高速铁路基础设施检测监测大数据分析技术研究与实践

随着高速铁路基础设施检测监测体系逐步完备,运用大数据、人工智能等新技术,更加精准、及时研判和科学评估基础设施服役状态的需求愈加迫切。围绕数据归集、传输、存储、治理、挖掘、共享、应用,构建铁路基础设施检测监测大数据总体架构,提出干扰数据修正、动态波形数据精准对齐、海量数据融合及综合展示等关键技术。在较为完善的大值安全报警的基础上,通过大数据分析实践,解决了工务、供电、电务等设备安全风险全面感知、设备状态准确评价、趋势变化精准预测等难题,为实现高铁安全超前防范和基础设施精准维修提供科学支撑。

全力推进现代化铁路基础设施建设 服务支撑粤港澳大湾区建设发展

粤港澳大湾区建设是国家实施创新驱动发展战略、深化改革开放的重要举措,也是推动区域经济一体化、提升国际竞争力的重要平台。铁路作为大湾区交通基础设施建设的重要组成部分,如何充分发挥运输保障作用,助力深入实施区域重大战略,强化铁路支撑引领作用,肩负起落实粤港澳大湾区国家战略的建设任务需要深入研究和探讨。

基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统设计与应用

近年来,为保障铁路运输安全,利用北斗高精度定位技术的铁路基础设施位移监测方法得到了广泛研究。文章介绍了北斗高精度监测的原理,详细阐述了基于北斗定位技术的铁路基础设施监测系统的架构、功能和接口设计,并通过现场监测数据对该系统的功能进行了验证,验证结果表明,该系统能够实现毫米级的监测精度,可为铁路基础设施位移监测提供技术支撑。

铁路基础设施建设对企业避税的治理效应

铁路基础设施建设对区域经济发展和企业微观行为具有深刻影响。本文以2009—2020年中国上市公司数据为样本,利用多时点双重差分法实证检验铁路基础设施建设对企业避税的治理效应。研究结果显示:铁路基础设施建设通过改善企业内部治理、强化外部监督和缓解融资约束,削弱当地上市公司避税的能力与动机,进而显著抑制企业的避税行为。结合区域交通特征的进一步研究表明,上市公司所在地若存在机场通航,高铁开通的避税治理效果会有所减弱;相较于仅开通城际铁路,开通非城际铁路和同时开通两类铁路的避税治理效应更为明显。结合企业特征的进一步研究表明,高铁开通的避税治理效应在非国有企业和信息不对称程度较高的样本中更为显著。本文结论为中国铁路基础设施后续规划建设以及税收监管部门优化征管提供了理论依据及政策启示。

高速铁路基础设施动态检测信息融合平台设计与实现

针对高速铁路基础设施动态检测多专业检测系统独立运行、数据融合共享性不强、数据整合展示能力不足等问题,以高速综合检测列车为载体,提出了基于GIS(Geographic Information System,地理信息系统)、BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)+GIS、设备综合图的多专业检测信息融合思路,设计并研发了高速铁路基础设施动态检测信息融合平台,重点介绍了GIS多源信息融合系统、BIM+GIS多源信息融合系统、设备综合信息融合系统的功能实现,在国家铁道试验中心及京张高铁进行了试验验证。结果表明,该平台可实现高速铁路基础设施多源检测信息集成共享、多专业数据融合分析、多设备状态实时监测、多维度信息综合展示的目标,提升一体化决策及协同管理效率。

基于分数阶理论的铁路基础设施形变监测数据分析与挖掘

北斗高精度定位系统因噪声等因素会产生一定范围内的随机误差,这导致传统模型难以直接对监测数据进行精准分析,因此提出基于分数阶理论的北斗监测数据分析方法,从数据整体趋势角度挖掘铁路基础设施形变演化规律。首先,给出分数阶分析方法的理论框架,并对基础理论进行详细介绍;其次,提出利用α稳定分布对原始数据进行概率密度拟合,实现数据的非高斯特性估计;再次,通过长程相关特性和多重分形特性挖掘隐藏在监测数据中的深层次趋势特征,从数据分数阶特性维度分析未来变化趋势;最后,所提分析方法应用于国内某重载铁路的基础设施形变监测,实验结果表明所提出的分析方法能够在噪声干扰下实现北斗监测数据的精准分析,能够对各组监测数据的演化规则和铁路基础设施形变程度进行精准判别。

