智能电务研究与探索

对铁路电务系统的现状和需求进行分析,结合一系列铁路电务发展的顶层规划设计和国家交通领域战略发展要求,阐述智能电务的必要性及其发展趋势;提出铁路智能电务系统解决方案,论述其定义和总体架构,从大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网5个智能技术层面,分析现代铁路通信系统和信号系统的智能化方式,以及四大典型业务框架和五大应用场景,为提升铁路电务系统现代化、信息化、智能化水平提供技术支持。

铁路智能融合调度通信系统研究

结合3GPP IMS协议标准、Mission Critical系列协议标准及云计算、人工智能等技术,提出了铁路智能融合调度通信系统。该系统具有强大的业务承载能力,通过固移融合、宽窄融合克服了既有GSM-R窄带系统的带宽限制,实现了语音、视频、数据的富媒体通信;同时能够完成列车位置和人员定位、环境监测、设备维护、岗位管理等智能化工作。

铁路机车乘务员智能实时监测系统研究

针对铁路机车乘务员工作过程中的重点危险因素,研究开发铁路机车乘务员智能实时监测系统。该系统基于深度学习技术和嵌入式视频分析设备,能够有效识别视线脱离、手比异常、疲劳驾驶等不安全作业行为;基于物联网实时获取机车乘务员健康与备班睡眠数据,及时发现机车乘务员健康问题和睡眠不足;该系统改变了依赖于滞后的人工抽查和事后追责的传统机车乘务员监管模式,代之以自动实时检测与即时告警,检测准确度和时效性均有明显提升。

物联网技术在铁路检测仪表领域中的应用研究

针对目前铁路各专业日常使用检测仪表时,采用人工记录、纸质存储,以及检测数据流转过程中存在检测效率低、数据准确性差、不便于数据积累和分析等问题,对基于微服务技术的物联网平台、检测仪表智能化改造技术、检测数据自动获取及标准化传输技术等进行了深入研究;结合铁路维护作业需求,构建了基于物联网技术的检测仪表数据智能管理系统;实现了仪表数据的自动化获取、标准化传输及智能化应用,从而减少运维人员的时间投入,提高了检测效率,为实现信号设备故障预测与健康管理提供支撑。

智能通号技术在城市轨道交通中的应用

对城市轨道交通通信信号系统的发展现状进行分析,总结现有架构面临的困难和挑战及需要解决的问题,结合一系列城市轨道交通通信信号系统发展的顶层规划设计分析发展机遇和趋势,提出智能通号系统解决方案,包括定义、总体架构及目标。从大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网5个智能技术层面分析现代铁路通信系统和信号系统的智能化方式;同时,分析典型的应用场景智能融合调度通信系统和智能化实践的边缘云计算平台,为提升城市轨道交通通信信号系统的现代化、信息化、智能化水平提供技术支持。

5G公网铁路站场专用研究

针对铁路货场、编组站、客运站等铁路站场应用场景,研究梳理5G公网铁路站场专用业务及网络需求,并结合运营商5G专网建设模式,提出5G公网铁路站场专用解决方案,包括组网架构、网络服务质量方案、业务服务质量方案、高可靠性方案、网络运维方案和网络安全方案,并给出5G公网专用方案在智慧编组站、智慧车站的应用案例。方案具有实用性、创新性和灵活性,有助于在站场基于运营商5G网络快速部署5G专网,充分发挥5G优势,为铁路站场提供技术支撑,实现站场保安全、提效率、增效益的目标,并推动铁路站场数字化、智能化、智慧化发展。

边缘云技术在智能铁路中的应用

云计算平台已成为智能铁路的新型信息基础设施,然而集中式的云计算平台无法满足铁路应用分布广泛、应用性能差异显著的需求。针对这种特点,将边缘云技术引入智能铁路,以满足需要本地自治、自存活和实时高性能要求的业务。本文阐明了边缘云的基本框架和相关关键技术,并分析了边缘云在智能铁路典型场景下的功能与作用。

