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國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心
2022年度開放課題申請指南

為促進(jìn)國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心（以下簡稱智能工程中心）全面開放、資源共享、科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化，充分發(fā)揮國家科技創(chuàng)新平臺學(xué)術(shù)交流和科技輻射的帶動作用，本智能工程中心向社會公開發(fā)布開放課題基金，歡迎國內(nèi)外符合條件的研究人員踴躍申請，開展科技合作與學(xué)術(shù)交流。

一、智能工程中心簡介

國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心（The Center of National Railway Intelligent Transportation System Engineering and Technology）是由科技部批準(zhǔn)組建的國家工程技術(shù)研究中心，依托單位為中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，主管部門是中國國家鐵路集團(tuán)有限公司。

智能工程中心把握智能鐵路發(fā)展方向，圍繞軌道交通行業(yè)發(fā)展中的重大關(guān)鍵性和共性技術(shù)，聚焦智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營、智慧交通核心關(guān)鍵技術(shù)，研究開發(fā)具有高增值效益的新產(chǎn)品、新裝備，培養(yǎng)和集聚高科技專業(yè)人才，推進(jìn)自主創(chuàng)新科研成果的系統(tǒng)化、產(chǎn)業(yè)化、工程化，構(gòu)建院內(nèi)外、路內(nèi)外、國內(nèi)外協(xié)同創(chuàng)新平臺，支撐鐵路與城市軌道交通“雙智”技術(shù)發(fā)展。

二、開放課題研究方向

根據(jù)行業(yè)技術(shù)發(fā)展要求和工程應(yīng)用需求，2022年度智能工程中心開放基金主要資助以下10個(gè)研究方向：

課題1：5G專網(wǎng)窄波束信道測量與建模研究

窄波束的研究對于提升5G性能意義重大，因此亟需開展8T8R基站及窄波束天線研發(fā)。在5G-R電波傳播研究當(dāng)中，對不同場景和基站高度多天線窄波束信道的測量和仿真是目前的技術(shù)瓶頸。在目前的5G-R組網(wǎng)研究和裝備研發(fā)階段，窄波束的研究對于基站間距布設(shè)、終端性能提升等意義重大，準(zhǔn)確地認(rèn)知鐵路典型場景的窄波束信道特性是窄波束天線、MIMO技術(shù)、波束賦形技術(shù)在鐵路5G專網(wǎng)應(yīng)用的前提，研究迫切性高。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)研究高速移動環(huán)境窄波束信道測量方法，在東郊測試驗(yàn)證；

(2)研究鐵路典型場景下的窄波束信道大小尺度特性；

(3)研究鐵路5G專網(wǎng)動態(tài)窄波束信道建模；

(4)開展基于信道模擬的鐵路5G窄波束MIMO性能評估研究。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：15-20萬元

計(jì)劃年限：2年

課題2：基于云計(jì)算的聯(lián)鎖系統(tǒng)安全性保障方法研究

積極推進(jìn)基于云計(jì)算的信號技術(shù)探索對鐵路運(yùn)輸?shù)臄?shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要意義。由于云計(jì)算平臺的架構(gòu)不同于傳統(tǒng)信號系統(tǒng)安全架構(gòu)，如何保障云聯(lián)鎖平臺的安全性目前還缺乏有效方法。結(jié)合我國鐵路信號聯(lián)鎖系統(tǒng)對云計(jì)算的遠(yuǎn)景需求，研究探索云聯(lián)鎖的安全性保障方法以及安全性保證方法的證明，旨在為云聯(lián)鎖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)提供支撐。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)基于聯(lián)鎖系統(tǒng)安全要求和云平臺特征，研究云聯(lián)鎖平臺安全性保障方法；

(2)研究云聯(lián)鎖形式化模型和系統(tǒng)安全性的驗(yàn)證方法。從聯(lián)鎖關(guān)系正確性和“故障-安全”兩個(gè)方面，給出系統(tǒng)安全性的模型檢驗(yàn)方法。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20-40萬元

計(jì)劃年限：2年

課題3：面向運(yùn)維的動車組數(shù)字孿生沉浸式展示與交互方法研究

構(gòu)建動車組的精準(zhǔn)運(yùn)維體系是高鐵健康發(fā)展的重要支撐。數(shù)字孿生技術(shù)為運(yùn)維人員提供沉浸式交互環(huán)境，但在動車組運(yùn)維中存在模型結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修流程繁瑣及組件監(jiān)測數(shù)據(jù)海量多模的挑戰(zhàn)，使得運(yùn)維人員難以充分理解運(yùn)維復(fù)雜場景、關(guān)聯(lián)分析部件狀態(tài)、進(jìn)而精準(zhǔn)定位故障根因和指導(dǎo)檢修作業(yè)，以保障運(yùn)行安全。因此，如何降低運(yùn)維人員在檢修過程中的學(xué)習(xí)成本、提高復(fù)雜運(yùn)維場景中的交互檢修效率、提升動車組故障診斷準(zhǔn)確率，成為關(guān)鍵科學(xué)問題。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)面向多尺度多實(shí)例動車組數(shù)字孿生的組件自動標(biāo)注技術(shù)研究；

