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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
2024年度開放課題申請指南

為促進(jìn)中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司國家科技創(chuàng)新平臺全面開放、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）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，2024年度智能工程中心開放基金主要資助以下9個研究方向：

課題1：面向鐵路技術(shù)站作業(yè)場景的巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究

鐵路技術(shù)站作為鐵路運(yùn)輸基層單位，承擔(dān)著貨運(yùn)列車到達(dá)、出發(fā)、解體、編組、技術(shù)檢查等各項作業(yè)，需要依靠調(diào)車組、外勤貨檢員、列檢員等大量基層外勤作業(yè)人員實(shí)現(xiàn)，對外勤作業(yè)人員的作業(yè)安全和效率有著較高的要求。根據(jù)鐵路技術(shù)站根據(jù)實(shí)際場景需求，研究巡檢機(jī)器人自主路徑規(guī)劃、自主巡檢、目標(biāo)精準(zhǔn)識別等內(nèi)容，降低人員作業(yè)量，提高外勤作業(yè)安全性。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

(1)面向鐵路技術(shù)站智能巡檢機(jī)器人本體選型研究；

(2)面向鐵路技術(shù)站智能巡檢機(jī)器人的自主路徑規(guī)劃技術(shù)研究；

(3)面向鐵路技術(shù)站智能巡檢機(jī)器人的目標(biāo)精準(zhǔn)檢測技術(shù)研究；

(4)面向鐵路技術(shù)站智能巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題2：鐵路隧道關(guān)門塌方場景透地應(yīng)急通信技術(shù)研究

鐵路隧道施工時可能發(fā)生塌方事故，施工現(xiàn)場與外界之間會被數(shù)十米坍塌體阻隔，造成通信中斷，使外界無法了解事故現(xiàn)場情況，給救援帶來困難。常規(guī)的有線通信可能因塌方中斷，常規(guī)的無線通信可能因坍塌體的阻隔導(dǎo)致傳輸損耗巨大，難以穿透塌方體實(shí)現(xiàn)通信。因此，需要研究一種透地通信技術(shù)，不依賴常規(guī)的有線通信和無線傳輸，在隧道被塌方阻擋的情況下實(shí)現(xiàn)雙向通信。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

(1)研究磁導(dǎo)透地通信的原理和實(shí)現(xiàn)方式；

(2)研究磁導(dǎo)透地通信的系統(tǒng)參數(shù)仿真方法；

(3)提出適用于鐵路隧道關(guān)門塌方場景的磁導(dǎo)透地通信方案。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題3：基于TSN網(wǎng)絡(luò)的TRDP協(xié)議的實(shí)時通信及測試方法研究

傳統(tǒng)現(xiàn)場總線難以滿足未來列車大容量數(shù)據(jù)通信的需求，而作為工業(yè)網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)方向，國內(nèi)外軌道交通領(lǐng)域均將TSN技術(shù)作為下一代車輛網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。TRDP協(xié)議作為一種專為軌道交通系統(tǒng)設(shè)計的實(shí)時數(shù)據(jù)通信協(xié)議，在國際上得到廣泛應(yīng)用。但是將TRDP協(xié)議與TSN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集成，以實(shí)現(xiàn)通信的硬實(shí)時尚處于起步階段，且缺乏集成TSN的TRDP有效的仿真技術(shù)和測試手段。因此，研究基于TSN網(wǎng)絡(luò)的TRDP協(xié)議的實(shí)時通信及測試方法，依托高速鐵路列控系統(tǒng)車載仿真測試實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)集成TSN與TRDP仿真與測試平臺，對我國實(shí)現(xiàn)新型以太網(wǎng)控車技術(shù)具有重要意義。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

(1)研究基于TSN網(wǎng)絡(luò)的TRDP協(xié)議的實(shí)時通信方法；

(2)研究基于TSN網(wǎng)絡(luò)的TRDP協(xié)議的仿真與測試技術(shù)；

(3)依托高速鐵路列控系統(tǒng)車載仿真測試實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行集成TSN TRDP仿真與測試。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題4：基于光纖光柵傳感器的計軸設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究

計軸設(shè)備是軌道區(qū)段占用檢測技術(shù)的重要組成部分，現(xiàn)有電磁計軸設(shè)備需要每個磁頭單獨(dú)供電并預(yù)埋電纜，不適合推廣到無人值守的區(qū)間使用。光纖光柵傳感技術(shù)具有本質(zhì)絕緣、抗電磁干擾、結(jié)構(gòu)簡單、復(fù)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，并且沿軌道布設(shè)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)不需要額外供電，僅使用通信光纖傳輸光信號，可以穩(wěn)定工作在復(fù)雜的鐵路軌道現(xiàn)場環(huán)境，特別適用于計軸技術(shù)。因此，研究基于光纖光柵傳感器的計軸技術(shù)對于提升區(qū)間占用檢查手段具有重要意義。