基于边云协同技术的高速铁路“工电供”综合运维一体化管理平台研究与探索

结合中国铁路总公司对高速铁路综合运维生产一体化发展的要求,构建了"七统一、一联合"的生产管理组织模式,提出了三级管理架构的"工电供"综合运维一体化管理平台架构思想。结合"工电供"综合运维的典型应用场景,即车站咽喉区安全管控系统,研究了边云协同技术如何与高速铁路综合运维融合落地,构建了一种安全、高效、智能的综合运维一体化管理平台。探索"工电供"综合运维一体化的新模式,推动高速铁路"工电供"结合部运维模式的变革,提升运维效率和质量,保障高速铁路的运输生产安全。

基于LTE-R的CTCS-3级列控系统车地无线通信方案研究

CTCS-3级列控业务作为铁路专用无线通信中最关键的业务,迫切需要开展在铁路下一代移动通信系统(LTE-R)下的适应性研究。本文依托于中国国家铁路集团的课题"基于LTE-R的CTCS-3级列控系统关键技术研究及应用",提出了提高数据传输可靠性的车地无线通信方案,即在CTCS-3级列控系统中采用双通信单元冗余传输来代替现有的双通信单元无冗余传输工作模式。

铁路信号设备故障预测与健康管理系统研究

针对目前以信号集中监测系统、道岔缺口系统为主要产品形态的铁路信号设备监测系统存在的数据孤岛、监测不全面等问题,以及实现故障状态修的需求,提出基于物联网技术、数据统计技术、数据挖掘技术、专家规则技术构建铁路信号设备故障预测与健康管理系统,彻底解决数据孤岛的问题,为道岔转换设备、轨道电路、继电器、信号机、电源屏等关键信号设备提供监测、预警、统计分析、趋势分析、故障诊断、健康评估等功能,初步实现信号设备的故障预测与健康管理,加快实现铁路信号设备状态修的步伐。

铁路5G专网应用需求研究及部署方案

通过对既有铁路移动通信专网现状的阐述,以及对于铁路移动通信应用需求的研究,重点提出3类铁路典型应用需求。结合铁路运用实际,提出铁路5G专网的概念,着重讲解铁路5G专网的功能架构,在此基础上,提出3种符合当前铁路移动通信专网建设要求的铁路5G专网部署方案,通过比较各自方案的优劣势,为未来铁路移动通信网络建设提供一定的理论依据,也为“5G+铁路”的快速落地和铁路智能化发展提供了基础支撑。

铁路5G-R智能手持终端设计方案

随着我国铁路5G-R网络建设和铁路移动互联网的发展,5G-R智能手持终端在铁路各专业中的应用将越来越广泛。介绍铁路手持终端发展现状与趋势;分析铁路手持终端在铁路各专业应用场景中的通信业务需求;提出5G-R智能手持终端的总体设计方案;从终端用户的使用体验出发,提出5G-R智能手持终端的多业务融合方案、业务优先级保障方案以及通信业务与移动应用融合方案;针对5G-R手持终端智能化和宽带化引入的网络安全问题,提出终端安全管控和移动应用商店解决方案。

铁路信号设备设施技术状态大数据平台的研究

为实现对铁路信号设备设施技术状态的实时采集与监控管理,满足铁路信号系统的信息共享和数据挖掘、分析、呈现的多维业务需求,在分析铁路信号系统现状及信号大数据平台建设意义的基础上,提出铁路信号设备设施技术状态大数据平台(简称"信号大数据平台")的总体技术方案。信号大数据平台将实现信号设备设施的全生命周期管理,全面系统的掌握全路信号设备设施工作状态及运用情况,并向运维人员提供故障报警、预警和状态评价等多维可视化的大数据应用服务。

中国神华重载铁路新一代LTE-R网络架构演进研究

在朔黄铁路既有LTE-R升级改造、国家能源集团计划建设统一网络之际,本文研究提出一种面向中国神华重载铁路的新一代LTE-R网络架构,并预留5G-R网络演进条件。针对核心网,提出采用4G/5G一体化核心网,采用云化架构、异地冗余部署,研究比较统一设置核心网和分散设置核心网两种组网方案并给出选择建议;针对无线接入网,提出采用TDD网络制式,给出频率使用方案,研究比较同频交织、单网+板卡冗余、双网主备、双网双活等4种组网方案并给出选择建议。最后,提出LTE-R网络向5G-R网络演进的方案。