(2)面向動車組運(yùn)維檢修的數(shù)據(jù)驅(qū)動沉浸式導(dǎo)覽路徑自動生成技術(shù)研究；

(3)面向動車組組件故障診斷的多維監(jiān)測數(shù)據(jù)沉浸式可視分析與交互技術(shù)研究。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：15-20萬元

計(jì)劃年限：2年

課題4：基于矢量數(shù)據(jù)的鐵路物流基地三維建模工具開發(fā)

我國已建成一百余座鐵路物流基地，普遍存在規(guī)劃不合理帶來的物流動線不暢、功能設(shè)計(jì)不合理等問題，目前行業(yè)缺乏專業(yè)化規(guī)劃及科研基礎(chǔ)工具，制約了鐵路物流基地規(guī)劃及運(yùn)營管理科研，隨著數(shù)字孿生技術(shù)的發(fā)展，需打造專業(yè)化三維建模工具，相較于激光掃描、傾斜攝影等非矢量建模方法精度與建模效率難以兼顧的情況，應(yīng)基于設(shè)計(jì)圖等矢量數(shù)據(jù)打造應(yīng)用于基礎(chǔ)信息構(gòu)建、可視化管理、運(yùn)營仿真優(yōu)化及規(guī)劃咨詢的鐵路物流基地三維建模工具。

本課題的主要工作包含：

(1)基于國有知識產(chǎn)權(quán)三維建模平臺，開發(fā)基于矢量圖紙的便捷化建模功能及包括線路、倉庫、安全防護(hù)牌、門吊、叉車、卡車、鐵路貨車等設(shè)施設(shè)備在內(nèi)的模型資源池和建模工具；

(2)構(gòu)建某指定物流基地三維模型。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20-40萬元

計(jì)劃年限：1年

課題5：面向高鐵列車自主運(yùn)行控制的智能駕駛安全驗(yàn)證研究

列車智能駕駛是實(shí)現(xiàn)高速鐵路列車自主運(yùn)行控制的核心和關(guān)鍵。由于高速列車運(yùn)行速度高、涉及環(huán)境廣、感知數(shù)據(jù)大，列車運(yùn)行環(huán)境中感知信息具有不確定性，任何有限訓(xùn)練集形成的智能駕駛功能失效都可能導(dǎo)致系統(tǒng)安全控制邏輯錯(cuò)誤，嚴(yán)重危及列車自主運(yùn)行的安全。傳統(tǒng)的安全驗(yàn)證方法主要通過最優(yōu)控制或數(shù)值計(jì)算，在線路環(huán)境、列車參數(shù)、區(qū)間運(yùn)行時(shí)分確定的條件下，進(jìn)行仿真驗(yàn)證，無法滿足不確定性輸入線路環(huán)境的智能駕駛安全驗(yàn)證需求。如何在列車自主運(yùn)行環(huán)境動態(tài)變化的情況下，驗(yàn)證智能駕駛算法的安全性是亟待解決的問題。

本課題的主要工作包含：

(1)列車智能駕駛?cè)蝿?wù)場景研究分析；

(2)列車智能駕駛功能與安全控制邏輯的故障致因機(jī)理和任務(wù)場景建模方法研究；

(3)列車智能駕駛算法安全測試技術(shù)研究，并完成列車智能駕駛算法的安全驗(yàn)證。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：15-20萬元

計(jì)劃年限：2年

課題6：基于多源數(shù)據(jù)驅(qū)動的高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試CTC問題分析算法研究

在此前大量的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作當(dāng)中，積累了海量的問題數(shù)據(jù)，并發(fā)現(xiàn)了一系列調(diào)度集中系統(tǒng)的潛在安全問題，但多源數(shù)據(jù)挖掘和基于人工智能算法的數(shù)據(jù)分析和智能預(yù)測方面還需進(jìn)一步深化研究。擬基于實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的國鐵集團(tuán)重大課題“調(diào)度集中系統(tǒng)條件下行車安全優(yōu)化提升關(guān)鍵技術(shù)的研究”為基礎(chǔ)，開展基于多源數(shù)據(jù)驅(qū)動的高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試調(diào)度集中系統(tǒng)問題分析算法研究，進(jìn)一步提升調(diào)度集中系統(tǒng)的安全性。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)對聯(lián)調(diào)聯(lián)試下調(diào)度集中的多源文本數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，提出有效的問題數(shù)據(jù)特征提取方法；

