铁路智能牵引供电系统技术研究与发展展望

世界铁路进入数字化时代,中国铁路开启智能化新时期。智能牵引供电系统是智能高铁"一核三翼"中智能装备的重要组成,本文通过研究智能牵引供电系统总体架构和层级组成,阐述其主要子系统(智能牵引供电设施、智能供电调度系统、智能供电运行检修管理系统、通信网络和接口工程)的定义内涵和主要功能要求,研究智能牵引供电系统各功能具体设备层面实现,主要包括设备智能一次设备、广域测控保护系统、辅助监控系统等系统组成和功能特点,并针对智能牵引供电系统发展方向提出推动接触网及电力工程智能技术研究、加快智能设备研制、深化研究大数据分析与智能决策、建立系统完备标准体系等建议。     

我国铁路智能建设与运营管理初探

研究目的:"推进智能高铁重大科研攻关"是铁路总公司近年来的重点工作,相关部门正力争攻克智能建设、智能装备、智能运营等关键技术。本文初步研究现阶段智能高铁建设与运营的技术手段框架体系,以智能京雄为例阐述铁路智能技术的应用,以期为相关研究提供参考。研究结论:(1)智能高铁建设的智能化手段已经多样,通过BIM、CIM、GIS等技术融合使用,可在站房设计、线路测绘、桥梁建造、隧道施工等多方面实现"智能化"、"信息化"管理,全面提高生产和管理效率;(2)智能高铁运营维护的智能化手段丰富,目前在牵引供电系统、信号系统、动车组检测、安全风险管理等方面应用广泛;(3)智能高铁涵盖了高铁建设、运营到服务的方方面面,将在智能建设、智能装备、智能运营的基础上,进一步提升乘客出行体验感、推动信息开放共享;(4)本研究结论可为智能高铁的建设与运营提供相关参考。     

铁路客站视频监控前端的设置方法与技术展望

铁路旅客车站视频监控系统作为一种有效的安防技术手段,不仅能够辅助客运作业人员实时监视车站内的情况,对于预警、取证及指挥救援工作也提供了有力的保障。首先针对铁路旅客车站的几种典型应用场景,提出相适应的视频监控前端设备的选型及布点方式,再结合京张高铁项目,阐述智能视频分析系统的功能和设计原则,最后对视频监控领域新技术、新设备的铁路行业应用进行展望。     

京张高铁运营安全大数据平台设计及关键技术

为提升北京—张家口高速铁路(简称:京张高铁)运营安全保障能力,实现对铁路沿线设备、人员、外部环境的安全管控,设计了京张高铁运营安全大数据平台的总体架构、数据架构、技术架构和主要业务功能,研究了基于粒子群算法的安全智能分级关键技术,对于建设京张高铁运营安全大数据平台,建立京张高铁运输安全保障体系,具有参考意义。     

智能牵引供电系统现状与发展

我国高速铁路即将进入智能高铁时代,结合国内外智能电网的发展,提出智能牵引供电系统,对系统的总体架构和层级划分,以及智能牵引变电所、智能供电调度系统、智能运行检修管理系统的组成和功能特点等进行阐述。智能牵引供电系统在京沈客专开展了工程试验,结果表明,该系统通过高速双向信息网络,将智能牵引供电设施、智能供电调度系统、智能供电运行检修管理系统互联,实现了系统资源优化整合及多信源数据共享,提高了牵引供电系统的安全性、可靠性和可用性,取得了预期成果。针对智能牵引供电系统的发展方向,提出推进标准化建设、智能设备集成化系列化、大数据分析、智慧决策及新技术应用等方面的建议。     

智能牵引变压器故障诊断技术研究

研究目的:构建智能牵引供电系统保障高速铁路安全可靠、优质高效的运营是我国高铁未来发展的方向,而牵引变压器作为牵引供电系统中的重要组成部分,对其开展智能化研究是智能牵引供电系统研究的关键。本文从牵引变压器在线监测需求入手,阐述对牵引变压器关键参量进行在线监测的智能化方案,且根据监测参量构建基于贝叶斯网络的牵引变压器故障诊断模型。研究结论:(1)在传统牵引变压器的基础上,加设牵引变压器光纤测温、油中气体在线监测及铁芯接地电流监测三大模块,可准确地掌握牵引变压器运行状态,是实现智能牵引变压器故障预测的数据源基础;(2)通过现场实例验证,基于贝叶斯网络的牵引变压器故障诊断模型准确性高,可实现牵引变压器的故障在线诊断;(3)本文研究成果可在电气化铁路牵引供电系统领域进行推广应用。     

