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时间:2018-09-18 来源:人民铁道报 作者:

人民铁道:智能铁路 创新先行 华为助力中国铁路迈向全面智能化时代

智能铁路的发展,离不开先进的ICT(信息与通信)技术。华为是全球领先的ICT基础设施和智能终端提供商,致力于把数字世界带入每个人、每个家庭、每个组织,构建万物互联的智能世界。华为坚持围绕客户需求持续创新,加大基础研究投入、厚积薄发,推动世界进步。华为目前有18万员工,业务遍及170多个国家和地区,服务全世界三分之一以上的人口,全球有16个研发中心,近10年研发投入累计超过3940亿元。从1996年即开始服务于中国铁路行业,20多年来,华为持续通过技术创新伴随中国铁路共同成长。在铁路ICT领域,华为逐渐成为中国铁路总公司及全国各铁路局集团公司最信赖的合作伙伴。

基于在铁路ICT领域的深厚积累,并经过与中国铁路总公司、中国铁路信息科技有限责任公司、中国铁道科学研究院集团有限公司、中国中车集团有限公司、中国铁路通信信号集团有限公司等众多单位的联合创新合作与交流,华为已经形成了一系列针对智能铁路的创新方案,并逐步开始在部分铁路局集团公司进行试点和推广。围绕智能铁路建设,华为认为需重点构建智能铁路的“大”和“神经”系统,实现全方位的数据采集、分析,从而实现铁路的智能运营管理和决策。

智能铁路的“神经”系统主要包括:铁路传输骨干网和数据骨干网组成的“中枢神经”以及物联网、摄像头、传感器、终端设备、数据接入网、GSM-R/LTE-R等组成的“末梢神经”。“末梢神经”实现铁路基础设施和设备的数字化和可视化,而“中枢神经”则负责把各类状态数据、视频图像等信息传递给智能铁路的“大脑”。

智能铁路的“大脑”主要依托于铁路一体化信息集成平台,实现战略决策、运输生产、经营开发、资产管理、建设管理、综合协同六大业务领域的智能化。根据铁路信息化总体规划,一体化信息集成平台包括:基础设施平台、客户服务平台、集成服务平台和数据服务平台。而这四大平台需要先进的ICT技术作为支撑,云数据中心、物联网、大数据、视频云和融合通信这五大技术领域以及与之相关的人工智能算法,代表了当前较先进的ICT技术,将成为构建智能铁路“大脑”的核心和基础能力。智能铁路的“大脑”负责采集、管理和分析各类型的数据,为上层的智能应用提供各种基础的服务,甚至包括人工智能算法,最终实现铁路运维、监控、决策和应急等各类业务的全面智能化。

作为智能铁路“大脑”最基础的能力,云数据中心和大数据平台将成为智能铁路发展的基石。华为在这两方面都有着丰富的项目建设经验和技术积累。在云数据中心领域,华为能够提供从前期规划、设计、实施、调测、验证、评估优化服务,到中期的供配电、暖通、机柜、机房、布线、防雷、消防、装修八大系统的数据中心L1集成服务,和L2层的计算、存储、网络、云管平台整体解决方案以及后期的相关维保服务。华为在全球已经参与了2000多个数据中心建设,仅在中国,华为已承建超过40个绿色数据中心,遍布27个省区市,总建筑面积达60万平方米以上,其中10000平方米以上超大型数据中心有25个。在大数据平台方面,华为FusionInsight大数据平台被国际权威咨询机构IDC评为中国区的领导者,在金融、公安、交通等领域有着丰富的项目实施经验。因此,华为联合相关生态伙伴,可以为铁路行业提供丰富的大数据应用。

作为铁路核心的“神经”系统,传统的GSM-R网络正在向LTE-R网络演进。传统2G网络,已远远无法满足智能铁路对车地无线带宽的需求。华为LTE-R已经配合中国铁路总公司,成功完成了在京沈高铁的实验,未来将为铁路车地通信提供更大的带宽和传输速率,以满足智能铁路的发展需求。同时,华为也在配合铁路总公司,共同参与UIC(国际铁路联盟)的FRMCS(下一代铁路移动通信系统)的标准制定,共同引领铁路通信发展趋势,并共同把中国铁路的创新成果推向全球。