(2)結(jié)合問題數(shù)據(jù)特征，建立聯(lián)調(diào)聯(lián)試數(shù)據(jù)的智能分類模型；

(3)研究聯(lián)調(diào)聯(lián)試條件下調(diào)度集中系統(tǒng)潛在問題預(yù)測分析算法；

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：15-20萬元

計(jì)劃年限：2年

課題7：鐵路工程全生命周期碳排放模型構(gòu)建與驗(yàn)證技術(shù)研究

自上世紀(jì)末以來，發(fā)達(dá)國家政府和國際組織如國際標(biāo)準(zhǔn)化組織已通過大量調(diào)研形成了系統(tǒng)的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)。中國鐵路依托重大鐵路項(xiàng)目和科研課題，將構(gòu)建重大鐵路綠色性能數(shù)據(jù)庫，其中包含部分典型工點(diǎn)的影響碳排的關(guān)鍵要素，但并未形成鐵路碳排放通用模型。為了充分發(fā)揮鐵路綠色出行優(yōu)勢地位，需進(jìn)一步加大鐵路行業(yè)碳排放量核算方法研究，量化分析鐵路在碳減排中的貢獻(xiàn)和意義。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)鐵路工程全生命周期碳排放因子庫的構(gòu)建與研究；

(2)鐵路工程全生命周期關(guān)鍵專業(yè)碳排放子模型的構(gòu)建研究；

(3)鐵路工程全生命周期碳排放綜合模型構(gòu)建與驗(yàn)證研究。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20-40萬元

計(jì)劃年限：2年

課題8：鐵路編組站運(yùn)輸生產(chǎn)效率評價(jià)體系研究

隨著貨運(yùn)量不斷提升，提高編組站的運(yùn)輸生產(chǎn)效率成為運(yùn)輸生產(chǎn)工作中的重要環(huán)節(jié)。SAM系統(tǒng)經(jīng)過多年的發(fā)展，初步實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸能力自動查定，運(yùn)輸生產(chǎn)效率指標(biāo)自動評價(jià)，但各指標(biāo)間缺少關(guān)聯(lián)性分析，指標(biāo)體系也不完善。因此亟需在現(xiàn)有研究成果基礎(chǔ)上，發(fā)揮高校在運(yùn)輸組織、生產(chǎn)調(diào)度等方面的理論優(yōu)勢，對運(yùn)輸生產(chǎn)效率評價(jià)體系進(jìn)行深入研究，建立生產(chǎn)效率評價(jià)指標(biāo)算法模型，建全編組站評價(jià)指標(biāo)體系，實(shí)現(xiàn)各指標(biāo)間的關(guān)聯(lián)性分析，對車站作業(yè)態(tài)勢進(jìn)行分析，輔助指導(dǎo)車站運(yùn)輸生產(chǎn)組織的決策。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)完善編組站運(yùn)輸生產(chǎn)效率評價(jià)指標(biāo)體系；

(2)研究編組站運(yùn)輸生產(chǎn)關(guān)鍵指標(biāo)全要素分析技術(shù)；

(3)研究編組站運(yùn)輸生產(chǎn)技術(shù)作業(yè)態(tài)勢推演技術(shù)。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20-40萬元

計(jì)劃年限：2年

課題9：鐵路信號系統(tǒng)雷擊瞬態(tài)電磁騷擾效應(yīng)與故障風(fēng)險(xiǎn)評估研究

鐵路信號系統(tǒng)通常比動力系統(tǒng)具有更高的電磁敏感性，很容易在雷擊引起的瞬態(tài)電磁騷擾下發(fā)生信號誤碼、設(shè)備閉鎖、服務(wù)中斷等故障。盡管現(xiàn)有的防護(hù)手段可以在一定程度上減少和避免直擊雷侵入引起直接效應(yīng)，但雷擊引起的瞬態(tài)電磁騷擾可以通過空間輻射、場-線耦合等多種途徑產(chǎn)生間接影響。由于現(xiàn)階段尚缺乏信號系統(tǒng)在雷擊瞬態(tài)電磁騷擾下發(fā)生各類故障的仿真手段，有必要針對目標(biāo)對象系統(tǒng)開展雷擊瞬態(tài)電磁騷擾效應(yīng)研究，評估信號系統(tǒng)故障風(fēng)險(xiǎn)，指導(dǎo)相關(guān)防護(hù)工作。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)研究信號系統(tǒng)多途徑侵入下的雷擊瞬態(tài)電磁騷擾波形特征和影響規(guī)律；

(2)開展信號系統(tǒng)雷擊瞬態(tài)電磁騷擾下電磁效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究；

