智能高鐵體系架構(gòu)及京張高鐵示范應(yīng)用

主要完成人：1王同軍，2李平，3馬建軍，4譚立剛，5王勇，6錢(qián)征宇，7張伯駒，8沈東升，9李博，10閻志遠(yuǎn)，11劉俊，12苗蕾，13曾憲海，14呂剛，15劉延宏，16于進(jìn)江， 17楊斌，18王萬(wàn)齊，19霍保世，20王明哲，21盧文龍，22張志科，23魏峰，24劉彬，25楊桉，26史天運(yùn)，27王瑞斌，28閆永利，29張翠兵，30李俊波，31李永恒，32臧釗，33劉國(guó)梁，34沈智，35郭悅，36馮小芳，37邵賽，38王輝，39劉克現(xiàn)，40張忠良

主要完成單位：1中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，2中國(guó)鐵路建設(shè)管理有限公司，3中國(guó)鐵路北京局集團(tuán)有限公司，4京張城際鐵路有限公司，5中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢(xún)集團(tuán)有限公司，6北京經(jīng)緯信息技術(shù)有限公司??推薦單位：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司

智能高鐵是世界新生事物和未來(lái)發(fā)展方向，迫切需要構(gòu)建頂層體系架構(gòu)，并對(duì)關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)進(jìn)行工程驗(yàn)證。項(xiàng)目組在國(guó)家和省部級(jí)10余項(xiàng)課題資助下，科學(xué)界定智能高鐵定義與內(nèi)涵，構(gòu)建高普適性智能高鐵體系架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)體系，成功指導(dǎo)建成世界首條智能高鐵——京張高鐵示范工程，形成我國(guó)智能高鐵成套世界領(lǐng)先技術(shù)。

一、主要科技創(chuàng)新

（1）首次給出智能高鐵定義和內(nèi)涵，創(chuàng)建了“技術(shù)體系-標(biāo)準(zhǔn)體系-數(shù)據(jù)體系”三位一體的智能高鐵體系架構(gòu)，提出了“模數(shù)驅(qū)動(dòng)、軸面協(xié)同”的智能高鐵復(fù)雜巨系統(tǒng)工程管理方法，編制國(guó)鐵集團(tuán)智能高鐵體系架構(gòu)1.0標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)開(kāi)展了京張高鐵技術(shù)創(chuàng)新和智能化提升。攻克了智能高鐵全業(yè)務(wù)全要素?cái)?shù)據(jù)集成、動(dòng)態(tài)分層分級(jí)分類(lèi)存儲(chǔ)、流批計(jì)算+通專(zhuān)結(jié)合的高效數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù)，基于PaaS+微服務(wù)模式研發(fā)了智能高鐵一體化基礎(chǔ)信息平臺(tái)。

（2）智能建造領(lǐng)域，首次提出了中國(guó)鐵路BIM標(biāo)準(zhǔn)體系，攻克了基于BIM的多專(zhuān)業(yè)協(xié)同應(yīng)用等關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)了覆蓋建設(shè)全過(guò)程、全專(zhuān)業(yè)、多尺度、多場(chǎng)景的鐵路BIM服務(wù)平臺(tái)，研制了面向復(fù)雜建設(shè)工況的系列感知設(shè)備，構(gòu)建了鐵路工程建設(shè)成套智能管控應(yīng)用體系，創(chuàng)新了路橋隧軌、站房及四電工程智能建造技術(shù)，創(chuàng)新了基于BIM的鐵路工程全生命周期管理模式，京張高鐵BIM應(yīng)用獲得建筑智慧國(guó)際組織（bSI）大獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)國(guó)際引領(lǐng)。

（3）智能裝備領(lǐng)域，研究構(gòu)建了移動(dòng)裝備和固定設(shè)施監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，并依托京張高鐵進(jìn)行了體系驗(yàn)證。建立了動(dòng)車(chē)組故障預(yù)測(cè)、視情維修模型，研發(fā)了動(dòng)車(chē)組故障預(yù)測(cè)和健康管理（PHM）平臺(tái)并示范應(yīng)用。研發(fā)了基于北斗高精度定位的鐵路基礎(chǔ)設(shè)施連續(xù)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 實(shí)現(xiàn)京張高鐵路基、邊坡、隧道仰坡、通信鐵塔等的毫米級(jí)形變位移監(jiān)測(cè)。研發(fā)了高鐵災(zāi)害監(jiān)測(cè)及基礎(chǔ)設(shè)施視頻大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)并示范應(yīng)用。

（4）智能運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域，研究構(gòu)建了涵蓋養(yǎng)護(hù)維修、運(yùn)輸調(diào)度、客運(yùn)管理、旅客服務(wù)等成套技術(shù)方案，并依托京張高鐵進(jìn)行了方案驗(yàn)證。創(chuàng)新性提出了基于模數(shù)驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同運(yùn)維體系，創(chuàng)新了面向運(yùn)輸全過(guò)程的多工種協(xié)同調(diào)度和局站協(xié)調(diào)，提出不同階段計(jì)劃一體化貫通和全業(yè)務(wù)數(shù)字化融合的綜合調(diào)度設(shè)計(jì)方法，創(chuàng)新了面向車(chē)站服務(wù)與管理的“人-設(shè)備-環(huán)境”協(xié)同體系，攻克了柔性動(dòng)態(tài)翻譯和多語(yǔ)種智能匹配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。

二、項(xiàng)目評(píng)價(jià)

2021年1月19日，習(xí)近平總書(shū)記乘坐京張高鐵考察北京冬奧會(huì)、冬殘奧會(huì)籌辦工作時(shí)指出“我國(guó)自主創(chuàng)新的一個(gè)成功范例就是高鐵，從無(wú)到有，從引進(jìn)、消化、吸收再創(chuàng)新到自主創(chuàng)新，現(xiàn)在已經(jīng)領(lǐng)跑世界”。中國(guó)工程院多位院士給出評(píng)價(jià)：“該項(xiàng)目研究成果總體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。

三、效益及成果

成果已經(jīng)推廣應(yīng)用到京雄城際鐵路等其他高鐵線(xiàn)路，輻射應(yīng)用到智能城際、國(guó)能集團(tuán)、管網(wǎng)集團(tuán)等路外單位，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約43.73億元。項(xiàng)目獲發(fā)明專(zhuān)利20項(xiàng)、軟件著作權(quán)76項(xiàng)，形成標(biāo)準(zhǔn)124項(xiàng)，國(guó)家及省部級(jí)評(píng)審79項(xiàng)，出版著作4部，發(fā)表論文117篇。

來(lái)源：中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)