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中国铁道科学研究院集团有限公司2017年度科技成果简介(续一)

2018-01-28闫璐

中国铁道科学 2018年5期
关键词:总公司铁路设备

5 CTCS智能运维系统

采用了大数据、云平台等先进技术,充分利用采集到的地面、车载信号系统的信息进行关键数据比对和信号逻辑分析,通过智能化的预警分析技术和故障诊断技术辅助并指导现场设备维护,提高电务部门维护水平和维护效率。预警分析技术24小时不间断地、在线实时地分析所采集的数据,在事前及时捕获设备隐患和潜在的危险,预防设备故障发生;故障诊断技术在故障发生时分析信号设备故障原因、处所,给出维修意见,缩短故障处理时间。主要技术创新点包括:(1)智能分析技术,实现了多系统信息一致性比对分析及预警;(2)故障诊断技术,快速定位到故障点;(3)大数据应用技术,实现了故障的分析及预测;(4)三维逻辑仿真技术,实现了多维度可视化维修作业;(5)GIS技术,实现了应急指挥作业。开发的CTCS智能运维系统已经在大西客专高速综合试验段经过1年多的现场运用,系统工作稳定、功能完善、现场运行状态良好,对保证信号设备的正常运用发挥了很大的作用,极大地提高信号设备维护效率和维修水平,已成为电务维修的重要工具,在推动电务维修体制向状态修方向发展方面提供了可靠的技术保障。目前已与武汉铁路局达成了合作意向,计划在武孝线推广使用CTCS智能运维系统。项目于2017年8月通过了中国铁路总公司科技管理部组织的技术评审。

6 计算机联锁设备接口测试规范

主要研究内容包括:规定了CBI与列控中心、CBI与无线闭塞中心、CBI与CBI间的通信接口仿真试验环境、试验内容和方法,以及仿真环境的界面显示标准、接口试验表格内容。主要创新点为首次提出联锁接口测试标准规范,通过接口仿真测试、试验,验证CBI与TCC、RBC、相邻CBI接口数据的正确性,并验证CBI接收信息、发送信息的相关联锁逻辑正确。主要技术指标包括:(1)适用于设备管理单位和联锁供应商的联锁接口仿真试验;(2)各联锁供应商提供的接口模拟软件为统一的界面;(3)各设备管理单位可按照规范的试验方法和附件的表格进行接口仿真试验。成果将于2018年应用于高速铁路工程项目的联锁仿真试验。项目于2017年8月通过了中国铁路总公司工电部组织的技术评审。

7 车载无线通信设备运用维护管理系统

车载无线通信设备运用维护管理系统是集成车载通信设备出入库检测联网技术、在途监测技术、自动化检修技术、客列尾中继器远程管理技术等功能的大型信息管理系统,以机车综合无线通信设备(CIR)、双模列尾设备运用、维护、在途状态、历史检测维修记录等数据为基础,提供设备全生命周期管理,提高管理效率。主要研究内容包括:(1)库检作业管理;(2)集中检修管理;(3)设备履历管理;(4)在途监测管理;(5)客列尾中继器管理;(6)辅助管理。系统建立总公司、铁路局两级服务器架构,接入段、车间、工区,实现两级部署五级运用和全路车载无线通信设备运用维护信息化管理,达成设备在途运用、出入库检测、集中检修等全生命周期管理的现代化管理目标。主要创新点包括:(1)实现车载设备的在途监测;(2)实现设备履历的全生命周期管理;(3)图形化还原司机对CIR设备的操作过程;(4)海量数据交换共享技术。经试用,系统各项功能、性能符合《通信车载无线设备运用维护管理系统需求规范》、《车载无线通信设备运用维护管理系统总体方案》等技术规范的要求,试用效果良好,达到预期目标。项目于2017年3月通过了中国铁路总公司科技管理部组织的技术评审。

