中国铁道科学研究院集团有限公司2018年度科技成果简介(续二)

10 GTC-80X型钢轨探伤车

项目主要研究内容包括：(1)采用优化的轮式超声传感器技术、PXI总线结构的超声波多通道并行发射接收实时处理技术、神经网络和决策树算法相结合的钢轨伤损智能识别技术，实现了在役钢轨伤损80 km·h-1的在线检测、实时智能识别和报告自动出具；(2)采用基于轨廓数据的二维激光对中控制技术，实现了实时动态检测条件下普速铁路对中标准偏差1.15 mm、高速铁路对中标准偏差0.71 mm；(3)探伤车模块化设计，实现了模块化单元包在装车前的独立安装、调试、试验，然后在车上进行悬挂安装，便于检修和升级；(4)在探伤车上采用可互为备用的双机双发、动力分散下沉式设计，并首创了工况选择功能，减小了车内噪声，增大了车内使用空间，改善了车内探伤作业环境，提升了车辆动力学性能和现场工作可靠性；并通过选择检测工况或生活工况，能够进一步提升检测车或生活车的舒适性；(5)针对探伤检测关键部件设计了专用抗蛇行走行部，采用密结式车钩技术，优化车体与走行部连接，并采用第Ⅱ位转向架的安装位置，提升了检测稳定性。主要技术创新点包括：(1)提出了基于神经网络和决策树算法的钢轨伤损智能识别方法，结合优化的轮式超声波传感器技术、超声波多通道并行发射接收实时处理技术，自主研制了TKGT-Ⅰ型钢轨超声波探伤作业系统，提高了钢轨探伤数据处理速度和伤损识别能力，实现了80 km·h-1检测速度下钢轨内部伤损的有效探测与识别；(2)基于钢轨二维激光扫描轨廓数据，提出了快速精准伺服控制策略，研制了ATCS-1型自动对中控制系统。检测速度75～80 km·h-1，普速铁路对中标准偏差1.15 mm、高速铁路对中标准偏差0.71 mm，实现了实时动态检测条件下的探轮精确自动对中。GTC-80X型钢轨探伤车样车在上海局管内高速铁路和普速铁路运用考核1年，运用里程32 293 km、作业时间742 h，经国家铁路产品质量监督检验中心检验，综合判定其运用考核和解体检查结果合格。2017年6月27日在襄阳标定线与安装进口探伤系统的GTC-80J型探伤车(GTC-824J号)进行的连挂对比试验表明，样车检出率和误报率均优于GTC-80J型探伤车。项目于2018年11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。

11 机车车轮故障预测及健康管理技术研究

该项目设计开发机车车轮故障预测及健康管理系统(简称PHM+Wheel系统)，实现多维度的车轮信息查询、检索、统计、分析，直观展示车轮的健康状态综合评估结果及剩余使用寿命预测，提供单体车轮及机车整车经济化镟修方案推荐。试点运用考核过程中丰富和优化了系统的数据统计分析、健康状态综合评估、镟修方案建议和寿命预测功能，为车轮数字化精准预防修提供有效数据积累和技术支撑。技术创新点包括：(1)开发的PHM+Wheel系统开创性地实现了面向全路机车车轮覆盖全寿命周期的信息查询、数据统计分析、健康状态综合评估、剩余寿命预测和经济镟修方案建议；(2)物理失效模型和数据驱动相融合设计的PHM模型和软件，综合车轮的尺寸、运用状态、线路条件、制造参数等信息，及时评估车轮健康状态、预测下次镟修时机及剩余使用寿命、提供服役决策建议；(3)运用细化踏面廓形、踏面镟修参数计算方法等研究成果，综合机车每个车轮的使用状态和服役历程信息，制定整车的经济性镟修方案，向智能化镟修迈进；(4)车轮地面自动识别系统兼顾粘贴式和螺栓嵌入式电子标签的可靠识别，并精确定位轴序，及时校验轮车匹配关系，与配套的自动探伤测量系统合并报文，准确自动更新车轮检测数据库；(5)开发的PHM+Wheel系统APP运行在便携终端上，方便车间检修作业，提高系统信息采集效率。2017年7月起，PHM+Wheel系统在沈阳铁路局苏家屯机务段201台机车上试用考核1年，系统功能全部实现，软硬件运行稳定、安全可靠，符合机务信息化建设总体要求。项目于2018年8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 双层集装箱连接锁暂行技术条件

