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王同軍:京張高鐵智能化服務總體架構、關鍵技術與應用示范

  • 分類:行業新聞
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2021-09-22 11:43
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王同軍:京張高鐵智能化服務總體架構、關鍵技術與應用示范

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  以下文章來源于鐵路計算機應用 RCA ,作者RCA

  2022年北京冬奧會是全球首次三賽區聯動,以高鐵為主要運輸方式的冬季奧運盛會。

  京張高鐵作為支撐冬奧會成功舉辦的重要交通基礎設施將面臨旅客需求多樣、線路條件復雜、安全保障要求高等重大挑戰。

  京張高鐵線路示意

  京張高鐵2015年12月開工建設

  2019年12月開通運營

  新建正線全長173.964km

  橋梁總長65.905km

  隧道總長48.780km

  橋隧比例為65.9%

  隨著冬奧會的臨近,鐵路各領域的科技工作者們緊鑼密鼓的開發、試驗、應用,實現眾多高鐵智能化服務,為保障賽事順利舉辦、彰顯中國文化科技、打造中國高鐵名片貢獻力量。

  文章從京張高鐵智能化服務總體需求出發,高屋建瓴地對京張高鐵智能化服務建設進行了綜述,提出了京張高鐵智能化服務總體架構,闡述了亟待解決的關鍵科學問題和6項關鍵技術。

  1 京張高鐵智能化服務總體需求

  京張高鐵智能化服務主要包括三大需求:旅客服務,運營安全保障,奧運文化融合。

  京張高鐵智能化服務總體需求

  1.1 旅客服務需求

  ◆ 票務國際化方面

  我國鐵路客票發售和預訂系統全渠道日均售票量已超過1200萬張,年售票量超過30億張,是世界上最大的票務系統。但當前鐵路客票系統主要面向國內旅客,在國際化售票服務方面有待拓展、智能化服務方面有待提升。

  ◆ 客站服務方面

  我國鐵路客運集中管控平臺實現了對內數據統一存儲、對外數據統一接口、計算資源統一調配、算法模型深度應用、運營狀況總體研判、人員—作業—設備統一指揮、業務流程再造、數據集成展示等功能。為滿足冬奧會旅客國際化、個性化、智慧化的站車服務需求,需進一步優化該平臺,提升京張高鐵智能化旅客服務水平。

  ◆ 智能動車組服務方面

  復興號動車組是基于我國國情、路情實現自主化、標準化和系列化的成果,設計、軟件開發及制造技術均達世界先進水平。針對冬奧會需求,在復興號基礎上進行智能化、輕量化、適應性提升設計,以滿足京張高鐵沿線高寒、多山區橋隧等復雜環境下的困難工況。