铁路基础设施检测数据资产管理体系研究

实现海量、多源、异构检测数据的高效归集、安全存储、质量管控和安全共享是铁路基础设施检测亟需解决的重要问题。文章结合铁路基础设施检测业务特点,提出了铁路基础设施检测数据资产管理体系的建设目标,并对体系架构进行研究和设计,详细阐述了体系架构中的4个管理过程域,为实现铁路综合检测数据“采集—传输—存储—治理—共享”全生命周期的资产化管理提供支撑。

无线智能化铁路基础设施数据采集系统的研究与应用

随着我国西部山区铁路建设的迅猛发展,以桥梁、隧道、路基为代表的铁路基础设施面临各种地质灾害的威胁,其服役状态直接关系到铁路的安全运营。目前,铁路部门多采用人工测量的形式对基础设施服役状态开展检测,其实时性与环境适应性无法保证。为实现铁路基础设施服役状态实时监测,研发了一种基于433 MHz的无线传感器网络通用数据采集系统。该系统通过μC/OS-Ⅲ操作系统实现多任务处理功能,并且具有无线数据传输、多类型传感器接入能力。系统通过融入自适应卡尔曼滤波算法大幅提高了传感器数据采集精度,并采用外扩SD卡及文件系统实现数据断点续传,确保采集数据不丢失。另外,系统基于自定义协议,采用主被动相结合的形式,实现突发灾害的实时报警。该系统已在国内多条重大铁路干线应用,其运行效果良好。

一种基于文本挖掘的铁路基础设施设备风险隐患识别模型

提出一种基于文本挖掘的铁路基础设施设备风险隐患识别模型,该模型采用基于层叠隐马尔科夫的分词算法对长文本形式的设备质量问题数据进行分词处理,在此基础上,统计每类词出现的频度,识别铁路基础设施设备管理风险隐患,利用词云图可视化技术,对分析结果进行直观、清晰地展示。作者选取了兰州铁路局2012年1月~2016年4月期间4 662条工务、电务和供电专业的铁路基础设施设备质量问题数据,验证了模型的有效性。

市场化进程、铁路基础设施与区域经济增长——基于空间杜宾模型的研究

文章基于2000-2015年中国省级面板数据,采用空间杜宾模型及偏微分效应分解方法,分析铁路投资建设与市场化的协同合作机制,实证考察铁路基础设施对本地及邻近地区经济增长的影响、市场化与铁路基础设施对区域经济发展的协同合作效应。结果表明,铁路基础设施促进本地经济增长并产生正向空间溢出;铁路与市场化进程对本地经济产生正向协同合作效应;地理邻近地区市场化水平差异过大时,市场化水平较高地区进行铁路投资建设将吸引经济要素流入和企业转移。因此,在完善铁路基础设施的同时,应缩小区域间市场化水平差距,发挥市场化在铁路基础设施经济绩效转化过程中的重要作用。

基于ZigBee监测高速铁路基础设施监测的无线传感器网络研究与应用

本文根据对高速铁路基础设施状态监测的需求,设计和实现了一种监测高速铁路基础设施的无线传感器网络。采用JN5148 ZigBee模块和GPRS模块沿铁路沿线组建一个链状的无线监测网络完成数据采集、汇聚和远程传输的功能。本文首先阐述了网络节点硬件结构;然后根据节点能量有限的条件,设计了时间同步休眠的ZigBee网络节能策略和基于阈值的传感器采集节能策略,提高设备的生存周期;最后测试了该网络的传输性能,结果表明该无线监测网络可以对传感器信息进行准确采集、数据汇集和远程通信。

高速铁路基础设施综合维修体系构建研究

高速铁路是一系列先进技术的集成体。为适应高速铁路高速度、高密度、安全、平稳运行的要求,高速铁路基础设施必须时刻保持良好的技术状态。基于业务集成思想,提出高速铁路基础设施综合维修集成的理念,包括作业层面的检养修业务集成和管理层面的检养修管理集成。通过对高速铁路基础设施综合维修模式进行分析,提出在铁道部宏观领导下采用管检修分离模式。在此基础上,对高速铁路基础设施综合维修体系进行设计,提出了综合维修基地—综合维修管理段—综合维修工区的3层组织结构,并对各部门职能进行了定义。实践表明,高速铁路基础设施综合维修体系有利于减少运营成本,实现资源优化配置。

基于RCM的铁路基础设施维修管理信息系统的设计

针对铁路基础设施维修管理的业务需求,综合运用基于以可靠性为中心的维修(RCM)的理论及分析方法,对铁路基础设施维修核心业务流程进行了梳理,包括设备检测、检测数据分析、维修辅助决策分析、维修计划编制、维修生产调度和维修生产作业等关键环节.在对系统设计目标进行论述的基础上,研究并设计了基于RCM的铁路基础设施维修管理信息系统,着重论述了系统的主要功能和关键技术.该系统已经完成阶段性开发,其中的关键技术都得到了验证.