基于中国铁路自上而下的创新驱动及铁路业务发展的迫切需求,智能铁路“大脑”与“神经”结合会产生出越来越多的智能应用。华为正联合客户与合作伙伴进行创新试点,典型的应用包括基于智能分析的铁路视频监控系统、基于物联网的铁路智能运维系统和基于5G的铁路车地高速转储系统。

基于智能分析的铁路视频监控系统,首先将传统视频监控系统进行“云化”改造,以更加便于数据的共享和分析。然后引入不同的视频监控智能分析算法,满足铁路不同场景下的监控需求。比如在高铁沿线,传统的异物侵限监测系统误报率较高,不能很好地满足当前的安全监控需求。众所周知,高铁沿线已经部署了大量综合视频监控系统,但并未发挥出应有的作用。因此,业界正在尝试通过视频智能分析的手段,来解决这个问题。首先,需要在传统的综合视频监控的基础上,采用无红曝的红外摄像头,实现高铁沿线的全天候监控。然后,需将视频监控的存储改造为云存储,并导入智能入侵告警算法,即可实现高铁沿线的智能安全监控。该方案将大大减轻线路人工巡检和监控的工作量,提升高铁线路的安全性。对于车站,可以在同样的视频云平台上,导入不同场景的智能分析算法,实现车站人流密度、旅客跨越警戒线、电梯异常等智能监控。车站智能分析应用,可及时发现更多安全隐患,为旅客出行提供更加安全的环境,同时也为事故的事后定责提供有力的证据。摄像头作为末梢“神经”,后端视频云平台及算法作为“大脑”,共同完成了这一智能应用。

基于物联网的智能运维系统,需在铁路沿线和站段部署NB-IoT的专网,也可结合LTE专网,实现丰富的宽窄带结合的物联网应用,实现铁路运营维护的智能化。比如,在铁路沿线部署NB-IoT专网,可为工务、电务、供电等业务,提供便捷的、自动化的监控手段。只需部署内嵌NB-IoT芯片的传感器,即可实现桥梁、隧道、路基、边坡、钢轨、轨道板、接触网、坠坨、转辙机、G网铁塔等基础设施状态的实时监测,减少人工巡检的工作量,实现从“计划修”到“状态修”“预测修”的转变,大大提高了运维效率,也为保障行车安全,提供了更加有力的手段。在铁路的场、段、站等场所,物联网还可以帮助实现铁鞋、脱轨器等安全设备的实时监控和追踪,工作人员的考勤和作业轨迹监控以及车站客运设备、消防、空调、电梯等设备的状态监控等,以此提高铁路基层作业的数字化、智能化水平。物联网作为智能铁路的“神经”系统,与物联网平台和大数据平台等构成的“大脑”结合,将大大提升铁路的运维水平。

基于5G的铁路车地高速转储系统,主要解决了机车、动车组等大量车载数据下载难的问题。据调查发现,当前很多机务段、动车段、工务段等,有大量的车载视频数据快速下载的需求。但是受制于技术原因,一直没有很好的解决方案,当前主要依赖于人工拷贝的方式完成,效率较低。华为通过最新的5G技术,可实现高达3.6Gbps的下载速度,在短短几分钟内即可自动完成车载几十GB数据的下载工作,解决了困扰许久的难题。同时,在数据自动完成下载后,基于地面的大数据和智能分析平台,可自动完成数据和视频的智能分析,提升整体工作效率。这也是智能铁路“大脑”与“神经”结合的典型应用之一。

经中国铁路总公司批准,今年5月份,中国铁路西安局集团有限公司与华为公司签署了战略合作协议,并成立了联合创新实验室,将共同实现西安局集团的“智慧西铁”战略,持续孵化和研究智能铁路的创新方案。同时,华为先后与中国铁路广州局集团有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司、中国铁路信息科技有限责任公司、中国铁路设计集团有限公司、中铁第一勘察设计院集团有限公司、中国中铁二院工程集团有限责任公司、中铁第四勘察设计院集团有限公司、中国中车集团有限公司、中国铁路通信信号集团有限公司、北京交通大学等业内单位,进行了多次关于云计算、物联网、大数据、LTE-R、5G等智能铁路应用的创新交流和研讨。华为希望做智能铁路在ICT领域的“黑土地”,将持续通过技术创新孵化智能铁路解决方案,为中国智能铁路的发展以及创新成果的“走出去”贡献绵薄之力。

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