(2)數(shù)據(jù)綜合分析及可視化；(3)物資業(yè)務(wù)全過程管理；(4)與企業(yè)內(nèi)部財務(wù)預(yù)算和成本核算的業(yè)務(wù)協(xié)同；(5)與企業(yè)外部供應(yīng)鏈的業(yè)務(wù)協(xié)同。系統(tǒng)在總公司和18個鐵路局2級部署，在總公司、鐵路局、基層單位3級應(yīng)用，覆蓋全路有材料管理的單位。系統(tǒng)在諸多方面帶來了新的改進：(1)規(guī)范了經(jīng)營管理秩序；(2)提高監(jiān)管能力，防控廉政風(fēng)險；(3)提高了工作效率和員工滿意度。項目于2018年9月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

18 鐵路客運車站導(dǎo)航應(yīng)用總體方案

該項目以鐵路信息化總體規(guī)劃為指導(dǎo)，主要展開以下幾個方面的研究：(1)基于藍牙的多源融合定位技術(shù)和室內(nèi)在線引導(dǎo)服務(wù)技術(shù)，在車站內(nèi)構(gòu)建定位、導(dǎo)航模型；(2)基于位置信息與鐵路客運信息融合的技術(shù)，實現(xiàn)旅客全流程客運引導(dǎo)服務(wù)；(3)基于移動端于PC端快速矢量地圖創(chuàng)建技術(shù)，實現(xiàn)地圖的動態(tài)快速創(chuàng)建及發(fā)布；(4)通過深度挖掘站內(nèi)位置數(shù)據(jù)，可視化并直觀展現(xiàn)站內(nèi)區(qū)域旅客停留時長、擁擠程度，車站利用可視化數(shù)據(jù)提升管理運營效力；(5)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)安全交互及加密技術(shù)，實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)安全存儲交互。主要技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)基于藍牙的融合定位；(2)基于A*算法的站內(nèi)路徑規(guī)劃、導(dǎo)航；(3)基于三維的室內(nèi)導(dǎo)航；(4)精準客運及營銷服務(wù)信息推送；(5)深度數(shù)據(jù)挖掘可視化展示。研究成果已在青島北、青島、西安北、大連北、沈陽、沈陽北、沈陽南、長沙南、通遼、昆明南等車站展開了試點應(yīng)用。下一步將在京張高鐵北京北、清河、張家口南、太子城4個車站展開應(yīng)用，并逐步向全路站房結(jié)構(gòu)復(fù)雜的客運車站推廣應(yīng)用。項目于2018年8月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術(shù)評審。

19 鐵路北斗應(yīng)用服務(wù)平臺總體技術(shù)方案

項目以《鐵路信息化總體規(guī)劃》為指導(dǎo)，從資源共享、整體應(yīng)用、高質(zhì)量服務(wù)等角度，建設(shè)鐵路北斗應(yīng)用服務(wù)平臺(以下簡稱"北斗平臺")，實現(xiàn)高精度位置服務(wù)統(tǒng)一提供，向用戶提供厘米級至亞米級的精確實時定位服務(wù)，以及毫米級的準實時定位服務(wù)；實現(xiàn)授時服務(wù)統(tǒng)一提供，為終端設(shè)備、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供精準時間服務(wù)；實現(xiàn)通信服務(wù)統(tǒng)一提供，為終端設(shè)備之間、終端設(shè)備與北斗平臺之間，以及終端設(shè)備與普通手機用戶之間提供短報文通信服務(wù)；實現(xiàn)在網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一管理，準確掌握全路衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用設(shè)備在網(wǎng)狀態(tài)、位置等信息，并實現(xiàn)全路在網(wǎng)設(shè)備綜合展示；支持時空信息共享，為鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺提供在網(wǎng)設(shè)備時空信息，支撐基于時空信息大數(shù)據(jù)分析，支持與路外其他行業(yè)、企業(yè)時空信息共享。為鐵路勘察設(shè)計、工程建設(shè)、運營維護全生命周期各業(yè)務(wù)領(lǐng)域提供北斗應(yīng)用支撐，促進鐵路業(yè)務(wù)與信息化深度融合，推動鐵路信息化總體規(guī)劃的落地。主要技術(shù)創(chuàng)新點包括：(1)按照《鐵路信息化總體規(guī)劃》要求，北斗平臺采用集中式部署，充分利用總公司主數(shù)據(jù)中心硬件資源及系統(tǒng)軟件資源，平臺部署于總公司主數(shù)據(jù)中心，納入主數(shù)據(jù)中心災(zāi)備機制；(2)高精度位置服務(wù)，為鐵路行業(yè)高精度應(yīng)用提供不同精度級別的差分服務(wù)，接收鐵路沿線的基準站的原始觀測數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、運行監(jiān)控及差分服務(wù)發(fā)布等功能，為鐵路各業(yè)務(wù)現(xiàn)場終端提供高精度位置服務(wù)；(3)通信服務(wù)，依托鐵路北斗民用分理級服務(wù)資質(zhì)，通過平臺與衛(wèi)星地面總站的連接，為鐵路行業(yè)北斗短報文應(yīng)用提供短報文通信服務(wù)，并對鐵路行業(yè)北斗短報文應(yīng)用進行運營管理。依托平臺，已開展了徐鹽線、連鹽線、廈深線等應(yīng)用，平臺將支撐京張、京滬、蒙華等北斗示范應(yīng)用。項目于2018年12月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部、工電部組織的技術(shù)評審。