本課題的主要工作包含：

(1)面向車軸通過特性的光纖光柵傳感機(jī)理研究；

(2)鋼軌布置光纖光柵傳感器的封裝、安裝、組網(wǎng)與優(yōu)化研究；

(3)基于光纖光柵傳感器的計軸信號處理技術(shù)研究。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題5：基于語義挖掘的鐵路信號故障原因追溯關(guān)鍵技術(shù)研究

鐵路信號系統(tǒng)是鐵路運(yùn)行的中樞神經(jīng)，為保證鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩透咝В盘栐O(shè)備故障原因追溯至關(guān)重要。目前，信號系統(tǒng)積累了大量的報警記錄以及報警處理意見等文本類故障數(shù)據(jù)，由電務(wù)人員記錄的文本信息受制于記錄人員的表述習(xí)慣和文化背景差異，存在描述內(nèi)容具有二義性問題。這迫使電務(wù)人員在進(jìn)行故障分析和故障分類等工作時，需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行二次整理，耗費(fèi)巨大勞動力的同時，還可能出現(xiàn)由于主觀或客觀原因?qū)е禄诖藬?shù)據(jù)的處理、挖掘和分析結(jié)果不準(zhǔn)確。因此，基于文本挖掘的信號設(shè)備故障原因追溯關(guān)鍵技術(shù)研究具有重要意義。

本課題的主要工作包含：

(1)研究基于信號集中監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的報警記錄、報警處理意見文本，進(jìn)行語義分析，同時建立標(biāo)準(zhǔn)化故障原因分類，提取故障原因相關(guān)特征；

(2)研究面向多適用性的語義挖掘技術(shù)，構(gòu)建高泛化度模型，適用于信號設(shè)備（道岔、軌道、信號機(jī)）和信號系統(tǒng)，解決多源數(shù)據(jù)融合問題；

(3)設(shè)計鐵路信號故障原因追溯自動化實(shí)現(xiàn)方案；

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題6：高鐵地震預(yù)警融合算法的研究

自2012年以來，以我院為牽頭的高速鐵路地震安全研發(fā)組開展了高鐵預(yù)警技術(shù)研究和試驗(yàn)，研發(fā)了高速鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地震P波預(yù)警及緊急處置。隨著高速鐵路地震預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)在全路的推廣應(yīng)用及國家地震臺網(wǎng)數(shù)據(jù)交換平臺的建設(shè)及應(yīng)用，高鐵地震預(yù)警系統(tǒng)匯聚了本線、鄰線、鄰局、中國地震臺網(wǎng)的信息，信息種類繁多，如何對這些信息進(jìn)行更充份的應(yīng)用，研究地震預(yù)警融合處理算法，提高地震系統(tǒng)的預(yù)警準(zhǔn)確性、時效性，提高系統(tǒng)處置效率，提升系統(tǒng)安全防護(hù)水平，是一個非常緊迫的需求。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

(1)國內(nèi)外主流地震預(yù)警算法的比較研究，針對地震預(yù)警系統(tǒng)防護(hù)對象的不同，搜集資料，研究比較國內(nèi)外主流地震預(yù)警算法，分析算法技術(shù)原理；

(2)地震預(yù)警融合算法框架研究,算法間的差異會為融合帶來困難，研究合適的融合算法框架，消弭差異造成的融合困難；

(3)PLUM算法及其可融合性研究,研究PLUM算法觀察圓半徑R和臺站觸發(fā)時刻等因素對融合算法的影響；

(4)地震動場實(shí)時預(yù)測算法及其可融合性研究,研究地震動場實(shí)時預(yù)測算法，并針對基于線源方法的可融合性和基于初始P波方法的可融合性進(jìn)行研究。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題7：基于生成式大模型的鐵路侵限場景生成及檢測技術(shù)研究

立足鐵路侵限檢測技術(shù)框架構(gòu)建，圍繞惡劣環(huán)境下的數(shù)據(jù)增廣、圖像增強(qiáng)和模型泛化等關(guān)鍵問題開展研究。通過研究基于AI大模型驅(qū)動的生成算法，利用數(shù)據(jù)的高質(zhì)量擴(kuò)充提升鐵路侵限檢測模型的泛化能力；研究基于物理原理約束的自然災(zāi)害異常場景AI生成算法，提升惡劣環(huán)境下鐵路侵限場景數(shù)據(jù)的質(zhì)量；最終形成一套面向新一代智慧鐵路侵限場景檢測的智能范式，并在典型場景開展技術(shù)驗(yàn)證。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

(1)大模型驅(qū)動的鐵路侵限場景生成方法研究；

(2)物理原理約束的自然災(zāi)害異常場景AI生成方法研究；

(3)復(fù)雜環(huán)境下鐵路侵限事件檢測能力提升方法。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：50萬元

