中國鐵道科學研究院集團有限公司2017年度科技成果簡介(續一)

5 CTCS智能運維系統

采用了大數據、云平臺等先進技術，充分利用采集到的地面、車載信號系統的信息進行關鍵數據比對和信號邏輯分析，通過智能化的預警分析技術和故障診斷技術輔助并指導現場設備維護，提高電務部門維護水平和維護效率。預警分析技術24小時不間斷地、在線實時地分析所采集的數據，在事前及時捕獲設備隱患和潛在的危險，預防設備故障發生；故障診斷技術在故障發生時分析信號設備故障原因、處所，給出維修意見，縮短故障處理時間。主要技術創新點包括：(1)智能分析技術，實現了多系統信息一致性比對分析及預警；(2)故障診斷技術，快速定位到故障點；(3)大數據應用技術，實現了故障的分析及預測；(4)三維邏輯仿真技術，實現了多維度可視化維修作業；(5)GIS技術，實現了應急指揮作業。開發的CTCS智能運維系統已經在大西客專高速綜合試驗段經過1年多的現場運用，系統工作穩定、功能完善、現場運行狀態良好，對保證信號設備的正常運用發揮了很大的作用，極大地提高信號設備維護效率和維修水平，已成為電務維修的重要工具，在推動電務維修體制向狀態修方向發展方面提供了可靠的技術保障。目前已與武漢鐵路局達成了合作意向，計劃在武孝線推廣使用CTCS智能運維系統。項目于2017年8月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術評審。

6 計算機聯鎖設備接口測試規范

主要研究內容包括：規定了CBI與列控中心、CBI與無線閉塞中心、CBI與CBI間的通信接口仿真試驗環境、試驗內容和方法,以及仿真環境的界面顯示標準、接口試驗表格內容。主要創新點為首次提出聯鎖接口測試標準規范，通過接口仿真測試、試驗，驗證CBI與TCC、RBC、相鄰CBI接口數據的正確性，并驗證CBI接收信息、發送信息的相關聯鎖邏輯正確。主要技術指標包括：(1)適用于設備管理單位和聯鎖供應商的聯鎖接口仿真試驗；(2)各聯鎖供應商提供的接口模擬軟件為統一的界面；(3)各設備管理單位可按照規范的試驗方法和附件的表格進行接口仿真試驗。成果將于2018年應用于高速鐵路工程項目的聯鎖仿真試驗。項目于2017年8月通過了中國鐵路總公司工電部組織的技術評審。

7 車載無線通信設備運用維護管理系統

車載無線通信設備運用維護管理系統是集成車載通信設備出入庫檢測聯網技術、在途監測技術、自動化檢修技術、客列尾中繼器遠程管理技術等功能的大型信息管理系統，以機車綜合無線通信設備(CIR)、雙模列尾設備運用、維護、在途狀態、歷史檢測維修記錄等數據為基礎，提供設備全生命周期管理，提高管理效率。主要研究內容包括：(1)庫檢作業管理；(2)集中檢修管理；(3)設備履歷管理；(4)在途監測管理；(5)客列尾中繼器管理；(6)輔助管理。系統建立總公司、鐵路局兩級服務器架構，接入段、車間、工區，實現兩級部署五級運用和全路車載無線通信設備運用維護信息化管理，達成設備在途運用、出入庫檢測、集中檢修等全生命周期管理的現代化管理目標。主要創新點包括：(1)實現車載設備的在途監測；(2)實現設備履歷的全生命周期管理；(3)圖形化還原司機對CIR設備的操作過程；(4)海量數據交換共享技術。經試用，系統各項功能、性能符合《通信車載無線設備運用維護管理系統需求規范》、《車載無線通信設備運用維護管理系統總體方案》等技術規范的要求，試用效果良好，達到預期目標。項目于2017年3月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術評審。