20 京沈客專綜合試驗鐵路LTE-R寬帶移動通信系統(tǒng)試驗

為保證京沈LTE-R試驗段的順利進行，通過在華為技術(shù)有限公司V1openlab實驗室和中興通訊西安研發(fā)中心鐵路通訊實驗室對LTE-R試驗系統(tǒng)設(shè)備功能、應(yīng)用功能、系統(tǒng)性能、接口和服務(wù)質(zhì)量等測試驗證，確定京沈現(xiàn)場試驗設(shè)備軟件版本，保證現(xiàn)場試驗設(shè)備的可靠可用。實驗室靜態(tài)測試分為單系統(tǒng)測試和系統(tǒng)間接口互聯(lián)測試。單系統(tǒng)測試內(nèi)容主要包括：

(1)設(shè)備類測試，主要對LTE-R系統(tǒng)核心網(wǎng)的MME、SGW、PGW等網(wǎng)元，接入網(wǎng)的eNodeB進行測試，驗證LTE-R系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的性能；(2)應(yīng)用功能類測試，主要對LTE-R系統(tǒng)的語音個呼、語音組呼、緊急組呼、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)進行測試，驗證LTE-R系統(tǒng)的業(yè)務(wù)能力；(3)承載能力和服務(wù)質(zhì)量測試，承載能力測試內(nèi)容包括LTE-R系統(tǒng)的接收電平、信噪比與服務(wù)質(zhì)量、頻譜效率的關(guān)系，綜合承載多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)性能試驗；服務(wù)質(zhì)量測試包括切換類測試、語音業(yè)務(wù)帶寬測試、上下行均值、峰值吞吐量測試。相比于GSM-R，LTE-R的技術(shù)創(chuàng)新點在于：(1)寬帶移動通信系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)，LTE-R為寬帶移動通信系統(tǒng)，其支持1.4,3,5,10,15和20 MHz幾種帶寬；(2)實現(xiàn)更高的傳輸速率和頻譜效率，LTE-R系統(tǒng)采用了新的多址技術(shù)、調(diào)制技術(shù)、MIMO技術(shù)，具有更大吞吐量和更好的頻譜利用率，使得無線通信在視頻監(jiān)控等寬帶業(yè)務(wù)上有更大的發(fā)揮空間；(3)實現(xiàn)更低的數(shù)據(jù)傳輸時延，相比于GSM-R的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，LTE-R采用扁平化全IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，簡化了許多網(wǎng)元，可以進一步縮短列控、調(diào)度等業(yè)務(wù)的傳輸時間，保證鐵路運輸?shù)陌踩院涂煽啃?。?jīng)過在華為、中興實驗室對LTE-R系統(tǒng)的設(shè)備功能、應(yīng)用功能、系統(tǒng)性能、接口和服務(wù)質(zhì)量等測試驗證，測試結(jié)果均滿足京沈客專綜合試驗LTE-R系統(tǒng)的試驗要求。項目于2018年2月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部、工電部組織的技術(shù)評審。