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2023年 第32卷 第2期
2023,
32(2):
1-6. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.01
摘要
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摘要:
针对铁路人脸识别闸机使用中影响人脸识别准确率的光照和模糊问题，文章提出一种人脸光照自适应调节算法，以提升非理想光照条件下的人脸识别准确率；设计了模糊识别模块，以挑选清晰的人脸图像，提升旅客移动场景的人脸识别准确率。在自建数据集中进行算法实验，实验结果表明，采用文章设计的算法，人脸识别准确率达到97.21%，能够满足实际应用的需求，具有推广价值。
针对铁路人脸识别闸机使用中影响人脸识别准确率的光照和模糊问题，文章提出一种人脸光照自适应调节算法，以提升非理想光照条件下的人脸识别准确率；设计了模糊识别模块，以挑选清晰的人脸图像，提升旅客移动场景的人脸识别准确率。在自建数据集中进行算法实验，实验结果表明，采用文章设计的算法，人脸识别准确率达到97.21%，能够满足实际应用的需求，具有推广价值。
2023,
32(2):
7-12. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.02
摘要:
为进一步提升铁路客运站嘈杂环境下的语音识别效果，文章提出一种基于Conformer的语音降噪模型ConformerGAN。其训练流程类似生成对抗网络，生成器采用Conformer进行语音特征提取，对特征建模；鉴别器使用代理评估函数对语音感知进行质量评价。为增强模型的泛化能力并提高模型对未知噪声的降噪能力，在噪声的叠加上采用随机截取片段融入的方式，并构建铁路客运站场景噪声数据集。与语音降噪相关模型效果对比的结果表明，ConformerGAN模型可将客观语音质量评估（PESQ，Perceptual Evaluation of Speech Quality）分数提高0.19，有效提高铁路客运站嘈杂环境下的语音识别准确率，改善铁路旅客语音交互体验。
为进一步提升铁路客运站嘈杂环境下的语音识别效果，文章提出一种基于Conformer的语音降噪模型ConformerGAN。其训练流程类似生成对抗网络，生成器采用Conformer进行语音特征提取，对特征建模；鉴别器使用代理评估函数对语音感知进行质量评价。为增强模型的泛化能力并提高模型对未知噪声的降噪能力，在噪声的叠加上采用随机截取片段融入的方式，并构建铁路客运站场景噪声数据集。与语音降噪相关模型效果对比的结果表明，ConformerGAN模型可将客观语音质量评估（PESQ，Perceptual Evaluation of Speech Quality）分数提高0.19，有效提高铁路客运站嘈杂环境下的语音识别准确率，改善铁路旅客语音交互体验。
2023,
32(2):
13-17. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.03
摘要:
针对大数据量下浏览器绘图性能差、资源要求高等问题，提出基于Web技术栈的列车运行图绘制方案。该方案涵盖服务端运行环境、服务端技术架构及前端优化措施。其中，服务端采用微服务架构及多线程并发技术，提升了运行图数据的处理效率；前端采用HTML5 Canvas图形绘制技术，提高了绘图性能及响应效率。通过测试数据加载和图形绘制等关键任务的运行耗时，验证了该方案的可行性与有效性，可为铁路相关信息系统优化完善提供技术参考。
针对大数据量下浏览器绘图性能差、资源要求高等问题，提出基于Web技术栈的列车运行图绘制方案。该方案涵盖服务端运行环境、服务端技术架构及前端优化措施。其中，服务端采用微服务架构及多线程并发技术，提升了运行图数据的处理效率；前端采用HTML5 Canvas图形绘制技术，提高了绘图性能及响应效率。通过测试数据加载和图形绘制等关键任务的运行耗时，验证了该方案的可行性与有效性，可为铁路相关信息系统优化完善提供技术参考。
2023,
32(2):
18-22. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.04
摘要:
随着铁路物流需求的增长，客户对铁路物流效率的要求越来越高，而作为铁路物流系统的核心节点，货运车站（简称：车站）承担着巨大的物流压力。为了更加准确有效地优化车站物流效率，文章基于对车站物流过程的分析，提出了货运车站物流效率多指标优化模型和相关优化指标。将该模型应用于实际车站，获得了该车站物流效率优化指标，据此提出了优化建议。应用结果表明，该优化方法可降低车站物流优化的盲目性，为车站物流效率优化提供参考。
随着铁路物流需求的增长，客户对铁路物流效率的要求越来越高，而作为铁路物流系统的核心节点，货运车站（简称：车站）承担着巨大的物流压力。为了更加准确有效地优化车站物流效率，文章基于对车站物流过程的分析，提出了货运车站物流效率多指标优化模型和相关优化指标。将该模型应用于实际车站，获得了该车站物流效率优化指标，据此提出了优化建议。应用结果表明，该优化方法可降低车站物流优化的盲目性，为车站物流效率优化提供参考。
2023,
32(2):
