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...     

物联网在高速铁路灾害监测领域应用现状及前景分析

在对高速铁路灾害监测系统中物联网技术应用情况调研的基础上，分析RFID、无线传感网、智能传感等物联网技术在设备管理、大风报警信息自动处置、铁路崩塌落石及异物侵限监测中的应用前景，提出物联网技术在灾害监测系统设备状态监测、异物侵限监测、车地无线传输等方面的应用场景。     

基于5G-R的铁路物联网固定终端连接管理平台方案

5G-R系统是铁路下一代数字宽带移动通信系统,在民用5G系统的基础上针对中国铁路应用场景定制化开发。在高带宽、大连接、低时延的标准特性上,增加了集群通信、智能呼叫、位置管理等铁路特定功能。为适应智能铁路物联网需求发展,面向铁路沿线5G-R网络覆盖,针对铁路物联网数据回传与行车业务数据共网回传的需要,在5G-R体系中提出连接管理平台功能实体。连接管理平台用于管理铁路物联网中进行基础设备设施监测检测的地面固定终端,通过协调数据发送计划,平衡无线网络话务量,实现对无线资源的统一调度,在保障行车数据传送的基础上实现铁路基础设备设施监测检测系统数据有序回传。针对铁路基础设备设施监测检测系统固定终端的业务需求,对连接管理平台的系统架构、功能组成、运维管理提出细化方案。     

基于窄带物联网的全电子联锁远程监测系统研究

伴随全电子联锁系统的推广应用,针对实时监测系统运行状态和及时有效进行设备维护的需求,结合全电子联锁系统执行单元特点并采用窄带物联网技术,从系统软硬件两方面研究设计了一种全电子联锁远程监测系统。在此基础上,通过对系统在交互通信时数据传输过程可能存在遭受窃取、伪造等安全风险的分析,提出系统通信数据的加密模型并优化了密钥更新算法。系统测试、通信数据加密模型及密钥更新算法验证结果表明,研究的全电子联锁远程监测系统能够实现实时监测全电子联锁系统设备并将设备状态或故障信息安全传输和显示于用户终端,提出的通信数据加密模型及密钥更新算法能够有效地保障通信数据的传输安全,系统设计能够满足铁路安全运营和维护的需要。     

客运列车智能上水系统的研究

针对铁路上水作业存在的时间短、任务重、人工依赖程度高等问题,提出一种智能上水解决方案。该方案基于单片机、传感器和物联网等技术实现了遥控上水、实时采集数据、监控作业状态、自动脱管、归位监测、异常告警等功能,并通过物联网将实时数据传输存储到服务器进行在线分析监测。系统可提高作业效率,弥补容易出现的管理漏洞和安全风险,降低人员及设备安全隐患。     

基于大数据的铁路旅客服务设备监测系统研究

为实现铁路旅客服务设备状态监测管理从人工向智能化、自动化的转变,对基于大数据的铁路旅客服务设备状态监测系统进行研究,对系统功能、系统架构、业务流程和大数据关键技术进行阐述;实现对旅客服务设备全生命周期的信息管理、设备状态评估、设备故障预警及告警和设备检修方案智能辅助决策等功能。     

基于5G通信技术的铁路危险货物运输监测方案

铁路危险货物运输监测对保证铁路运输安全至关重要，受限于现有通信制式的速率与时延，监测系统无法对采集到的高维度、大容量在途安全数据进行高速率、低时延传输。研究基于5G通信技术的铁路危险货物运输监测方案，运用物联网技术与5G通信技术实现图像、视频、温度、位置等数据的实时采集与远传，以及后台信息监测平台对多模数据的判断与预、报警信息的下发。此外，设计可嵌入至现有铁路货运生产系统的信息监测平台，实现信息系统之间的数据共享与互联互通。     