为更好地保证双层集装箱运输安全、提高车站作业效率，从连接锁选型、技术条件确定、理论计算、有限元仿真、现场试验等方面综合考虑，该项目研究设计S1Z型双层集装箱连接锁，以保障双层集装箱运输安全。主要技术创新点包括：(1)S1Z型连接锁结构设计合理，与原F3A型连接锁相比，可防止装车漏锁、途中意外开锁的风险，提高了运输安全性；装、卸车各减少一次登车作业，自重减轻10.7%，降低了劳动强度，提高了装卸作业效率，并能够减少连接锁维修量；(2)S1Z型连接锁在下层集装箱上的安装、拆卸操作简单，并能防止锁头方向误装，上层集装箱装卸作业顺畅，能够适应现场作业要求。项目于2018年9月通过了中国铁路总公司货运部、科技与信息化部组织的技术评审。

13 100 m长定尺钢轨(75 kg·m-1)普通平车运输装载加固方案及试验大纲

该项目结合现有100 m长定尺钢轨(60 kg·m-1)、75 m长75 kg·m-1钢轨普通平车运输装载加固方案，根据75 kg·m-1钢轨的截面特性，研究制定了100 m长定尺钢轨(75 kg·m-1)普通平车运输装载加固方案，设计了专用装载加固装置，通过对座架的强度计算和方案的装载加固性能、车辆动力学性能分析，从理论上论证了100 m长定尺钢轨(75 kg·m-1)普通平车运输装载加固方案的可行性。在理论研究的基础上编制了试验大纲，通过试验进一步验证方案的可行性。主要技术创新点是提出采用普通平车运输100 m长钢轨(75 kg·m-1)运输装载加固方案，设计专用座架、采用钢轨分层横向整体紧固技术，建立标准规范的运输试验方案。项目于2018年6月通过了中国铁路总公司工电部组织的技术评审。

14 铁路电子客票总体方案

本项目结合铁路自身业务特点，整合旅客出行的内外部信息，为旅客提供从车票购买、到乘车出行的全行程出行场景的电子化客票服务，同时通过系统化的安全保障措施，确保信息安全和系统运行稳定可靠。对内基于业务视角由购票用户向乘车旅客的转移，优化客运服务流程，提升经营管理智能化水平，对外提高旅客出行体验，提升铁路行业整体形象。主要

技术创新点包括：(1)全行程旅客服务信息的整合；(2)基于分布环境的数据实时同步技术；(3)二维码加密及在电子客票检票中的应用；(4)全渠道电子客票变更；(5)基于实名制验证数据的二次验证检票；(6)线上线下一体化的人脸比对应用框架。项目于2018年7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 铁路客运价格管理应用V1.0

为适应铁路客运价格市场化发展、价格归口规范管理、提高价格管理水平、提升经营效益等需求，项目研究与之相适应的客运价格管理信息化系统。主要研究内容包括以下几个方面：(1)实现价格分级归口管理。客运价格管理应用采用两级管理的策略，实现独立的价格管理应用，重新规划功能分类，理清管理界面；(2)实现动车组票价计算自动化，明晰动车组计价规则，规划计价规则库，设计计价流程公式；(3)实现智能化票价维护管理，设计采用模板组合化的维护方式，实现对不同计价规则、不同票价执行策略的动态管理，构建灵活、快速适应的票价管理系统。技术创新点包括：(1)建立统一的铁路客运价格管理平台；(2)实现多种接入方式及异构终端高并发的系统架构；(3)建立完善的、适应市场运营需求的票价计价模型；(4)制定基于客运价格管理统一的基础数据编码体系；(5)设计友好、易于维护的价格管理软件。2017年8月中旬项目首先在成都局开始试点应用，试点完成后于10月完成全路客运价格管理应用的推广工作。项目于2018年7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 铁路建设管理系统(1.0)方案