8 鐵路電子防盜鎖

針對目前我國鐵路普通白貨整車運輸過程中貨物容易產生被盜，對貨物在途監控跟蹤的安全性及實時性較差等情況，無法滿足客戶運輸需求的問題，采用RFID射頻技術、基站定位、霍爾傳感、嵌入式處理控制以及GPRS無線傳輸等技術研發了有源和無源兩種鐵路電子施封鎖。技術創新點包括：(1)無源電子防盜鎖采用不可偽造的超高頻RFID射頻識別技術設計，適合車輛高速通過不停車進行掃讀，不但可以對車輛進行區間定位，也可以通過掃讀信息來判斷防盜鎖是否被破壞，車門是否被打開；(2)有源電子防盜鎖采用基站定位和霍爾傳感技術進行設計，兩種技術結合開發的一次性使用有源電子防盜鎖，不但能夠對加鎖車輛進行長時間的定位追蹤，而且能夠準確判斷鎖體是否被破壞，貨物是否被盜。該成果已在成都局、西安局、蘭州局、昆明局、烏魯木齊局和青藏公司等西部六個路局得到使用，并在物流總包項目(中鐵快運茅臺酒運輸)、豐田小汽車配件運輸、中石油西北分公司聚乙烯顆粒運輸以及在蓉歐班列、蘇滿歐班列以及太原中歐班列上中得到了使用。項目于2017年2月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術評審。

9 鐵路公安重點名單比對系統

研究內容主要包括：(1)系統基于鐵路實名制售票數據和公安重點人員數據，運用大數據技術，采用模塊化設計，滿足鐵路公安機關重點人員實時比對、確定重點人員在布控期間的乘車信息等需求；(2)系統提供數據交換、數據比對、調度管理、比對結果查詢等功能，及時推送重點人員的乘車信息給相關單位，提高公安機關重點人員比對的準確性及實時性，為公安機關重點人員管控提供有效的情報支撐和決策依據；(3)通過對數據安全、應用安全、網絡安全等方面的安全設計，滿足系統在使用過程中的安全需求。主要創新點如下：(1)采用了分布式大數據集群Hadoop技術，配合多副本機制，充分利用普通服務器，搭建1個大容量、高性能、可擴展的分布式存儲系統，滿足海量實名制乘車數據的存儲問題以及安全可靠性要求；(2)采用主流的ETL(抽取、轉換、加載)工具Kettle實現，Kettle可以實現靈活的導入流程定義、數據格式處理等而不用通過修改應用代碼的方式實現；(3)比對分析采用高效的分布式計算框架Spark實現，能更好地適用于高性能的并行分析，獲得更實時的比對能力和更高的比對命中率；(4)將客票系統數據規范和鐵路公安分析、研判業務結合，提出鐵路特有的比對流程和分析策略。本系統服務于鐵路公安的同時，也為類似系統提供了成熟、高效的核查和預警方案，研究成果具有廣闊的推廣空間。項目于2017年3月通過了中國鐵路總公司運輸局信息化部組織的技術評審。

10 鐵路總公司物資管理信息系統2.0

項目研究內容主要包括：建立供應商信息庫、合同信息庫、價格信息庫；實現集約化物資管理模式下的縱向業務貫通、管理貫通；促進業務流程的優化再造；完善1.0版系統功能，增加物資采購管理、合同管理、價格管理、物資調劑等功能；實現物資過程管理；提高系統的安全性、穩定性和整體運行效率等等。主要創新點體現在以下幾個方面：(1)基于平臺+組件的系統架構和開發架構；(2)基于工作流的業務流程優化及業務協同技術；(3)基于Web Service的數據共享技術；(4)數據綜合分析及可視化技術；(5)實現物資業務全過程管理；(6)物資采購業務流程再造及閉環管理；(7)與企業內部財務預算、成本核算的業務協同；(8)與企業外部供應鏈的業務協同。系統在中國鐵路總公司、鐵路局兩級部署，已應用于中國鐵路總公司物資部、計統部和車輛部、18個鐵路局、900多個基層站段、中國鐵路建設投資公司、經濟規劃研究院等，主要用戶為各級物資管理部門及相關人員，實現了總公司和所屬企業的綜合聯網應用，系統全路覆蓋。項目于2017年4月通過了中國鐵路總公司運輸局信息化部組織的技術評審。