基于物联网平台的道岔缺口监测系统研究与应用

针对传统道岔缺口监测系统存在着数据分散、设备接入能力弱和系统扩展性差等问题,提出采用物联网平台微服务架构技术和标准物联网MQTT协议,基于spring boot/spring cloud框架,对道岔缺口监测系统的设备接入技术和扩展性进行研究,构建设备服务、告警服务、安全服务、数据服务、流服务和缺口服务等,实现道岔缺口监测设备平台化管理。     

铁路机车车载设备数字孪生体构建方法研究

针对当前铁路车载专业培训系统缺少对设备运行状态实时映射、培训内容仿真度不足等问题，利用数字孪生虚实模型精确映射、数据实时仿真分析的技术特点，基于CINEMA 4D+Unity3D平台及数字孪生五维模型，提出一种铁路机车车载设备数字孪生体的构建方法。该方法通过分析物理设备运行状态、构建高保真虚拟设备模型，以及优化孪生数据采集方式，实现实时驱动虚拟设备状态显示及设备运行状态分析等功能；最后通过构建铁路机车车载设备培训系统，实现面向参培学员的实时培训指导。通过试验验证了该方法的可行性，并为铁路其他相关设备的数字孪生体构建提供了技术参考。     

基于新一代信息技术的重载铁路工务设备智能运维系统总体架构研究

以重载铁路固定资产投入、运营成本优化和可持续发展为目标,应用BIM、大数据分析、物联网等新一代信息技术,研发工务设备智能运维系统,对设备从上线、运行、维护到更换的全过程进行科学的闭环管理,以提升工务设备全寿命周期价值为出发点,实现工务设备管理从被动维护到主动检养修和掌握全局转变。工务设备智能运维系统提供了设备资产全寿命周期管理、检测监测一体化管理、状态评估与预测决策和安全生产管理功能,实现了工务设备相关数据的归集、管理、治理和分析应用全流程数字化管理,以及设备状态评价、设备状态趋势预测、辅助维修决策分析等多方面的服务。该系统的研发顺应并促进了重载铁路数据管理专业化、数据处理自动化、数据分析智能化的智能运维发展趋势。     

基于系统工程的铁路智能建造实现路径研究

推行铁路智能建造是国家战略发展的需要，是社会的需求。基于系统工程思想提出以BIM、物联网、大数据、云计算、人工智能等新一代信息通信技术为技术支撑的铁路智能建造系统架构，并基于此架构提出“三步走”实现路径；然后，对铁路智能建造在实施过程中可能遇到的问题进行探讨，并提出相关建议。铁路智能建造是必经之路，当前我国铁路智能建造还处于初级阶段，设计单位应做好顶层设计工作，为后期的中级阶段积累充足的数据。中级阶段建设各方应做好信息归纳整合，充分积累经验，这样在高级阶段才能融会贯通，充分发挥BIM、物联网、大数据、云计算和智能设备等软硬件集成应用的优势，进而真正实现铁路建造智能化、现代化。     

基于VR/AR的牵引供电设备专家远程辅助决策系统研究

本文介绍了一种牵引供电设备专家远程辅助决策系统。该系统通过引入VR/AR技术，能够更加高效地监测变电所亭设备的运行状态，提高维护效率，减少工作人员工作量；利用物联网、5G、人工智能等技术，实现供电系统的智能化在线监测、AR远程指导、运营优化和预测性维护等应用服务，实现由被动维护转为主动智能运维。     

基于物联网架构的车务设备智能追踪管理系统

对目前铁路车务系统设备信息化管理工作存在的问题进行分析,提出基于物联网架构的车务设备智能追踪管理系统的设计思想和实现方法,实现设备台账基本信息、技术状态信息和运用维护动态信息的有机结合,有利于提高铁路行车设备安全管理和运用水平。     