(3)提出信號系統(tǒng)雷擊瞬態(tài)電磁騷擾效應(yīng)與故障風(fēng)險(xiǎn)評估建模方法。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20-30萬元

計(jì)劃年限：2年

課題10：基于北斗的鐵路時(shí)間同步網(wǎng)同步性能高精度監(jiān)測評估方法研究

時(shí)間同步是鐵路安全生產(chǎn)的重要前提，鐵路已建設(shè)地面時(shí)間同步網(wǎng)，發(fā)布了相關(guān)技術(shù)條件，但尚無對鐵路時(shí)間同步性能進(jìn)行監(jiān)測與評估的參考標(biāo)準(zhǔn)。目前，時(shí)間同步設(shè)備同步性能評估主要采用傳統(tǒng)的離線標(biāo)定方法，存在地域限制性強(qiáng)、評估獨(dú)立、評價(jià)準(zhǔn)則不一、指標(biāo)表征方法不統(tǒng)一等問題。開展基于北斗的鐵路時(shí)間同步網(wǎng)同步性能高精度監(jiān)測評估方法研究，為鐵路時(shí)間同步網(wǎng)同步性能監(jiān)測評估提供技術(shù)支撐；同時(shí)，支持校準(zhǔn)各時(shí)間同步設(shè)備時(shí)間誤差及溯源至標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，保障鐵路時(shí)間同步網(wǎng)的時(shí)間準(zhǔn)確性。

本課題的主要工作包含如下幾個(gè)方面：

(1)基于北斗的鐵路遠(yuǎn)程時(shí)間精確比對技術(shù)研究及鐵路時(shí)間同步網(wǎng)準(zhǔn)確度的標(biāo)定及驗(yàn)證方法研究；

(2)基于北斗共視的多節(jié)點(diǎn)鐵路時(shí)間同步性能評估方法與架構(gòu)研究；

(3)基于北斗實(shí)時(shí)共視的節(jié)點(diǎn)間時(shí)間同步性能評估不確定度分析方法研究；

(4)鐵路時(shí)間同步節(jié)點(diǎn)的高精度同步性能評估方案設(shè)計(jì)和測試驗(yàn)證。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：15-20萬元

計(jì)劃年限：2年

三、申報(bào)程序與審批程序

開放課題申請截止日為2022年7月20日(郵寄申請書以投遞日郵戳為憑)，申請者應(yīng)將填寫完整的《國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心開放課題申報(bào)書》（附件2）紙質(zhì)版一份（加蓋單位公章的原件）送達(dá)（或郵寄到）國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，同時(shí)發(fā)送電子版（PDF格式蓋章掃描版）至聯(lián)系人郵箱。紙質(zhì)版申請書裝入封套內(nèi)，封套正面按申請書封面填寫有關(guān)內(nèi)容。

智能工程中心學(xué)術(shù)委員會專家評審開放課題，根據(jù)擇優(yōu)的原則，確定年度資助項(xiàng)目，并將評審結(jié)果通知申請者。

四、課題申報(bào)要求

申請者必須滿足下列條件：國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)、大專院校中具有高級技術(shù)職稱或具有博士學(xué)位的中級職稱的科技工作者，并在相關(guān)領(lǐng)域有較好的研究積累，能保證開放課題研究所需要的時(shí)間投入，并有一定的時(shí)間到工程中心開展研究工作。

課題申報(bào)、實(shí)施和結(jié)題必須符合《國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心開放課題管理規(guī)定》（附件1）等相關(guān)辦法規(guī)定，申請課題內(nèi)容必須符合開放課題基金項(xiàng)目指南，學(xué)術(shù)思想新穎、立論根據(jù)充足、研究目標(biāo)明確、研究內(nèi)容具體、技術(shù)路線合理。

五、年度報(bào)告和結(jié)題要求

每年應(yīng)按智能工程中心要求提報(bào)課題執(zhí)行情況，申報(bào)課題必須按最終簽訂的合同要求完成，對于基金使用不合理或者沒有足夠理由未能按進(jìn)度完成計(jì)劃的課題，智能工程中心主任有權(quán)暫時(shí)中止或取消資助資金。

結(jié)題需提交如下材料：

(1)研究報(bào)告、試驗(yàn)報(bào)告等（附成果演示或相關(guān)視頻、圖片及相關(guān)佐證材料）；

(2)學(xué)術(shù)論文與/或成果鑒定證書復(fù)印件；

(3)專利申請受理通知書或授權(quán)證書（如有）；

(4)演示系統(tǒng)、原型系統(tǒng)等成果（如有）；

(5)其他指南中要求的成果。

中心地址和聯(lián)系方式：

通訊地址：北京海淀區(qū)大柳樹路2號通信信號研究所

郵政編碼：100081

聯(lián)系人：范楷

電話：15601021120

電子郵箱：fankai_cars@163.com