23-27. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.05
摘要:
为推进和谐型机车周期性计划预防修向数字化精准维修转变、防范重大事故及故障发生，基于大数据和云平台等技术，采用视情维修的开放体系结构（OSA-CBM，Open System Architecture of Condition-Based Maintenance），设计和谐型机车故障预测与健康管理（PHM，fault Prediction and Health Management）系统，包括系统的总体架构、技术架构和功能架构。旨在掌握机车及重要零部件性能演化规律、保证机车在途运行安全、实现精准维修、降低全寿命周期运用维修成本。
为推进和谐型机车周期性计划预防修向数字化精准维修转变、防范重大事故及故障发生，基于大数据和云平台等技术，采用视情维修的开放体系结构（OSA-CBM，Open System Architecture of Condition-Based Maintenance），设计和谐型机车故障预测与健康管理（PHM，fault Prediction and Health Management）系统，包括系统的总体架构、技术架构和功能架构。旨在掌握机车及重要零部件性能演化规律、保证机车在途运行安全、实现精准维修、降低全寿命周期运用维修成本。
2023,
32(2):
28-33. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.06
摘要:
为精准把控桥隧设备质量状态，制定科学的养护方式及维修策略，提高桥隧养护作业效率，文章依托工务安全生产管理信息系统，从标准化桥隧病害采集、自动化保养评定和智能化维修验收3方面设计了铁路桥隧养护作业智能终端App。该智能终端App可满足现场数据采集的时效性、真实性、准确性需求，提升了病害智能判识能力，辅助提高了桥隧养护作业智能化水平，为开展桥隧设备状态大数据分析提供了数据支持。
为精准把控桥隧设备质量状态，制定科学的养护方式及维修策略，提高桥隧养护作业效率，文章依托工务安全生产管理信息系统，从标准化桥隧病害采集、自动化保养评定和智能化维修验收3方面设计了铁路桥隧养护作业智能终端App。该智能终端App可满足现场数据采集的时效性、真实性、准确性需求，提升了病害智能判识能力，辅助提高了桥隧养护作业智能化水平，为开展桥隧设备状态大数据分析提供了数据支持。
2023,
32(2):
34-39. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.07
摘要:
针对铁路信号机房设备人工巡检作业效率低、设备异常检测准确性难以保证、故障处理效率低、现场作业人员缺乏技术支持和安全控制等问题，文章设计了铁路信号机房智能巡检系统。系统由机房智能巡检设备、数据中心设备和维修终端设备构成；机房智能巡检设备采用轨道式巡检机器人，可依据巡检计划自动执行巡检作业，采集视频/图像和温度等监测数据并上传至数据中心设备；数据中心设备采用智能视频/图像分析技术，自动识别设备指示灯，据此判断设备是否出现异常；当检测到异常时，维修终端设备立即向调度员报警。在实现日常巡检作业无人化、达到减员增效目标的基础上，该系统借助巡检机器人的视频监控和语音通话功能，辅助信号维修人员进行远程故障检查，为现场作业人员提供远程指导，验证现场作业人员身份，监督其作业过程，增强信号机房现场作业安全管控。
针对铁路信号机房设备人工巡检作业效率低、设备异常检测准确性难以保证、故障处理效率低、现场作业人员缺乏技术支持和安全控制等问题，文章设计了铁路信号机房智能巡检系统。系统由机房智能巡检设备、数据中心设备和维修终端设备构成；机房智能巡检设备采用轨道式巡检机器人，可依据巡检计划自动执行巡检作业，采集视频/图像和温度等监测数据并上传至数据中心设备；数据中心设备采用智能视频/图像分析技术，自动识别设备指示灯，据此判断设备是否出现异常；当检测到异常时，维修终端设备立即向调度员报警。在实现日常巡检作业无人化、达到减员增效目标的基础上，该系统借助巡检机器人的视频监控和语音通话功能，辅助信号维修人员进行远程故障检查，为现场作业人员提供远程指导，验证现场作业人员身份，监督其作业过程，增强信号机房现场作业安全管控。
2023,
32(2):
40-46. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.08
摘要:
为提升高速列车智能化水平，搭建高速列车智能视频分析系统，主要由车载摄像机、视频监控服务器、智能分析主机等设备构成，可通过车厢控制器与其他车载系统和设备进行信息交互。该系统基于深度学习算法构建智能视频分析模型，实现车厢敏感人员识别、车厢乘客拥挤度检测、车厢遗留行李检测、车厢重点位置监控、司机疲劳驾驶监测等功能；当检测和识别出异常事件时，告警信息可在旅客信息系统的显示终端上自动显示，或由广播装置播放告警信息。
为提升高速列车智能化水平，搭建高速列车智能视频分析系统，主要由车载摄像机、视频监控服务器、智能分析主机等设备构成，可通过车厢控制器与其他车载系统和设备进行信息交互。该系统基于深度学习算法构建智能视频分析模型，实现车厢敏感人员识别、车厢乘客拥挤度检测、车厢遗留行李检测、车厢重点位置监控、司机疲劳驾驶监测等功能；当检测和识别出异常事件时，告警信息可在旅客信息系统的显示终端上自动显示，或由广播装置播放告警信息。