项目的主要研究内容包括：(1)建设统一的铁路建设管理系统，建设以云计算、物联网、大数据、移动物联网等技术为手段的统一的铁路建设管理系统1.0版本，实现铁路建设可视化管理、数字化施工，实现铁路建设各阶段信息有序衔接的全生命周期管理目标，有效提升铁路项目建设管理水平；(2)构建铁路建设项目管理应用系统。强化工程建设质量源头控制，优化完善铁路建设质量管理应用，提升安全管理、进度管理、投资管理等信息化应用能力，深化工程调度指挥应用，实现调度信息和应急事件的及时传递；(3)健全铁路建设信息化标准规范体系。以信息化标准体系框架为指导，制定铁路建设信息化标准制修订工作计划，加强业务应用与业务流程，以及主数据、地理信息、元数据等基础数据、数据交换共享、网络安全等标准制定和标准化管理工作。同时建立与标准化管理工作相适应的规章制度体系，有序推进铁路建设管理信息化标准规范与规章制度建设；(4)构建铁路建设信息化网络安全体系。坚持信息化与网络安全同步规划、同步建设、同步使用原则，以保障铁路建设管理基础设施和业务应用系统安全稳定运行为目标，落实网络安全等级保护制度，加强网络安全管理，强化网络安全技术保障能力，完善网络安全运维措施，形成集管理、技术、运维为一体的网络安全保障体系。技术创新点包括：(1)基于铁路建设复杂场景的基础数据管理和服务；(2)服务于铁路工程建设的多层级多应用云平台；(3)基于移动互联的铁路建设泛在智能感知体系。项目于2018年2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。

17 铁路物资管理信息系统V3.0

该项目按照中国铁路总公司物资管理制度办法及归口管理、统一业务流程两项要求进行设计研发，涵盖物资管理的全过程，旨在完善信息公开和信息共享，实现纵向贯通、横向协同，支撑铁路物资管理和业务实现。系统设计了统一规范的数据接口、通信协议、业务逻辑及应用模式，构建了总公司、铁路局两级联网的系统架构，研发了总公司、铁路局、基层单位三级应用的管理系统，实现了对铁路物资的归口管理、统一作业、联网应用及过程管理。技术创新点包括(1)基于工作流的业务流程优化；(2)数据综合分析及可视化；(3)物资业务全过程管理；(4)与企业内部财务预算和成本核算的业务协同；(5)与企业外部供应链的业务协同。系统在总公司和18个铁路局2级部署，在总公司、铁路局、基层单位3级应用，覆盖全路有材料管理的单位。系统在诸多方面带来了新的改进：(1)规范了经营管理秩序；(2)提高监管能力，防控廉政风险；(3)提高了工作效率和员工满意度。项目于2018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。

18 铁路客运车站导航应用总体方案

该项目以铁路信息化总体规划为指导，主要展开以下几个方面的研究：(1)基于蓝牙的多源融合定位技术和室内在线引导服务技术，在车站内构建定位、导航模型；(2)基于位置信息与铁路客运信息融合的技术，实现旅客全流程客运引导服务；(3)基于移动端于PC端快速矢量地图创建技术，实现地图的动态快速创建及发布；(4)通过深度挖掘站内位置数据，可视化并直观展现站内区域旅客停留时长、拥挤程度，车站利用可视化数据提升管理运营效力；(5)内外网数据安全交互及加密技术，实现内外网数据安全存储交互。主要技术创新点包括：(1)基于蓝牙的融合定位；(2)基于A*算法的站内路径规划、导航；(3)基于三维的室内导航；(4)精准客运及营销服务信息推送；(5)深度数据挖掘可视化展示。研究成果已在青岛北、青岛、西安北、大连北、沈阳、沈阳北、沈阳南、长沙南、通辽、昆明南等车站展开了试点应用。下一步将在京张高铁北京北、清河、张家口南、太子城4个车站展开应用，并逐步向全路站房结构复杂的客运车站推广应用。项目于2018年8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。