京张高铁官厅水库特大桥工程智能建造及智能运维技术应用方案

北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）是服务于2022年北京冬奥会与冬残奥会的重要交通基础设施,也是支撑京津冀协同发展轨道交通网的重要组成部分。文章依托京张高铁重点工程—官厅水库特大桥工程,研究并整理了该桥建设期所采用的智能建造技术,将贯穿建设期、联调联试期、运营期的全生命周期智能监测系统与智能检修车装备结合形成了智能运营维护体系。京张高铁官厅水库特大桥建设中获得的智能化技术应用方面的经验可复制和推广,为后续智慧铁路建设提供参考。     

“精品工程、智能京张”建设稳步推进

正6智能京张高铁工程建设稳步推进,相关技术研发应用取得阶段成果,集中介绍京张高铁智能化的《树起中国高铁新标杆》专题片和作为智能京张高铁重要配套设备的智能动车组众创设计结果,于4月23日在中国铁道科学研究院集团有限公司公布。为建设好智能京张高铁,铁路部门积极采用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能、BIM等先进技术,精心设计、精心组织和精心施工,着力建设精品工程,突破智能建造、智能装备和智能运营关键技     

高速铁路周界入侵视频图像样本库

随着高速铁路的大规模建设与运营,视频监控系统在铁路沿线的应用规模越来越庞大,产生的视频数据爆炸性增长。基于图像的目标检测算法能及时发现监控画面中入侵高铁周界的异物,对保证安全运营具有重要意义。通过建设高铁周界入侵视频图像样本库,利用统一的高铁场景视频图像数据、目标检测算法、算法运行环境和算法评价标准,测试不同场景、天气下目标检测算法的功能有效性和现场适用性,为相关部门提供智能分析算法的标准化测试,以推动铁路视频图像分析的快速发展。     

便携式智能牵引供电系统检测装置及方法研究

智能牵引供电系统已全面应用于京张、京雄高铁中，广域保护装置的应用及层次化保护、自愈重构等智能化功能的应用均需新的测试手段进行检验。本文对便携式网络化检测设备进行研究，该检测设备具备满足小所智能化检测需求，在既有变电所测试装置基础上进行便携化改造，能满足变电所分布式扩容需求。装置具有较好的先进性，能够记录智能牵引供电系统各所亭内的所有IEC61850通信报文，实时监视自动化系统运行状况和工况，及时对异常情况进行报警，并可根据所记录的系统通信报文进行综合离线分析，查找并分析系统存在的隐患和异常，指导有关人员定位、排除系统隐患或故障。     

智能牵引变电所技术研究

结合国内外电力系统智能电网的发展及我国铁路牵引供电系统存在的问题,研究了智能牵引变电所的技术方案。对智能牵引变电所一次设备智能化方案、设备配置,保护测控系统的设备构成、两级保护功能配置,智能辅助系统总体技术架构等进行了研究,得出了适合电气化铁路的智能牵引变电所技术方案,并提出了智能牵引变电所的设计原则。     

牵引供电系统智能监控技术创新及应用

随着电气化铁路的大规模建设,牵引变电所亭数量的快速增长与现有运维值守人员数量不匹配的矛盾愈加严重。针对牵引变电所亭监控系统相关工程问题,提出牵引供电系统智能监控技术,通过引入计算机图像处理、电气自动化等领域的先进技术,提升当前牵引所亭辅助监控系统的智能化水平,进一步提高牵引所亭电气设备的运行安全性,提高运维工作效率。     

京张高铁多模态智能票务模式研究

针对北京2022年冬奥会和冬残奥会期间北京—张家口高速铁路(简称:京张高铁)的运营特征,为满足办赛/观赛方和高铁运营方的多元化运输需求,分析铁路新一代客票系统时期和铁路电子客票时期两阶段的铁路票务模式,以需求引领业务创新的方法,从多模态信息融合、多模态感知交互、多模态智能计算3个方面开展一系列票务关键技术研究,构建京张高铁多模态智能票务模式,形成售票、验票、检票及客服全行程国际化服务闭环,实现京张高铁售票服务国际化和智能化再提升,解决跨区域赛事场景下多元出行需求与高铁多模态票务的协同问题。     