8 铁路电子防盗锁

针对目前我国铁路普通白货整车运输过程中货物容易产生被盗,对货物在途监控跟踪的安全性及实时性较差等情况,无法满足客户运输需求的问题,采用RFID射频技术、基站定位、霍尔传感、嵌入式处理控制以及GPRS无线传输等技术研发了有源和无源两种铁路电子施封锁。技术创新点包括:(1)无源电子防盗锁采用不可伪造的超高频RFID射频识别技术设计,适合车辆高速通过不停车进行扫读,不但可以对车辆进行区间定位,也可以通过扫读信息来判断防盗锁是否被破坏,车门是否被打开;(2)有源电子防盗锁采用基站定位和霍尔传感技术进行设计,两种技术结合开发的一次性使用有源电子防盗锁,不但能够对加锁车辆进行长时间的定位追踪,而且能够准确判断锁体是否被破坏,货物是否被盗。该成果已在成都局、西安局、兰州局、昆明局、乌鲁木齐局和青藏公司等西部六个路局得到使用,并在物流总包项目(中铁快运茅台酒运输)、丰田小汽车配件运输、中石油西北分公司聚乙烯颗粒运输以及在蓉欧班列、苏满欧班列以及太原中欧班列上中得到了使用。项目于2017年2月通过了中国铁路总公司科技管理部组织的技术评审。

9 铁路公安重点名单比对系统

研究内容主要包括:(1)系统基于铁路实名制售票数据和公安重点人员数据,运用大数据技术,采用模块化设计,满足铁路公安机关重点人员实时比对、确定重点人员在布控期间的乘车信息等需求;(2)系统提供数据交换、数据比对、调度管理、比对结果查询等功能,及时推送重点人员的乘车信息给相关单位,提高公安机关重点人员比对的准确性及实时性,为公安机关重点人员管控提供有效的情报支撑和决策依据;(3)通过对数据安全、应用安全、网络安全等方面的安全设计,满足系统在使用过程中的安全需求。主要创新点如下:(1)采用了分布式大数据集群Hadoop技术,配合多副本机制,充分利用普通服务器,搭建1个大容量、高性能、可扩展的分布式存储系统,满足海量实名制乘车数据的存储问题以及安全可靠性要求;(2)采用主流的ETL(抽取、转换、加载)工具Kettle实现,Kettle可以实现灵活的导入流程定义、数据格式处理等而不用通过修改应用代码的方式实现;(3)比对分析采用高效的分布式计算框架Spark实现,能更好地适用于高性能的并行分析,获得更实时的比对能力和更高的比对命中率;(4)将客票系统数据规范和铁路公安分析、研判业务结合,提出铁路特有的比对流程和分析策略。本系统服务于铁路公安的同时,也为类似系统提供了成熟、高效的核查和预警方案,研究成果具有广阔的推广空间。项目于2017年3月通过了中国铁路总公司运输局信息化部组织的技术评审。

10 铁路总公司物资管理信息系统2.0

项目研究内容主要包括:建立供应商信息库、合同信息库、价格信息库;实现集约化物资管理模式下的纵向业务贯通、管理贯通;促进业务流程的优化再造;完善1.0版系统功能,增加物资采购管理、合同管理、价格管理、物资调剂等功能;实现物资过程管理;提高系统的安全性、稳定性和整体运行效率等等。主要创新点体现在以下几个方面:(1)基于平台+组件的系统架构和开发架构;(2)基于工作流的业务流程优化及业务协同技术;(3)基于Web Service的数据共享技术;(4)数据综合分析及可视化技术;(5)实现物资业务全过程管理;(6)物资采购业务流程再造及闭环管理;(7)与企业内部财务预算、成本核算的业务协同;(8)与企业外部供应链的业务协同。系统在中国铁路总公司、铁路局两级部署,已应用于中国铁路总公司物资部、计统部和车辆部、18个铁路局、900多个基层站段、中国铁路建设投资公司、经济规划研究院等,主要用户为各级物资管理部门及相关人员,实现了总公司和所属企业的综合联网应用,系统全路覆盖。项目于2017年4月通过了中国铁路总公司运输局信息化部组织的技术评审。