2023,
32(2):
47-52. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.09
摘要:
北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）地下站隧—八达岭长城站是一个大跨度洞群集中的地下暗挖车站，具有埋深大、防灾疏散救援难度大等特点。为实现地下站隧智能展示管理，通过突破面向运营管理的站隧信息模型一致性表达、站内特定设备三维重建、深埋复杂空间虚拟场景构建及地下候车空间隐蔽工程的可视化表达技术，实现了京张高铁地下站隧虚拟现实（VR，Virtual Reality）智能展示与基于增强现实（AR，Augmented Reality）的隐蔽工程展示，构建了与站内实景空间一致的虚拟仿真场景，为旅客提供虚实交融、感知交互的出行体验服务，同时为现场工作人员在站内开展可视化综合维修提供支撑。
北京—张家口高速铁路（简称：京张高铁）地下站隧—八达岭长城站是一个大跨度洞群集中的地下暗挖车站，具有埋深大、防灾疏散救援难度大等特点。为实现地下站隧智能展示管理，通过突破面向运营管理的站隧信息模型一致性表达、站内特定设备三维重建、深埋复杂空间虚拟场景构建及地下候车空间隐蔽工程的可视化表达技术，实现了京张高铁地下站隧虚拟现实（VR，Virtual Reality）智能展示与基于增强现实（AR，Augmented Reality）的隐蔽工程展示，构建了与站内实景空间一致的虚拟仿真场景，为旅客提供虚实交融、感知交互的出行体验服务，同时为现场工作人员在站内开展可视化综合维修提供支撑。
2023,
32(2):
53-57. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.10
摘要:
针对现有建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）+地理信息系统（GIS，Geographic Information System）可视化方案部署和应用复杂、依赖商业软件、要求带宽高等问题，研发并设计了基于.NET6技术的铁路BIM可视化综合应用系统。通过工业基础类（IFC，Industry Foundation Class）文件解析转换、数模分离及属性数据存储等技术，实现了BIM解析、部署、应用一体化及动态场景演示等功能。该系统可对铁路单工点、单场段、车站等范围内的BIM成果进行部署和应用，是对现有BIM+GIS大体量模型部署方案的有效补充。系统的应用有利于现阶段BIM成果发挥更大的应用价值，为实际工程项目灵活部署提供参考。
针对现有建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）+地理信息系统（GIS，Geographic Information System）可视化方案部署和应用复杂、依赖商业软件、要求带宽高等问题，研发并设计了基于.NET6技术的铁路BIM可视化综合应用系统。通过工业基础类（IFC，Industry Foundation Class）文件解析转换、数模分离及属性数据存储等技术，实现了BIM解析、部署、应用一体化及动态场景演示等功能。该系统可对铁路单工点、单场段、车站等范围内的BIM成果进行部署和应用，是对现有BIM+GIS大体量模型部署方案的有效补充。系统的应用有利于现阶段BIM成果发挥更大的应用价值，为实际工程项目灵活部署提供参考。
2023,
32(2):
58-63. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.11
摘要:
为解决Web端建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）场景数据加载技术面向复杂模型数据时存在的加载时间过长、用户体验不佳的问题，提出一种Web端基于工业基础类（IFC，Industry Foundation Classes）标准的面向需求的动态加载方法。以IFC模型文件作为研究对象，在遵从建筑语义前提下，以建筑构件为粒度，将层次关系、几何特性、材质、属性等信息拆分存储；结合构件可见性和几何相关性，设计出基于图形处理器（GPU，Graphics Processing Unit）加速的面向需求的动态加载方法；搭建实验测试环境，选取若干IFC模型文件，进行方法验证。以初始加载构件个数、内存占用和初始加载时间作为性能评价指标，与使用BIMServer开源服务器平台加载的方法相比，文章所提方法的初始加载组件数量减少了约71%，内存占用减少了约40%，初始加载时间缩短了约78%，有效减少了用户因加载而等待的时间，改善了用户交互体验，可为铁路行业开展Web端BIM大场景应用提供快速加载技术支持。
