学科专业评审组:工程建设组
项目名称:高速铁路关键基础设施服役状态实时感知与智能诊断成套技术及应用
提名单位: 中铁第一勘察设计院集团有限公司
提名等级:二等奖
提名单位意见: 高速铁路关键基础设施(接触网、轨道、隧道)长期处于高寒、强风、强电磁干扰、大温差等极端环境,服役状态退化快、隐蔽病害多、运维困难,传统依赖人工巡检难以满足复杂环境下全天候、高精度的运维需求。针对上述难题,依托兰新高铁、银西及西成客专等项目,采用智能传感、机器视觉、深度学习、多源数据融合等方法,对高铁关键基础设施服役状态实时感知、病害智能诊断与风险协同预警进行系统研究。研制了极端环境接触网智能传感装置及集成状态感知模块的接触网关键部件,研发了铁路基础设施移动检测技术与装备,实现了铁路基础设施运行状态实时精准智能感知;构建了动态波特征驱动的多病害检测模型,提出了多维-多通道特征融合的铁路病害智能检测方法,建立了知识图谱与深度学习耦合的铁路病害智能诊断技术,实现了病害快速识别、精准解译与智能诊断协同;提出了数据与图像融合的接触网运行状态实时监测与智能预警方法,研发了轨检数据智能分析与轨道缺陷实时检测平台,构建了铁路基础设施运营安全智能监测系统,实现了运行风险实时监测、快速响应与智能预警。 授权发明专利26项、实用新型21项、软著15项,发表论文27篇,编制规范23部,研制监测设备7套,建立试验段1处,完成CRCC产品认证2项。已在兰新高铁、银西高铁、乌将线等工程成功应用,经济社会效益显著、推广应用前景广阔。 项目提名材料齐全规范,经公示无异议。 提名该项目为陕西省科学技术进步奖二等奖。
项目简介:

客观评价:

应用情况和效益:

主要知识产权和标准规范等目录:

主要完成人:
  1. 姓名:张学武
    排名:1
    行政职务:电化院院长
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:项目负责人和第一完成人,统筹项目研究方向和计划,部署项目具体实施方案,制定重大技术问题的攻关决策,提出解决方案,积极推动新技术的应用和推广。牵头构建智能化的铁路基础设施监测体系。尤其利用物联网、大数据、云计算及人工智能等技术,构建智能化的接触网监测体系。系统性开展接触网系统故障仿真研究,建立涵盖全速度等级弓网仿真有限元模型,开展了适用于复杂恶劣环境下的接触网传感器的研制工作,解决极端高低温下适应性、大风条件下安装可靠性等技术难题。对创新成果1~3均做出突出贡献。佐证材料见必备附件1.1,其他附件2.1、2.2、2.3、2.6。
    曾获国家科技奖励情况:1.“电气化铁路接触网预配技术”获“2019年度陕西省科学技术进步奖”二等奖 2.“大风区高速铁路接触网防风关键技术及工程应用”获得中国铁道建筑总公司科学技术奖一等奖 3.“基于参数化几何约束模型的腕臂预配方法”获“2019年度中国铁建专利奖发明专利奖优秀奖 4.“强风环境下铁路电气化接触网技术研究”中国铁路电气化技术装备交流大会十大创新技术
  2. 姓名:赵亮
    排名:2
    行政职务:副院长
    技术职称:教授
    工作单位:西安建筑科技大学
    对本项目技术创造性贡献:协助项目负责人组织科技研究工作,对创新成果2、3有突出贡献。提出了语义约束下高铁基础设施病害视觉感知模型,形成了数据智能分析与适时检测技术,参与构建了高速铁路基础设施运营安全智能监测系统。佐证材料见必备附件1.2,其他附件2.5。
    曾获国家科技奖励情况:1.“中亚“一带一路”严寒多震山区公路高边坡智能监测与灾害预警”获“2025年陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖”一等奖 2.“复杂背景下图像分割技术研究与工程应用”获“2017年陕西省科学技术奖”三等奖 3.“混凝土CT图像的细观破裂结构智能检测技术研究”获“2014年陕西高等学校科学技术奖”三等奖
  3. 姓名:田升平
    排名:3
    行政职务:电化院副总工程师
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责数据链入部分的研究及实施,参与项目总体方案研究、科研试验段建设、大数据分析平台研究开发,主导故障仿真系统的研究试验工作。提出了基于传感数据的接触网故障智能检测算法,研发了接触网实时智 能监测系统平台。建立了接触网弓网故障仿真模型,开发出接触网故障仿真平台,实现了故障状态下的弓网动 态性能分析。对创新成果1~3均做出了突出贡献。佐证材料见必备附件1.1,其他附件2.1、2.2、2.3。
    曾获国家科技奖励情况:1.“电气化铁路接触网预配技术”获“2019年度陕西省科学技术进步奖”二等奖 2.“轨道交通区间隧道工程通过活动断层的关键技术及应用”获“2019年度城市轨道交通科技进步奖”一等奖 3.“基于参数化几何约束模型的腕臂预配方法”获“2019年度中国铁建专利奖发明专利奖优秀奖 4.“新建太原枢纽(北六堡)物流中心工程设计”获“2019-2020年度国家铁路局铁路优秀工程设计奖”二等奖
  4. 姓名:刘乃飞
    排名:4
    行政职务:副主任
    技术职称:副教授
    工作单位:西安建筑科技大学
    对本项目技术创造性贡献:组织科技研究工作,参与隧道检测监测关键技术攻关,对创新成果3有主要贡献。提出了隧道病害智能感知方法与检测模型,构建了病害数据管理与智能分析平台,参与形成了高速铁路关键基础设施智能诊断技术。佐证材料见必备附件1.2。
    曾获国家科技奖励情况:1.“复杂空间曲面钢-型钢混凝土组合结构施工关键技术及应用”获“2022陕西省科技进步奖”三等奖 2.“隧道(洞)工程优快分析理论与智能化设计”获“2022陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖”一等奖 3.“穿越富煤偏压底层大断面隧道修建关键技术研究”获“2020陕西高等学校科学技术奖”二等奖
  5. 姓名:苏成光
    排名:5
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:建立了基于深度学习算法的高铁轨检数据干扰因素智能辨识与分析技术,提出了基于一维卷积及二维卷积的轨检数据分类算法。对创新成果2、3做出了突出贡献。佐证材料见必备附件1.3,其他附件2.7。
    曾获国家科技奖励情况:无
  6. 姓名:亢邈迒
    排名:6
    行政职务:重点实验室智慧维养所所长
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:研发了铁路基础设施移动检测技术与装备,突破了多传感器时空同步、导航拒止环境下定位定姿难题,构建了基础设施移动检测技术体系;研发了隧道全寿命周期监测运维管理系统,突破了海量异构高并发监测数据实时解算、快速存取、融合表达、智能分析等关键技术。对成果创新1、3做出了贡献。佐证材料见其他附件2.4。
    曾获国家科技奖励情况:1、首届陕西国防科技工业系统青年创新创效大赛二等奖,项目名称:车载移动测量技术在交通工程中的应用研究 ,排名第6。 2、2021年中国铁建股份有限公司优秀工程勘察设计一等奖,项目名称:兰新高铁至敦煌铁路联络线及敦煌铁路提速改造工程既有线车载LiDAR测量,排名第12,证书编号:2021-KC-1-R13。
  7. 姓名:聂晶鑫
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责信息感知装置的研发,试验段建设,安装实施以及系统方案的制定。研发出能适应高低温、大风等环境下的多参数信息感知装置。开发了大数据收集、整理、存储与检索工具,建立轨道交通工程大数据平台。对创新成果1~3均做出了突出贡献。佐证材料见必备附件1.1,其他附件2.1、2.2、2.3。
    曾获国家科技奖励情况:1.“电气化铁路接触网预配技术”获得陕西省科技进步二等奖 2.“铁路多类型接触网吊弦的精确预配方法”获工程建设行业高推广价值专利大赛一等奖 3.“接触网非接触式监测缺陷识别方法”获中国铁建股份有限公司发明专利金奖 4.“一种基于加速度信号的接触网吊弦断裂检测方法”获中国铁建股份有限公司发明专利银奖
  8. 姓名:张珹
    排名:8
    行政职务:无
    技术职称:高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:负责大数据平台建设,提出了基于图像数据的接触网图像智能检测算法、搭建了基于图像数据的智能分析平台,广泛开展专利挖掘与分析工作,提出专利分析和布局整体解决方案,并完成了项目管理运作等工作。对创新成果1~3均做出了突出贡献。佐证材料见必备附件1.1,其他附件2.1、2.2、2.3。
    曾获国家科技奖励情况:1.“电气化铁路接触网预配技术”获“2019年度陕西省科学技术进步奖”二等奖 2.“铁路接触网腕臂及吊弦系统预配技术”获“2019年度中国铁建科学技术奖”一等奖 3.“铁路多类型接触网吊弦的精确预配方法”获中国铁建发明专利优秀奖
  9. 姓名:李飞
    排名:9
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:制定及实施了接触网监测系统实施方案,开发了大数据收集、整理、存储与检索工具,建立轨道交通工程大数据平台,研究了多源异构数据接口技术,完成了接触网专业全局性的健康评估与协同预警系统研究。对创新成果 1~3均做出了突出贡献。佐证材料见必备附件1.1,其他附件2.1、2.2、2.3。
    曾获国家科技奖励情况:1.“接触网非接触式监测缺陷识别方法”获中国铁建股份有限公司发明专利金奖 2.“一种基于加速度信号的接触网吊弦断裂检测方法”获中国铁建股份有限公司发明专利银奖
  10. 姓名:韩佳栋
    排名:10
    行政职务:陕西省重点实验室副主任
    技术职称:正高级工程师
    工作单位:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    对本项目技术创造性贡献:提出大风区接触网在线监测试验段实施方案并指导完成试验段建设和试验验证工作。对创新成果2做出了贡献。
    曾获国家科技奖励情况:1、新疆维吾尔自治区科技进步二等奖,项目名称:大风区高速铁路牵引供电系统防风技术及其工程应用,排名第3,证书编号:G20160551 2、中国铁道建筑总公司科学技术一等奖,项目名称:大风区隧道及挡风结构过渡段高速铁路接触网防风技术研究,排名第4,证书编号:2016-018-R04
主要完成单位及创新推广贡献:
  1. 单位名称:中铁第一勘察设计院集团有限公司
    单位贡献:作为本项目研究的牵头单位,主要制定研究大纲、技术路线,全面负责项目研究内容的实施,组织具体方案制定、研发、试验、测试等工作,开展项目成果的工程试验段建设,产业化推广应用,对本项目作出突出贡献。主持建立了适用于复杂环境下的接触网状态监测传感器的研制技术路线及装置;搭建了接触网弓网故障仿真模型,开发出接触网故障仿真平台;提出了基于传感数据和图像数据的接触网异常状态检测算法;开发出轨道检测数据智能分析、铁路轨道缺陷检测等算法和系统软件;研发了物联网工程安全监测云平台、铁路基础设施移动检测技术与病害智能检测技术等。牵头推进技术应用,将项目研究成果应用于兰新高铁、川藏铁路、乌将铁路、淖将铁路、西安局管段内银西客专、西成客专等高铁以及多条地铁项目等工程中,工程应用效果明显,并取得了显著的经济和社会效益。