11 铁路运输企业分线成本核算系统

铁路运输企业分线成本核算工作要求铁路总公司下辖铁路局、专业运输公司、控股合资铁路公司范围内的所有独立核算运输站段(含运输辅助单位)对运输成本费用均进行分线成本核算。分线成本核算系统是在现有成本核算方法的基础上,利用信息化手段,以现有统计工作量为依据,以独立核算单位为单元,将运输成本费用以线路为归集对象,按照不同线别进行核算。主要技术创新点包括:(1) 建立字典审批体系,实现基础信息的标准化和规范化;(2)建立共享平台,并通过签收机制、收审机制确保数据正确可用;(3)建立完整卡控体系,实现数据流程卡控;(4)建立模型统一机制,实现分线模型集中维护、更新;(5)建立检测更新服务,通过调度任务实现大量数据的自动上报。分线成本核算系统开发营运满足了财政部对总公司提出的建立公益性与经营性运输、线路单独核算机制的要求,为吸引社会资本推动铁路发展,以及提高铁路成本管理水平奠定了基础。系统在中国铁路总公司及下辖铁路局、专业运输公司、控股合资铁路公司范围内的所有独立核算运输站段(含运输辅助单位),约1700个单位正式上线应用,终端用户约3500个。项目于2017年9月通过了中国铁路总公司科技与信息化部组织的技术评审。

12 铁路公用基础编码及主数据管理平台

铁路主数据管理平台围绕铁路信息化建设过程中出现的编码不一致、一物多码等现象,研制了全路统一的主数据管理平台,为各业务系统提供及时、统一、准确、权威的主数据,规范主数据管理办法,制定主数据相关标准,提高铁路基础数据的质量,促进跨系统信息共享和行业大数据综合应用。主要技术创新点包括:(1)基于规则的数据加载及清洗技术;(2)海量数据交换共享技术;(3)基于内存计算的Redis技术;(4)海量数据表分区技术;(5)基于时间戳的数据版本管理及追溯技术;(6)solr全文检索引擎。铁路主数据管理平台已在全路正式推广应用,实现了固定设施、移动设备、运输产品、物资设备、人员机构5大类、28项主数据、154项字段的统一维护,管理主数据记录数多达200余万条,为中国铁路总公司各业务司局、18个铁路局、各主要业务信息系统等近百个用户提供统一、规范、权威、及时的主数据。对促进业务系统信息共享、提高铁路数据资产质量、推进全路大数据综合应用等意义重大。同时,平台的建立避免了各个专业系统单独进行基础数据的维护,每年可减少数千万元的重复性维护开支,具有显著的社会和经济效益。项目于2017年6月通过了中国铁路总公司科技与信息化部组织的技术评审。

13 铁路通信设备设施技术状态大数据应用总体方案

主要研究内容包括:(1)在总公司和铁路局两级搭建铁路通信大数据应用,为各类通信设备技术状态信息的集成融合、信息共享和综合应用提供运行环境,支撑总公司、铁路局、通信段(含车间和班组)联网应用;(2) 研发部署铁路通信大数据应用数据采集软件和接口,按照铁路通信设备设施单元划分、通信设备单元及故障的统一编码,实现通信设备设施技术状态信息的单元化、结构化采集和存储;(3) 研发部署铁路通信大数据应用应用软件,实现通信设备主数据的统一管理与发布、通信设备的全寿命周期电子履历管理,以及通信设备技术状态大数据分析和综合应用。主要技术创新点包括:(1)铁路通信大数据应用需求分析研究;(2)研究提出铁路通信大数据应用总体体系架构;(3)研究提出铁路通信大数据应用的应用功能和支撑功能设计;(4)研究提出铁路通信设备技术状态数据接口方案。应用软件已在北京、济南、上海开展试点应用,按计划2018年将推广至全路应用。项目于2017年10月通过了中国铁路总公司科技与信息化部组织的技术评审。