計劃年限：2年

課題8：面向高速動車組海量車地數(shù)據(jù)的大模型應(yīng)用方案研究

當(dāng)前高速動車組的大規(guī)模投入運(yùn)行并已實(shí)現(xiàn)了運(yùn)維信息管理，動車組車載軌邊監(jiān)測數(shù)據(jù)具有海量、高速、實(shí)時的特點(diǎn)，能較好滿足AI大模型對數(shù)據(jù)的大規(guī)模、豐富性和質(zhì)量要求，為了進(jìn)一步深化利用海量車地監(jiān)測數(shù)據(jù)，更好支持動車組健康態(tài)勢評估和故障趨勢預(yù)測等運(yùn)維決策工作，探索大模型技術(shù)在該場景下的適用性、可行性，提出適配動車組智能運(yùn)維場景的大模型訓(xùn)練調(diào)優(yōu)和推理預(yù)測應(yīng)用方案，為動車組的安全風(fēng)險超前防范和定制化精準(zhǔn)維修提供支撐。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

(1)結(jié)合動車組智能運(yùn)維業(yè)務(wù)需求深入分析車載軌邊監(jiān)測數(shù)據(jù)基本特性,開展大模型在動車組智能運(yùn)維場景的適用性調(diào)研分析；

(2)提出基于動車組海量車地數(shù)據(jù)的關(guān)鍵領(lǐng)域大模型設(shè)計，結(jié)合主流大模型技術(shù)設(shè)計動車組智能運(yùn)維垂域大模型；

(3)研究面向動車組海量車地數(shù)據(jù)的大模型應(yīng)用方案，提出智能運(yùn)維大模型訓(xùn)練調(diào)優(yōu)和推理預(yù)測的實(shí)現(xiàn)方法，為實(shí)現(xiàn)PHM等提供更強(qiáng)的樣本細(xì)節(jié)捕獲能力、應(yīng)用泛化能力和知識表示能力。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

課題9：互聯(lián)互通場景下鐵路港站作業(yè)與行車組織耦合柔性調(diào)度方法研究

以鐵海聯(lián)運(yùn)樞紐內(nèi)載運(yùn)資源調(diào)度為研究對象，以集裝箱海鐵聯(lián)運(yùn)中集裝箱班列行車組織和作業(yè)調(diào)度方案為研究內(nèi)容，針對鐵路運(yùn)輸與港航運(yùn)輸資源之間的協(xié)同問題，開展考慮船舶到港時間約束、貨物運(yùn)輸要求和設(shè)備作業(yè)能力的集裝箱鐵海聯(lián)運(yùn)行車組織和作業(yè)機(jī)械調(diào)度的研究，以最小化集裝箱滯留時間和最小化作業(yè)完成時間為目標(biāo)，提高海鐵運(yùn)輸模式之間的銜接程度。

本課題的主要工作包含如下幾個方面：

（1）鐵海聯(lián)運(yùn)一體化運(yùn)輸組織作業(yè)模式和流程解析，明確疏運(yùn)組織影響因素；

（2）基于港-鐵互聯(lián)互通的集裝箱班列行車組織和作業(yè)機(jī)械調(diào)度優(yōu)化模型；

（3）高效求解方法和實(shí)證驗(yàn)算設(shè)計，選取國內(nèi)典型鐵水聯(lián)運(yùn)港口，驗(yàn)證模型與算法的有效性和實(shí)用性。

提交成果：

課題經(jīng)費(fèi)額度：20萬元

計劃年限：2年

三、申報程序與審批程序

開放課題申請截止日為2024年2月23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，確定年度資助項目，并將評審結(jié)果通知申請者。

四、課題申報要求

根據(jù)課題的經(jīng)費(fèi)額度不同，課題申報人應(yīng)符合如要求：

(1)經(jīng)費(fèi)20萬元以上課題，正高級職稱，且具備相關(guān)領(lǐng)域研究基礎(chǔ)與成果的研究人員。

(2)經(jīng)費(fèi)20萬元及以下課題，高級職稱或已獲得博士學(xué)位的研究人員。

課題申報、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、年度報告和結(jié)題要求

每年應(yīng)按智能工程中心要求提報課題執(zhí)行情況，申報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)度完成計劃的課題，智能工程中心主任有權(quán)暫時中止或取消資助資金。

結(jié)題需提交如下材料：

(1)研究報告、試驗(yàn)報告等（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。

六、成果獎勵

對于客座研究人員完成的優(yōu)秀課題，超過結(jié)題指標(biāo)要求的可以優(yōu)先給予課題滾動資助。

七、成果署名

獲本智能工程中心資助課題所取得的研究成果原則歸本智能工程中心（鐵科院集團(tuán)公司）所有，具體要求在合同中約定。論文、著作、專利等成果署名根據(jù)《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）內(nèi)相關(guān)辦法執(zhí)行。

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321室

郵政編碼：100081

聯(lián)系人：曹天睿

電話：010-51849416

電子郵箱：tkyterrycao@163.com