  2. 单位名称:西安建筑科技大学
    单位贡献:西安建筑科技大学是项目科研合作单位,主要负责铁路隧道智能检测与病害智能诊断关键技术研究。重点研究复杂环境下铁路隧道病害智能识别研究,建立隧道衬砌裂缝、渗漏水等典型病害的智能检测、特征提取与状态评估等方法体系,推动深度学习、大模型等人工智能技术与铁路工程检测相结合;参与完善铁路基础设施病害智能诊断与数据分析技术体系,为项目智能检测技术链提供支撑;依托单位优势参与相关成果的试验验证、技术优化和工程应用推广,推动项目成果向铁路隧道、城市轨道交通及其他地下工程检测场景拓展,为提升项目成果的工程适用性、技术示范性和推广应用价值作出贡献。

  3. 单位名称:中铁二十二局集团第二工程有限公司
    单位贡献:作为项目主要完成单位,协助完成本项目多源异构检测监测数据融合分析与智能评估技术、物联网云平台管理系统等的研发。积极推动项目技术成果在重大工程中落地应用,已成功应用于新建济南至莱芜高铁、穗莞深城际铁路等轨道交通线路,实现了隧道等关键基础设施服役状态的智能化检测监测与精准评估。在项目成果转化与推广应用过程中发挥了重要作用。

完成人合作关系说明: 完成人合作关系说明:1
陕西省科技厅成果处