11 鐵路運輸企業分線成本核算系統

鐵路運輸企業分線成本核算工作要求鐵路總公司下轄鐵路局、專業運輸公司、控股合資鐵路公司范圍內的所有獨立核算運輸站段(含運輸輔助單位)對運輸成本費用均進行分線成本核算。分線成本核算系統是在現有成本核算方法的基礎上，利用信息化手段，以現有統計工作量為依據，以獨立核算單位為單元，將運輸成本費用以線路為歸集對象，按照不同線別進行核算。主要技術創新點包括：(1) 建立字典審批體系，實現基礎信息的標準化和規范化；(2)建立共享平臺,并通過簽收機制、收審機制確保數據正確可用；(3)建立完整卡控體系，實現數據流程卡控；(4)建立模型統一機制，實現分線模型集中維護、更新；(5)建立檢測更新服務，通過調度任務實現大量數據的自動上報。分線成本核算系統開發營運滿足了財政部對總公司提出的建立公益性與經營性運輸、線路單獨核算機制的要求，為吸引社會資本推動鐵路發展，以及提高鐵路成本管理水平奠定了基礎。系統在中國鐵路總公司及下轄鐵路局、專業運輸公司、控股合資鐵路公司范圍內的所有獨立核算運輸站段(含運輸輔助單位)，約1700個單位正式上線應用，終端用戶約3500個。項目于2017年9月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術評審。

12 鐵路公用基礎編碼及主數據管理平臺

鐵路主數據管理平臺圍繞鐵路信息化建設過程中出現的編碼不一致、一物多碼等現象，研制了全路統一的主數據管理平臺，為各業務系統提供及時、統一、準確、權威的主數據，規范主數據管理辦法，制定主數據相關標準，提高鐵路基礎數據的質量，促進跨系統信息共享和行業大數據綜合應用。主要技術創新點包括：(1)基于規則的數據加載及清洗技術；(2)海量數據交換共享技術；(3)基于內存計算的Redis技術；(4)海量數據表分區技術；(5)基于時間戳的數據版本管理及追溯技術；(6)solr全文檢索引擎。鐵路主數據管理平臺已在全路正式推廣應用，實現了固定設施、移動設備、運輸產品、物資設備、人員機構5大類、28項主數據、154項字段的統一維護，管理主數據記錄數多達200余萬條，為中國鐵路總公司各業務司局、18個鐵路局、各主要業務信息系統等近百個用戶提供統一、規范、權威、及時的主數據。對促進業務系統信息共享、提高鐵路數據資產質量、推進全路大數據綜合應用等意義重大。同時，平臺的建立避免了各個專業系統單獨進行基礎數據的維護，每年可減少數千萬元的重復性維護開支，具有顯著的社會和經濟效益。項目于2017年6月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術評審。

13 鐵路通信設備設施技術狀態大數據應用總體方案

主要研究內容包括:(1)在總公司和鐵路局兩級搭建鐵路通信大數據應用，為各類通信設備技術狀態信息的集成融合、信息共享和綜合應用提供運行環境，支撐總公司、鐵路局、通信段(含車間和班組)聯網應用；(2) 研發部署鐵路通信大數據應用數據采集軟件和接口，按照鐵路通信設備設施單元劃分、通信設備單元及故障的統一編碼，實現通信設備設施技術狀態信息的單元化、結構化采集和存儲；(3) 研發部署鐵路通信大數據應用應用軟件，實現通信設備主數據的統一管理與發布、通信設備的全壽命周期電子履歷管理，以及通信設備技術狀態大數據分析和綜合應用。主要技術創新點包括：(1)鐵路通信大數據應用需求分析研究；(2)研究提出鐵路通信大數據應用總體體系架構；(3)研究提出鐵路通信大數據應用的應用功能和支撐功能設計；(4)研究提出鐵路通信設備技術狀態數據接口方案。應用軟件已在北京、濟南、上海開展試點應用，按計劃2018年將推廣至全路應用。項目于2017年10月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術評審。

