学科专业评审组:工程建设组
项目名称:基于数字孪生的城轨场段重大装备智能维护技术与应用
提名单位: 中铁第一勘察设计院集团有限公司
提名等级:三等奖
提名单位意见: 本课题依托陕西省重点研发计划《基于数字李生的城轨场段重大装备智能维护研究及应用》,针对城轨场段装备故障复杂、维护效率低下等行业难题开展科技攻关。本课题创建了“四层多维”数字李生建模体系,研发了基于GAN-CNN的模型动态优化算法,实现装备状态实时监测精度提升30%;构建了知识图谱与贝叶斯网络融合的智能诊断系统,使故障诊断时间缩短83%;研发了国内首个城轨装备数字李生运维平台,在多个城市地铁场段得到成功应用,实现重大故障预警提前72小时,维护效率提升60%。课题形成发明专利6项、论文8篇、专著2本,获批团体标准2项,经鉴定“总体技术达到国际领先水平”,填补了轨道交通场段智能运维领域技术空白。科技成果获得2025年度中国铁建科技进步一等奖、中国质量协会科技质量奖二等奖,中铁建实用新型专利优秀奖等奖励。项目科 研成果广泛应用于成都、青岛、南宁等城市场段装备运维,实现了关键装备的智能运维和数字化管理,推动轨道交通智能运维向“数字化”转型升级。 项目材料齐全规范,经公示无异议。
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:付亚超
    排名:1
    行政职务:副所长
    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:项目总负责人,负责多层级、多维度数字孪生建模体系、数字孪生模型验证及优化、装备故障知识图谱建立以及故障预测等研究工作;负责故障诊断与健康管理平台软件开发。统筹创新点1、创新点2和创新点3的相关工作。
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名1。 2、“基于数字孪生的固定式架车机故障诊断与健康管理关键技术”获中国质量协会2025年度质量技术奖二等奖,排名2。
  2. 姓名:张建华
    排名:2
    行政职务: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:全面参与项目研究,负责指导本项目研究工作的开展,负责车辆基地检修装备故障诊断路线研究,负责科研报告的审核工作;指导并开展车辆基地检修装备数字李生模型创建、车辆基地检修装备数字李生故障诊断与预测相关研究。主要负责创新点1、创新点3部分研究工作。
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名2。 2、“基于数字孪生的固定式架车机故障诊断与健康管理关键技术”获中国质量协会2025年度质量技术奖二等奖,排名3。
  3. 姓名:宋国义
    排名:3
    行政职务: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:负责车辆基地列检作业管理系统数字孪生模型搭建、及车辆基地列检作业管理系统故障诊断与健康管理等研究,主要负责创新点1的部分工作。
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名10。 2、“基于数字孪生的固定式架车机故障诊断与健康管理关键技术”获中国质量协会2025年度质量技术奖二等奖,排名7。
  4. 姓名:李愿望
    排名:4
    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:主要开展固定式架车机数字孪生建模、固架故障诊断与健康管理研究等工作,主要负责创先点2的研究工作。
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名3。 2、“基于数字孪生的固定式架车机故障诊断与健康管理关键技术”获中国质量协会2025年度质量技术奖二等奖,排名1。
  5. 姓名:绳义千
    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:主要开展了洗车机数字孪生模型建模及故障诊断与健康管理研究工作,主要负责创新点2的研究工作。
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名4。 2、“基于数字孪生的固定式架车机故障诊断与健康管理关键技术”获中国质量协会2025年度质量技术奖二等奖,排名11。
  6. 姓名:程江峰
    排名:6
    行政职务:无
    技术职称:副教授
    工作单位:北京航空航天大学
    对本项目技术创造性贡献:参与数字孪生故障理论研究工作,主要负责创新点2的部分研究内容。
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名15。 2、2022年获机械工业科学技术奖,技术发明一等奖,中国机械工业联合会,中国机械工程学会,复杂装备数字孪生管控运维关键技术及系统应用。
  7. 姓名:王东
    排名:7
    行政职务:无
    技术职称:工程师
    工作单位:唐山百川智能机器股份有限公司
    对本项目技术创造性贡献:参与本项目车辆基地检修装备故障调研、整理分析及故障诊断与健康管理研究及报告部分章节编制等相关工作:
    曾获国家科技奖励情况:1、“基于数字孪生的城轨场段重大装备智能运维关键技术及应用”获中国铁建股份公司2025年度科技进步一等奖,排名14。
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:负责完成数字孪生模型体系的建立。建立“几何-物理-行为-规则”四层数字孪生模型和“零件-部件-设备”三级递进式模型框架;数字模型、物理模型多维度融合;基于生成式对抗网络(GAN)的数字孪生模型自适应修正;基于深度卷积神经网络的数字孪生模型验证等技术。 负责城轨重大装备故障与健康管理技术研究。建立基于领域本体的知识图谱构建技术;基于知识图谱的贝叶斯诊断模型;多模态融合的早期故障定位技术等。 基于云原生架构的城轨装备智能运维平台研发,构建了包含智能监测、故障诊断和预测维护的完整功能体系。 申请发明专利15项,授权2项,授权软件著作权5项,实用新型专利4项。发表论文2篇。实现设备销售收入超600万元,其他收入近400万元,实现设计收入2.05亿元。

  2. 单位名称:北京航空航天大学
    单位贡献:根据该项目总体技术要求,共同研究各检修装备故障机理、故障类型开展故障实时诊断与预测相关算法,按照要求配合开展软件开发、样机试验测试等研究内容,根据测试结果开展检修装备数字李生模型、算法修正及优化。实现了检修装备故障实时诊断与预测、维修方案自动制定及可视化展示等功能。 依托该项目获授权发明专利2项,同时与中铁第一勘察设计院集团有限公司合作开发了检修装备的故障诊断与健康管理平台,并进行推广应用。

  3. 单位名称:唐山百川智能机器股份有限公司
    单位贡献:依托我司在轨道交通行业检修装备生产制造及售后维修常年积累的经验,统计整理分析传统固定式架车机故障类型及维修方案,为数字化诊断故障与预测莫定基础。同时依托我司生产制造场地,为数字李生故障诊断与预测研究提供试验场地、设备及仪器等,为研究成果真实落地提供保障。 依托项目研究成果获授权发明专利2项,实用新型专利1项,实现相关设备销售收入超5000万元。同时与中铁一院合作完成了基于数字孪生的检修装备故障诊断与预测相关测试,实现了对传统检修装备的升级,并推广至运营单位,提高了我司的竞争力。

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