为解决Web端建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）场景数据加载技术面向复杂模型数据时存在的加载时间过长、用户体验不佳的问题，提出一种Web端基于工业基础类（IFC，Industry Foundation Classes）标准的面向需求的动态加载方法。以IFC模型文件作为研究对象，在遵从建筑语义前提下，以建筑构件为粒度，将层次关系、几何特性、材质、属性等信息拆分存储；结合构件可见性和几何相关性，设计出基于图形处理器（GPU，Graphics Processing Unit）加速的面向需求的动态加载方法；搭建实验测试环境，选取若干IFC模型文件，进行方法验证。以初始加载构件个数、内存占用和初始加载时间作为性能评价指标，与使用BIMServer开源服务器平台加载的方法相比，文章所提方法的初始加载组件数量减少了约71%，内存占用减少了约40%，初始加载时间缩短了约78%，有效减少了用户因加载而等待的时间，改善了用户交互体验，可为铁路行业开展Web端BIM大场景应用提供快速加载技术支持。
2023,
32(2):
64-67. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.12
摘要:
铁路货运客户的增长使得客户信息量庞大。为了有效运用企业信息开展智能分析，稳定和拓展铁路运输货源，文章设计了货运电子地图分析系统。使用基于本体的方式对企业客户所属行业、经营品类、经纬度等信息进行采集、建档，并融合铁路货运专有系统的数据形成企业信息库；基于ECharts将企业信息通过电子地图的方式直观展示，有利于营销人员开展网格化营销，挖掘潜在客户。该系统已在中国铁路济南局集团有限公司成功应用，有效提升了货运营销客户数量及铁路运量，可为实现智慧营销提供参考。
铁路货运客户的增长使得客户信息量庞大。为了有效运用企业信息开展智能分析，稳定和拓展铁路运输货源，文章设计了货运电子地图分析系统。使用基于本体的方式对企业客户所属行业、经营品类、经纬度等信息进行采集、建档，并融合铁路货运专有系统的数据形成企业信息库；基于ECharts将企业信息通过电子地图的方式直观展示，有利于营销人员开展网格化营销，挖掘潜在客户。该系统已在中国铁路济南局集团有限公司成功应用，有效提升了货运营销客户数量及铁路运量，可为实现智慧营销提供参考。
2023,
32(2):
68-72. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.13
摘要:
为提升煤矿企业调车作业安全水平，文章基于数字孪生技术构建了煤矿企业调车作业监控系统。通过实时调机数据采集，基于地图匹配技术、可视化技术、违规决策及自动控制技术，实现了调车作业全过程的智能监控、报警和远程控制。应用结果表明，该系统能对煤矿企业调车作业进行高精度实时监控，有效减少了日常违规作业行为，消除了违规作业造成的安全隐患。
为提升煤矿企业调车作业安全水平，文章基于数字孪生技术构建了煤矿企业调车作业监控系统。通过实时调机数据采集，基于地图匹配技术、可视化技术、违规决策及自动控制技术，实现了调车作业全过程的智能监控、报警和远程控制。应用结果表明，该系统能对煤矿企业调车作业进行高精度实时监控，有效减少了日常违规作业行为，消除了违规作业造成的安全隐患。
2023,
32(2):
73-77. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.14
摘要:
针对当前铁路沿线环境安全监测存在的问题，设计铁路沿线安全环境治理信息平台，采用建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）+地理信息系统（GIS，Geographic Information System） 融合服务、微服务网关、数据统一接口、单点登录（SSO，Single Sign-On）统一安全认证等技术，实现铁路两侧500 m范围内、安全保护区、铁路限界内区域的危情及安全隐患全方位监测与管理，提高铁路沿线安全环境治理的信息化、精细化水平。
针对当前铁路沿线环境安全监测存在的问题，设计铁路沿线安全环境治理信息平台，采用建筑信息模型（BIM，Building Information Modeling）+地理信息系统（GIS，Geographic Information System） 融合服务、微服务网关、数据统一接口、单点登录（SSO，Single Sign-On）统一安全认证等技术，实现铁路两侧500 m范围内、安全保护区、铁路限界内区域的危情及安全隐患全方位监测与管理，提高铁路沿线安全环境治理的信息化、精细化水平。
2023,
32(2):
78-81. doi: 10.3969/j.issn.1005-8451.2023.02.15
摘要:
从数据安全管理的角度，对网络安全等级保护2.0系列标准（简称：等级保护2.0）中的数据安全需求进行了分析，结合数据全生命周期安全治理涉及的内容，提出了以等级保护2.0为基础的全生命周期数据安全技术保障体系建设方案和数据安全保护策略，满足数据的保密性、可用性和完整性需求。依照等级保护2.0要求提高数据安全水平，可为信息系统安全保驾护航。
从数据安全管理的角度，对网络安全等级保护2.0系列标准（简称：等级保护2.0）中的数据安全需求进行了分析，结合数据全生命周期安全治理涉及的内容，提出了以等级保护2.0为基础的全生命周期数据安全技术保障体系建设方案和数据安全保护策略，满足数据的保密性、可用性和完整性需求。依照等级保护2.0要求提高数据安全水平，可为信息系统安全保驾护航。
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