基于大数据技术的轨道电路室外设备PHM研究

铁路电务专业迫切需要掌握轨道电路室外设备工作状态、运行质量和工况信息,同时能完成自身健康状态的监控和预警,辅助运维人员实现"状态修"。针对上述需求,提出基于大数据技术和物联网技术,将轨道电路室外设备的实时工作状态和工况信息进行采集、整合、处理、分析,构建一种安全、高效、智能的故障诊断预测和健康管理平台,研究并探索轨道电路室外设备"预测修"的方法,推动PHM辅助电务运维人员高质量完成运维工作。

基于交叉熵的海上风电经柔性低频送出系统海缆纵联保护

柔性低频输电系统交流海缆线路两侧为电力电子换流器,故障电流特性由换流器控制策略决定,与传统同步电源存在差别,导致传统电流差动保护存在不正确动作风险。为解决此问题,基于海上风电经柔性低频输电送出系统海缆线路的故障电流特性,对传统电流差动保护进行了动作性能分析,揭示了动作性能下降的原因,提出了一种基于交叉熵算法的新型纵联保护方案。该方案先对一侧电流采样值进行虚拟负电容补偿和相反数处理,再计算其与另一侧电流的交叉熵,根据交叉熵的变化判断区外和区内故障。硬件在环实验结果表明:该方案能在海缆发生各种类型故障时正确动作,抗高过渡电阻的能力强,同时对TA测量误差具备良好的耐受能力,可作为柔性低频输电海缆的主保护。

5G在智慧轨道交通中的创新应用

随着交通强国建设纲要的印发实施,我国轨道交通从快速建设阶段正式转入智能化发展的新时期。与此同时,5G移动通信技术的成熟及商用助力我国智慧轨道交通的创新应用。文章在系统阐述智慧轨道交通国内外发展现状的基础上,提出8个基于5G技术与智慧轨道交通建设路径融合的“5G+智慧轨道交通”重点应用场景,以及智慧轨道交通发展过程中5G技术需要面临的4项技术挑战,最后提出5G+智慧轨道交通的技术架构,并对未来智慧轨道交通的发展进行展望。

基于RFID定位的铁路隧道漏缆视频巡检方案

分析当前铁路隧道漏缆巡检维护的现状及发展趋势,提出利用射频识别(RFID)技术辅助定位的视频巡检方案。搭载视频巡检设备的电务检测车在行驶过程中,采集漏缆图像并检测部署在漏缆沿线的RFID参考标签,以获得位置信息并计算得到车速;图像处理系统对图像进行分析处理,当检测到外观故障或安全隐患时,生成维护任务并下发到智能终端;作业人员利用智能终端定位到需要维护作业的位置区间,完成作业任务并利用智能终端将作业结果返回运维中心。该方案可实现完整的"车辆巡检—故障检测—现场作业"的智能运维模式,有效提升运维效率。

铁路轨旁设备设施视频检测识别系统

随着铁路网的逐步完善,新ICT技术在各行业的广泛应用以及智能铁路发展的新要求,对铁路电务部门的运维工作提出了新挑战,迫切需要打破目前单一的运维模式,采用更加安全高效的监测检测技术手段,进一步保障铁路运营安全。高清视频图像感知技术、云计算、大数据、物联网技术的逐步成熟,给电务专业检测工作提供了新契机。铁路轨旁设备设施视频检测识别系统将轨旁设备设施的物理外观类故障等"直观"故障现象,通过车载视频图像分析处理的方式检测标记出来,大大提高了巡检效率和识别报警的准确率,构建了全新的电务专业巡检和检测方式,逐步形成"通信、信号双专业联动""固移联动""边缘与中心云平台"的电务智能分析预警与健康管理机制。

基于超融合基础架构的铁路云数据中心建设方案

在充分研究铁路信息化发展现状、演进困境以及云计算平台技术的基础上,结合中国国家铁路集团有限公司对于信息化的总体规划,提出铁路云数据中心的总体技术架构,详细阐述基于云计算技术的铁路数据中心平台优势。对涉及到的关键技术:超融合技术和网络拓扑技术展开说明。立足铁路云数据中心规划建设角度,重点从IaaS层资源规划、云管平台建设、网络架构设计和云平台双活灾备建设4个方面进行详细论述。为铁路云数据中心规划、设计、建设提供理论基础和技术支撑,也为后续工程现场实施提供重要的建设思路支撑和实验室数据支撑。