牵引变电所综合辅助监控系统技术研究

结合智能变电站设计及我国铁路牵引供电系统中辅助监控存在的问题,研究了牵引变电所综合辅助监控技术方案,并对辅助监控系统的组成、功能、技术实现方案、接口、设备配置等进行了研究,得出了适合电气化铁路的牵引变电所综合辅助监控技术方案。     

智能高铁正加速驶来

正通过新一代信息技术与高速铁路技术的集成融合,我国铁路在智能建造、智能装备、智能运营等方面不断取得新进展,将逐步形成智能高铁设计、建造到运营全产业链成套技术,向实现全面自主控制的目标大步迈进。7月20日,北京至张家口高铁东花园隧道顺利贯通,京张高铁建设再次提速。它之所以受到广泛关注,不仅是因为京张高铁是2022年北京冬奥会重点配套工程,更为重要的是,它也是我国第一条智能化高速铁     

《电气化铁道》2023年第34卷1—6期总目次

随着城市轨道交通智能化的发展，既有城市轨道交通供电系统设计标准已不能满足智慧城轨的建设需求，需要对标准体系进行重新规划和研究。本文研究了国内外智能电网和国内铁路智能牵引供电系统的标准体系，结合城市轨道交通供电系统特点，提出了智能供电系统标准体系框架及系统标准的研究方向，以推进城市轨道交通智能供电系统的建设。     

京张高铁智能调度集中系统示范应用

智能调度集中系统是铁路调度指挥技术装备的未来发展方向。对京张高铁智能调度集中系统的架构、功能以及运用情况进行了说明。通过智能调度集中系统在京张高铁的示范应用,目前已积累了大量运营场景经验和系统运用数据,为实现智能调度集中的第2阶段目标（列车运行计划自动调整、早晚点预测等功能）打下了坚实基础,做好了技术储备。对智能调度集中系统运用数据进行统计,结果表明智能调度集中系统符合现场使用需求,可有效提高调度指挥效率。     

面向京张高铁智能客服创新研究与实践

介绍智能客服及其关键技术,分析并总结了智能客服在北京—张家口高速铁路(简称:京张高铁)12306互联网售票系统(简称:12306)客服电话、12306客户端、列车长乘务管理助手、实体机器人等方面的应用。通过12306智能语音导航系统在北京铁路客户服务中心试点运行,验证了智能客服在京张高铁应用的可行性。     

面向京张高铁的智能化服务总体应用框架设计

北京2022年冬奥会和冬残奥会(简称:冬奥会)是推动我国奥林匹克运动深入发展、展示中国高速铁路综合水平的重要机遇。为了满足冬奥会期间高质量、高水平的高速铁路运输需求,由中国铁道科学研究院集团有限公司牵头,组织多家单位共同研究"京张高铁智能化服务关键技术与示范"项目。文章介绍项目的研究目标和研究内容,从数据层、平台层和应用层等方面,设计项目的总体架构,分析面向冬奥会的北京—张家口高速铁路(简称:京张高铁)智能票务、智能站车旅客服务、复兴号奥运智能动车组、运营安全保障、隧道与地下车站智能分析和控制等关键技术,提练了面向智能出行、运营安全、人文冬奥等方面的创新点,对于提升京张高铁智能化服务水平和彰显中国文化,具有重要意义。     

高铁智能化——中国铁路又出发

2019年12月30日,世界上首条采用北斗卫星导航的智能高铁--京张高铁开通运营。110年前的1909年10月2日,中国第一条不使用外国资金及人员,由中国人自行设计、建造的京张铁路正式通车。遥想当年,中国要建京张铁路的消息一经传出,外国人便嘲讽"建造这条铁路的中国工程师尚未出生"。詹天佑创造性地在八达岭路段修建了"之"字形线路,使工程费用缩减为外国人预估的1/5;并利用"竖井施工法"开挖隧道,缩短了工期。足见从京张铁路到京张高铁,中国铁路在自主创新的轨道上从不停步,砥砺前行。