14 鐵路數據服務平臺

該平臺由基礎數據管理、數據集成、數據共享、大數據存儲與分析等四部分組成。基礎數據管理用于實現鐵路主數據、地理信息及元數據的規范化管理；數據集成用于實現結構化數據和非結構化數據的抽取、轉換和導入；數據共享用于實現結構化數據及非結構化數據的存儲及共享；大數據存儲與分析按照主題域將數據抽取到數據倉庫中并形成數據集市，提供數據分析、多維報表、管理員駕駛艙、數據挖掘等功能。主要技術創新點體現在：提供面向全數據類型的數據接入、數據存儲及計算能力，對鐵路各業務領域數據資源進行集成整合，打破各應用系統間的數據壁壘，形成數據資源的全景視圖，實現數據資源的精細化管理，提供數據綜合分析能力，支撐各領域大數據分析應用的開展，盤活數據資產，深挖數據價值，為提升鐵路生產經營能力、客戶服務能力和開放共享能力提供支撐。目前，該平臺已為多個鐵路局和客專公司大數據課題項目提供了平臺服務，其中包括《太原局安全大數據項目》《鐵科院大數據平臺建設項目》《廣鐵集團運輸安全大數據系統建設項目》和《基于大數據應用的京滬高鐵工務設備維修管理決策分析系統》等。項目于2017年9月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術評審。

15 新一代客票系統2.0版總體方案

在全面總結新一代客票系統前期工程基礎上，結合2017年春運互聯網售票暴露出的問題和問卷調查結果，信息化部會同運輸局組織多次需求研討，編制了新一代客票系統2.0總體方案。新一代客票系統2.0版包含以下部分：擴容站外售票公網接入平臺、優化系統架構、強化風險防控、 創新服務功能、 深化市場營銷、強化管理提高效率、完善運維監控。主要技術創新點包括：(1)基于大數據的分析技術；(2)基于設備指紋和流式計算的風控技術；(3)無票候補模型及技術；(4)基于可達計算的換乘方案推薦技術；(5)基于價值嵌套的存量控制模型。成果已應用于復興號Wi-Fi系統、復興號座顯系統、互聯網訂餐、接續換乘、動車組自主選座、微信支付功能、微信支付線、常旅客服務—“鐵路暢行”會員計劃、行程提醒服務、購票通知短信轉微信等。項目于2017年4月通過了中國鐵路總公司科技與信息化部組織的技術評審。

16 鐵路橋梁靜載試驗自動控制裝置的研制

隨著高速鐵路建設規模擴大，橋梁用量大幅增加，傳統的試驗方法難以滿足試驗過程自動化的運用要求和試驗數據信息化的管理要求。因此，需要研制一種集加載、檢測、記錄等功能為一體的鐵路橋梁靜載試驗自動控制裝置。主要研究內容如下：調研分析現有鐵路橋梁靜載試驗裝置現狀；研究提出鐵路橋梁靜載試驗自動控制裝置方案，實現同步準確、自動平衡加載及合格判定檢驗；鐵路橋梁靜載試驗自動控制裝置樣機研制及試驗驗證。主要技術創新點包括：(1)創新性的研制了滿足靜載試驗高荷載加載要求的變頻機械千斤頂加載系統。開發制造了具備200噸精確加載能力的電控機械千斤頂；(2)研制了新型的橋梁靜載試驗加載控制及撓度檢測系統；(3)創新了復雜場景下梁體微小裂縫的自動識別技術、解決了海量圖像數據處理實時性難題、解決運動環境下圖像拍攝一致性難題，研制出國內第一臺通過圖像處理方式進行混凝土裂縫檢測的自動化裝置，可實時識別靜載試驗中出現的混凝土橋梁表面受力裂縫，最小識別寬度為0.02 mm，識別準確率超過80%。試用效果表明該設備實現了鐵路橋梁靜載試驗的全過程自動化和信息化，滿足現場運用需求和鐵路建設信息化管理要求。目前，該裝置仍在鄭萬、鄭阜、商合杭、銀西客專等線路上被廣泛應用，有效控制和提升了鐵路橋梁質量水平。項目于2017年8月通過了中國鐵路總公司科技管理部組織的技術評審。