  1.2 運營安全保障需求

  ◆ 我國鐵路研發了運輸安全大數據應用、安全監督管理、高鐵異物侵限監測、5T等系統

  ◆ 開展了安全風險預警、安全綜合評估、事故故障分析、軌道缺陷圖像分析等研究

  ◆ 逐步建立了基于人防、物防、技防三位一體的運輸安全綜合保障體系

  ◆ 但仍存在高鐵運營安全數據共享度不高、異常和視頻識別分析困難等問題

  1.3 奧運文化融合需求

  ◆ 我國高鐵視覺設計已完成了建設的基礎工作,但與高鐵高端裝備品牌化等要求尚有距離

  ◆ 在區間高鐵文化建設、地域文化對應、重大活動視覺形象體驗適配等方面仍待完善

  ◆ 在冬奧會主題的京張高鐵視覺設計上,亟需在動態視覺符號提取、文化信息對應設計等方面進行探索。

  2 京張高鐵智能化服務總體架構

  3 京張高鐵智能化服務關鍵科學問題和技術

  以北京冬奧科學辦賽頂層要求為指導,京張高鐵智能化服務需解決 1 個關鍵科學問題,6 項關鍵技術問題。

  京張高鐵智能化服務關鍵技術

  3.1 關鍵科學問題

  面向冬奧會的京張高鐵多元化需求、多模態服務、多維度安全協同機理是需要解決的關鍵科學問題。

  3.2 關鍵技術

  ◆ 跨區域冬奧會場景下的京張高鐵多模態票務服務

  雙語場景下的京張高鐵購票體驗與交互協作優化技術,全時區國際化售票需求與服務能力匹配技術。

  ◆ 面向冬奧會的站車一體化協同旅客服務

  基于 5G 技術的列車多媒體奧運會信息服務、旅客全行程智慧信息服務等關鍵技術。

  ◆ 面向冬奧會需求的復雜困難線路工況下的動車組安全運行

  滑雪器材存放、殘疾人乘車等定制化服務技術;低溫適應性、長大坡運行、車輛減阻、輕量化設計等關鍵技術;提高保障效率和運維技術,降低維修時間和成本。

  ◆ 面向復雜環境的高鐵運營安全影響因素識別和分析

  運營數據采集、存儲和分析、異物入侵識別、安全關聯分析、“人?車?物?環?管”因素識別等技術。

  ◆ 京張高鐵深埋站隧復雜空間虛擬交互導引和融合展示

  客服設施設備模型重建、識別匹配與動態更新、大范圍實時定位、大規模數據混合輕量化展示等技術。

  ◆ 基于冬奧會主題生成的京張高鐵視覺傳達與展示設計技術

  從京張高鐵文化和冬奧會設計中提煉視覺元素關鍵技術;精準整合諸多復雜因素的文化生成關鍵技術;冬奧會主題京張高鐵一體化視覺創意設計等關鍵技術。

  4 京張高鐵智能化服務典型示范設計

  圍繞旅客智能出行、高鐵運營安全、服務人文冬奧3個方面,按照需求分析、理論技術研究、平臺研發和應用示范4個步驟,開展京張高鐵智能化服務典型示范設計。

  4.1 國際化售票服務示范

  ◆ 完成3套奧運特色紙質車票和電子客票樣式設計,并設計以長城主題的冬奧會紀念票

  ◆ 研發了中、英雙語服務的自動售票服務機,提供英文版售票、退票、改簽及英文版計次—定期票發售等功能

  ◆ 研發多語言版售票應用軟件App

  ◆ 支持VISA、MasterCard、JCB、Diners等國際卡

  4.2 旅客服務需求

  ◆ 實現中英文語音交互、引導揭示切換、站內導航和車次狀態查詢等智能信息服務

  ◆ 研發了基于 5G 通信的列車多媒體奧運信息服務系統

  ◆ 研發了站臺門中央控制系統,以及站臺門智能協同聯動與自適應控制技術,實現站臺門開、閉門時間范圍內可調可控

  4.3 智能動車組示范

  ◆ 與 CR400BF 動車組相比,列車重量減少了7 t,氣動阻力降低了 3.5%

  ◆ 滿足動車組?40~40 ℃ 的高寒防冰雪運用要求

  ◆ 實現 30‰大坡道困難工況下動車組的安全起停

  ◆ 實現動車組“預見修”

  4.4 安全大數據應用示范

  ◆ 完成了7 項安全大數據主題分析應用、11 項時空大數據可視化展示

  ◆ 建成了周界和異物異常圖像標注庫

  ◆ 建成了京張高鐵圖像智能識別系統,其識別準確率不低于90%

  4.5 地下站隧虛擬交互導引和融合展示服務示范

  ◆ 實現了隧道及地下車站的智能導航、應急救援、面向冬奧會的多主題展示等功能

  ◆ 提升了地下站隧一體化旅客安全服務保障、面向冬奧會多主題智能展示體驗能力

  4.6 京張高鐵文化視覺展示示范

  ◆ 創建了一套“京張高鐵專屬標志及其制作準則”視覺識別設計系統

  ◆ 按照“冰雪飛揚”主題完成了車站空間導視系統符號庫設計

  ◆ 創作并完成了 “冰雪飛揚、繽紛奧運”主題的站內外空間視覺創意設計

  ◆ 完成“九重冬韻”主題的 3 套列車涂裝設計和車廂內飾設計

  該成果不僅為冬奧會旅客提供便捷、舒適、安全的京張高鐵智能出行服務,形成一批高水平、標志性成果,還將建立我國高鐵智能化服務示范,為新一輪高鐵產業增長提供技術動力,進一步提高中國高鐵在全球的品牌地位,助力“一帶一路”倡議的實施,引領低碳、環保、綠色的高鐵出行趨勢,促進環境可持續發展。

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