我国铁路基础设施公共性探讨

用公共物品理论分析了我国铁路基础设施的一般经济属性和不同铁路间经济属性的差异性 ;基于以上分析 。

铁路基础设施抗灾减灾成本分析及合理分摊研究

铁路是我国交通运输的大动脉 ,它的基础设施的稳定是保障运输安全畅通的前提 .随着我国经济的高速发展 ,铁路网的建设也得到了相应的加强 ,铁路线路已经覆盖我国每个省区 .但是随着铁路运营里程的增加 ,铁路基础设施受自然灾害的风险也在提高 .因此加强铁路基础设施的抗灾减灾能力已是当前铁路运营管理中的重要任务 .而做好这项工作的一个重要环节是保证铁路抗灾减灾资金的投入 .本文采用系统工程、风险管理、环境工程的理论与方法在分析铁路抗灾减灾现状的基础上 ,对铁路受灾损失的成本计算方法进行了探讨 ,并对铁路基础设施抗灾减灾资金筹集和合理分摊的途径提出了政策建议 .

欧洲铁路基础设施定价

分析欧洲铁路基础设施定价需要考虑的经济目标,以铁路基础设施的定价方法为基础,详细剖析欧洲瑞典、芬兰、奥地利、瑞士、比利时、德国、意大利、英国、法国等国家的基础设施定价系统,并总结欧洲铁路基础设施定价系统的特点与共性。

算大账谋大局,加快推动铁路基础设施高质量建设

铁路是战略性、先导性和关键性重大基础设施,铁路建设关乎国汁民生。立足我国铁路基础设施具有超大规模网络优势的新发展阶段,新建铁路基础设施的边际交通流量增量和财务投资回报不如从前,部分地区和领域投资积极性受到影响。

用于铁路基础设施监测的振动传感器数据采集系统设计

结合铁路基础设施健康监测的特点,从硬件和软件两个方面设计数据采集子系统;首先,分析振动传感器的选用原则和输出信号的特点,在此基础上进行数据采集系统的硬件设计;然后,提出利用软件进行数据采集的模拟,详细论述各个模拟模块的建立过程;最后利用所属方法建立用于铁路基础设施检测的数据采集子系统,系统的建立为铁路基础设施监测理论研究提供了方法,为同类型数据采集系统设计提供参考。

高速铁路基础设施视频大数据应用方案研究

为充分挖掘利用综合视频监控系统采集的海量视频数据,分析开展高速铁路基础设施视频大数据应用的可行性,明确系统建设目标,提出系统总体架构和逻辑架构。该系统提供监控视频结构化分析平台,通过准确的视频数据标注,实现视频数据的结构化组织和存储管理,可为智能视频数据分析提供准确有效的数据集,也为铁路信息资源整合和综合应用开发提供了有利条件。该系统以基于智能视频分析的基础设施异常报警及其闭环管理为核心功能,提供定制化监控视频查询功能和监控视频数据共享服务,有助于提升视频数据应用价值,促进铁路信息系统集成化发展与融合创新。

基于大数据的铁路基础设施检测监测数据管理分析服务平台设计与实现

为实现铁路基础设施检测监测数据资源的全面整合,打破各专业、各应用系统间的数据壁垒,形成检测监测数据资源的全景视图,支撑全路检测监测数据的资产化管理,本文基于大数据技术,围绕铁路基础设施检测监测数据的接入(传输)、存储、治理、共享等数据管理业务设计并实现了铁路基础设施检测监测数据管理和集成分析服务平台,在完成检测监测数据资源全面集成整合的同时提供数据处理分析算法的注册管理、调度运用等集成分析服务,支持数据资产的精细加工和价值管理,支撑基础设施故障诊断、故障预测、状态评价等大数据分析应用。通过实际应用,验证了平台的可行性与实用性。