19 铁路北斗应用服务平台总体技术方案

项目以《铁路信息化总体规划》为指导，从资源共享、整体应用、高质量服务等角度，建设铁路北斗应用服务平台(以下简称"北斗平台")，实现高精度位置服务统一提供，向用户提供厘米级至亚米级的精确实时定位服务，以及毫米级的准实时定位服务；实现授时服务统一提供，为终端设备、业务应用系统提供精准时间服务；实现通信服务统一提供，为终端设备之间、终端设备与北斗平台之间，以及终端设备与普通手机用户之间提供短报文通信服务；实现在网设备统一管理，准确掌握全路卫星导航应用设备在网状态、位置等信息，并实现全路在网设备综合展示；支持时空信息共享，为铁路数据服务平台提供在网设备时空信息，支撑基于时空信息大数据分析，支持与路外其他行业、企业时空信息共享。为铁路勘察设计、工程建设、运营维护全生命周期各业务领域提供北斗应用支撑，促进铁路业务与信息化深度融合，推动铁路信息化总体规划的落地。主要技术创新点包括：(1)按照《铁路信息化总体规划》要求，北斗平台采用集中式部署，充分利用总公司主数据中心硬件资源及系统软件资源，平台部署于总公司主数据中心，纳入主数据中心灾备机制；(2)高精度位置服务，为铁路行业高精度应用提供不同精度级别的差分服务，接收铁路沿线的基准站的原始观测数据，经过数据接收、数据处理、运行监控及差分服务发布等功能，为铁路各业务现场终端提供高精度位置服务；(3)通信服务，依托铁路北斗民用分理级服务资质，通过平台与卫星地面总站的连接，为铁路行业北斗短报文应用提供短报文通信服务，并对铁路行业北斗短报文应用进行运营管理。依托平台，已开展了徐盐线、连盐线、厦深线等应用，平台将支撑京张、京沪、蒙华等北斗示范应用。项目于2018年12月通过了中国铁路总公司科技与信息化部、工电部组织的技术评审。

20 京沈客专综合试验铁路LTE-R宽带移动通信系统试验

为保证京沈LTE-R试验段的顺利进行，通过在华为技术有限公司V1openlab实验室和中兴通讯西安研发中心铁路通讯实验室对LTE-R试验系统设备功能、应用功能、系统性能、接口和服务质量等测试验证，确定京沈现场试验设备软件版本，保证现场试验设备的可靠可用。实验室静态测试分为单系统测试和系统间接口互联测试。单系统测试内容主要包括：

(1)设备类测试，主要对LTE-R系统核心网的MME、SGW、PGW等网元，接入网的eNodeB进行测试，验证LTE-R系统关键设备的性能；(2)应用功能类测试，主要对LTE-R系统的语音个呼、语音组呼、紧急组呼、智能网业务进行测试，验证LTE-R系统的业务能力；(3)承载能力和服务质量测试，承载能力测试内容包括LTE-R系统的接收电平、信噪比与服务质量、频谱效率的关系，综合承载多业务网络性能试验；服务质量测试包括切换类测试、语音业务带宽测试、上下行均值、峰值吞吐量测试。相比于GSM-R，LTE-R的技术创新点在于：(1)宽带移动通信系统承载业务，LTE-R为宽带移动通信系统，其支持1.4,3,5,10,15和20 MHz几种带宽；(2)实现更高的传输速率和频谱效率，LTE-R系统采用了新的多址技术、调制技术、MIMO技术，具有更大吞吐量和更好的频谱利用率，使得无线通信在视频监控等宽带业务上有更大的发挥空间；(3)实现更低的数据传输时延，相比于GSM-R的网络结构，LTE-R采用扁平化全IP网络架构，简化了许多网元，可以进一步缩短列控、调度等业务的传输时间，保证铁路运输的安全性和可靠性。经过在华为、中兴实验室对LTE-R系统的设备功能、应用功能、系统性能、接口和服务质量等测试验证，测试结果均满足京沈客专综合试验LTE-R系统的试验要求。项目于2018年2月通过了中国铁路总公司科技与信息化部、工电部组织的技术评审。