14 铁路数据服务平台

该平台由基础数据管理、数据集成、数据共享、大数据存储与分析等四部分组成。基础数据管理用于实现铁路主数据、地理信息及元数据的规范化管理;数据集成用于实现结构化数据和非结构化数据的抽取、转换和导入;数据共享用于实现结构化数据及非结构化数据的存储及共享;大数据存储与分析按照主题域将数据抽取到数据仓库中并形成数据集市,提供数据分析、多维报表、管理员驾驶舱、数据挖掘等功能。主要技术创新点体现在:提供面向全数据类型的数据接入、数据存储及计算能力,对铁路各业务领域数据资源进行集成整合,打破各应用系统间的数据壁垒,形成数据资源的全景视图,实现数据资源的精细化管理,提供数据综合分析能力,支撑各领域大数据分析应用的开展,盘活数据资产,深挖数据价值,为提升铁路生产经营能力、客户服务能力和开放共享能力提供支撑。目前,该平台已为多个铁路局和客专公司大数据课题项目提供了平台服务,其中包括《太原局安全大数据项目》《铁科院大数据平台建设项目》《广铁集团运输安全大数据系统建设项目》和《基于大数据应用的京沪高铁工务设备维修管理决策分析系统》等。项目于2017年9月通过了中国铁路总公司科技与信息化部组织的技术评审。

15 新一代客票系统2.0版总体方案

在全面总结新一代客票系统前期工程基础上,结合2017年春运互联网售票暴露出的问题和问卷调查结果,信息化部会同运输局组织多次需求研讨,编制了新一代客票系统2.0总体方案。新一代客票系统2.0版包含以下部分:扩容站外售票公网接入平台、优化系统架构、强化风险防控、 创新服务功能、 深化市场营销、强化管理提高效率、完善运维监控。主要技术创新点包括:(1)基于大数据的分析技术;(2)基于设备指纹和流式计算的风控技术;(3)无票候补模型及技术;(4)基于可达计算的换乘方案推荐技术;(5)基于价值嵌套的存量控制模型。成果已应用于复兴号Wi-Fi系统、复兴号座显系统、互联网订餐、接续换乘、动车组自主选座、微信支付功能、微信支付线、常旅客服务—“铁路畅行”会员计划、行程提醒服务、购票通知短信转微信等。项目于2017年4月通过了中国铁路总公司科技与信息化部组织的技术评审。

16 铁路桥梁静载试验自动控制装置的研制

随着高速铁路建设规模扩大,桥梁用量大幅增加,传统的试验方法难以满足试验过程自动化的运用要求和试验数据信息化的管理要求。因此,需要研制一种集加载、检测、记录等功能为一体的铁路桥梁静载试验自动控制装置。主要研究内容如下:调研分析现有铁路桥梁静载试验装置现状;研究提出铁路桥梁静载试验自动控制装置方案,实现同步准确、自动平衡加载及合格判定检验;铁路桥梁静载试验自动控制装置样机研制及试验验证。主要技术创新点包括:(1)创新性的研制了满足静载试验高荷载加载要求的变频机械千斤顶加载系统。开发制造了具备200吨精确加载能力的电控机械千斤顶;(2)研制了新型的桥梁静载试验加载控制及挠度检测系统;(3)创新了复杂场景下梁体微小裂缝的自动识别技术、解决了海量图像数据处理实时性难题、解决运动环境下图像拍摄一致性难题,研制出国内第一台通过图像处理方式进行混凝土裂缝检测的自动化装置,可实时识别静载试验中出现的混凝土桥梁表面受力裂缝,最小识别宽度为0.02 mm,识别准确率超过80%。试用效果表明该设备实现了铁路桥梁静载试验的全过程自动化和信息化,满足现场运用需求和铁路建设信息化管理要求。目前,该装置仍在郑万、郑阜、商合杭、银西客专等线路上被广泛应用,有效控制和提升了铁路桥梁质量水平。项目于2017年8月通过了中国铁路总公司科技管理部组织的技术评审。

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