Connotation, architecture and implementation path of China Intelligent High-speed Railway 2.0
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摘要: 文章系统总结中国智能高速铁路(简称:高铁)顶层架构设计、关键技术创新、基础平台建设、工程示范应用等方面取得的主要成就,分析“十四五”时期中国智能高铁面临的内外部形势和要求,提出智能高铁2.0的内涵和主要体现在“体系正向设计、全专业协同、跨行业综合、预测性分析”4个方面的代际特征,从技术体系、数据体系、标准体系等维度构建智能高铁体系架构2.0,规划建造、装备、运营等领域智能化重点攻关任务和实施路径,可为“十四五”时期智能高铁2.0的研究和应用提供重要指导。Abstract: This paper systematically summarized the main achievements of China intelligent high-speed railway (IHR) in top-level design, key technology innovation, infrastructure platform construction, engineering demonstration and application, analyzed the internal and external situations and requirements faced by China IHR during the 14th Five Year Plan period, put forward the connotation of IHR2.0 and its intergenerational characteristics mainly embodied in four aspects of system positive design, full professional collaboration, cross industry integration, and predictive analysis, built the IHR2.0 architecture from the dimensions of technical system, data system and standard system, planned the key research tasks and implementation paths of intellectualization in the fields of construction, equipment, operation, etc. It can provide important guidance for the research and application of IHR2.0 during the 14th Five Year Plan period.
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Key words:
- intelligent high-speed railway /
- architecture /
- connotation /
- key task /
- implementation path
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表 1 智能高铁2.0的代际特征
对比维度 智能高铁1.0 智能高铁2.0 代际特征 顶层设计 体系架构和创新成果
同步推进、动态优化先提出顶层体系设计,
后指导工程应用面向综合效能最优的
正向设计体系协同 领域内部跨专业协同 模数驱动、轴面协同 全专业协同 应用范围 面向铁路行业
内部为主与铁路相关的其他
交通方式的综合跨行业综合 数据分析 数据模型以研判
报警为主预测性、关联性分析模型 预测性分析应用 表 2 智能高铁2.0的重点攻关任务
序号领域 任务名称 创新内容 1. 智能建造 空天地一体的铁路工程智能勘察技术 研究基于高分系列卫星、无人机集群、多传感器平台、自主移动测量等的一体化智能勘测技术;研究岩土原位采集、深部地层信息获取的智能勘察技术;研究多源异构多模态地理地质信息数据挖掘与智能识别技术、全空间融合建模与三维精细表达技术等。 2. 桥隧路轨体系化智能施工关键技术 研究少人化梁场/板(枕)厂,研究隧道钻爆智能设计与施工技术,研究基于动力学的路基结构设计施工技术等。 3. 铁路工程数字孪生关键技术 攻克基于自主化BIM平台的铁路数字孪生应用关键技术,研发全时全域全系要素轴面协同、模数一体的铁路工程管理平台,突破基于数字孪生模型的工程建设进度管控、质量安全风险管控、施工组织优化、竣工交付及运维体系转化等关键技术。 4. 智能装备 CR450智能动车组及关键技术 研制基于400 km/h的高速动车组技术平台,具备时间敏感网控制、动车组自适应智能运行、基于PHM的预测性维修、基于虚拟列车的动车组关键系统仿真等功能。 5. GoA3级高铁自动驾驶技术 正线实现GoA3级自动驾驶,动车段/所实现GoA4级遥控驾驶、自动调车等。 6. 基于多源信息感知、传输与分析的高铁
运营安全防护技术研究基于空天地多源信息感知技术的安全隐患早期识别、灾害时空信息预警、多传感融合的高铁周界入侵/异物侵限报警、列车超视距监测与危情信息上车等技术。 7. 智能运营 面向综合交通深度融合的MaaS+全行程
智能服务技术研究全程畅行规划、车站数字化接驳引导、车上旅客智能交互、铁空公水联运、国际铁路票务等一体化综合出行服务等技术。 8. 面向区域路网的智能综合调度系统
应用关键技术研究面向区域路网的运输组织全过程的各业务环节数据共享、综合计划智能编制、高铁列车“一日一图”、调度命令数字化、列车运行计划自动调整等技术。 9. 动车组轮轨一体化智能维修技术 研究面向车轮和钢轨状态感知数据融合的故障智能识别及健康评估技术,研究车辆和工务协同作业为目标的主动维修决策支持等。 10. 基础平台 面向轴面协同的模数一体化平台技术 研究铁路表征模型、机理模型及动静态数据的汇聚、治理及编织技术,研究模型与数据标准的一体化、存储的一体化、传递的一体化及应用的一体化等技术,支撑实现全生命周期全业务要素的轴面协同应用和跨行业综合应用。 -
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