铁路结构物在线监测系统

正中国铁路郑州局集团有限公司科研所研制开发的"铁路结构物在线监测系统"是人工干预最少的结构物在线监测平台,可实现数据采集、上传、分析、预警、评估等功能·该系统基于物联网和大数据技术,对桥梁、隧道、边坡、轨道板等结构物进行监测,可将长期监测到的数据完整地储存在云平台中,能够实现数据可视化,可实时掌握结构物的运行状态,为指定结构物的管养维护方案提供参考。该系统分为"铁路沉降自动化监测预警系统"、"测量机器人自动化监测系统"和"铁路结构物安全在线监测系统"。"铁路沉降自动化监测预警系统"主要对铁路设施沉降进行监测,利用静力水准仪作为主要监测手段。该系统针对结构物沉降设置了特定算法,专门服务于各类沉降监测。"测量机器人自动化监测系统"搭配变形监测终端,能够直接读取和控制主流测量     

面向一体化信号中继站的电池智能监控系统技术研究

为保证信号设备全天候正常运行，一体化信号中继站采用磷酸铁锂电池作为信号设备备用直流电源，磷酸铁锂电池组的自身电池管理系统，具备数据实时独立监测功能，但是无法与其他运维子系统进行联动监测，也无法实现电池运行状态的趋势预测和故障状态的预警，具有安全隐患。本文基于电池自身管理系统采集的数据，提出面向一体化信号中继站的电池智能监控系统，通过物联网技术将电池数据接入一体化信号中继站智能运维后台，与巡检、动环、消防等运维子系统数据共享和联动监测，从而做到一体化智能运维，同时建立电池数据库并研究基于大数据的故障诊断和趋势预测技术，能够实现电池运行状态的预测和故障状态的预警，提高一体化中继站应急响应水平和运维效率。     

铁路通信设备技术状态大数据平台的研究

铁路通信设备状态的良好与否直接影响到铁路运输安全和效率,为实现对铁路通信设备的状态监控与管理,满足通信系统的信息共享和挖掘分析的业务需求,提出铁路通信设备技术状态大数据平台的技术方案,包括平台总体架构、功能结构、网络架构、技术架构、数据接口方案等,平台的建设与应用,将实现通信设备全寿命周期管理,并提供故障预测和状态评价等大数据应用服务。     

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。     

铁路货运站场数据采集系统设计与实现

针对铁路货运站场设备采集数据与生产作业脱节、采集效率低、缺乏统一规划等问题,设计铁路货运站场数据采集系统。梳理数据采集内容,阐述系统总体架构和逻辑架构,并在此基础上研究数据获取和存储、基于云边协同形式的数据采集等技术。应用表明,该系统实现了对货运全流程作业数据、设施设备运用状态数据和关键安全风险环节数据的采集,为铁路货运车站智能化服务奠定坚实基础。     

沪宁线行车安全综合监控系统的研究

沪宁线行车安全监控系统是监督，处理铁路行车安全问题的综合性解决方案，由行车安全监测系统，信息系统，安全管理系统，维修支持系统，事故灾害快速救援支持系统共同组成，实现对固定设施，移动装备的实时有效监测，并利用信息系统实现资源共享，监督决策，以保证沪宁线的行车安全，目前已经安装或正在试验的设备有：地对车装置包括车辆运行状态地面安全监测装置，铁路货运安全监测门，车站平过道予警装置，道岔状态监测系统，倒岔转换力监测系统，车对车装置包括旅客列车走行安全监测诊断报警系统，机车运行监控装置，机车故障监测系统，车对地监测子系统包括安全检测车，快速钢轨探伤车，轨道检查车，车载轨道动态检测单元，机车信号记录仪，红外轴温探测设备故障车等。已经获得了大值有价值的数据。系统正在不断完善。     

铁路信号电源系统输入配电组件结构改进探讨

随着我国铁路技术高速发展,对信号电源系统输入配电侧防雷、监测、转换的整合需求日益提高。分析现有信号电源输入配电组件结构,指出存在的问题及原因,提出将现有输入配电箱、输入防雷箱、电网监测箱、电源屏的输入切换系统以及电源屏的监测系统整合到1个配电柜内的改进方案。改进方案能够解决现有结构存在的问题,改善信号电源的应用效果、提高其稳定性。