朔黄铁路重载铁路基础设施智能运维技术研究与应用公开招标项目招标公告
本招标项目名称为:朔黄铁路重载铁路基础设施智能运维技术研究与应用公开招标,项目招标编号为:CEZB210201419, 本项目已具备招标条件,现对该项目进行国内资格后审公开招标。
2.1项目概况、招标范围及标段(包)划分: 2.1.1 项目概况:
朔黄铁路作为我国“西煤东运”第二条重载煤运通道,是矿、路、港、电、航、油一体化工程的重要组成部分,是我国能源运输的“大动脉”,为缓解铁路运输紧张状况,降低运输成本发挥了积极作用。目前朔黄重载运输体系还存在着自动化、智能化水平不高的问题,技术装备运营维护压力随着运量增加和规模化开行长编组大轴重重载列车而急剧上升,如何通过大数据、人工智能、地理信息等信息新技术手段,为重载铁路运输组织、运营维护、安全管控、经营管理等构建一个智能支撑系统,打通不同专业系统界限,盘活数据资产、深挖数据价值、发现新知识、创造新价值、提升新能力,实现降本增效,推动朔黄铁路运营转型升级,成为朔黄铁路面临的重要问题。
针对朔黄重载运输体系存在的智能化水平不高的问题,2018年朔黄铁路主持开展了“智慧重载铁路技术体系方案研究”,按照“坚持创新驱动,建设智慧企业,打造具有全球竞争力的世界一流能源集团”的工作要求,以推动集团数字化、智慧化转型,打造核心竞争力为工作导向,在集团网信总体规划和智慧企业顶层设计指导下,提出了朔黄智慧重载铁路技术体系框架和建设推进计划建议。
基于进一步推进朔黄铁路智能化进程,结合朔黄重载运输实际情况,本项目先行开展朔黄重载铁路智能大脑平台和基础设施智能运维技术研究与应用,构建集成大数据、人工智能等技术、支撑全生命周期一体化管理的智能大脑平台,建设一体化基础设施智能运维系统,将打破各专业之间的信息壁垒,实现对数据及时、高效和准确地掌握和利用,进一步提高各业务系统的效率和业务运营的精细化程度,使运营组织管理工作更加规范化、科学化,提高运输效率效益,减少运维资源消耗,增强企业核心竞争力,具有重要的战略意义。
2.1.2招标范围(主要研究内容及预期目标):
项目重点研究重载铁路智能大脑平台技术和基础设施智能检测监测、设备状态评估与运维决策技术,研发智能大脑平台与基础设施智能运维系统,实现跨专业数据共享、海量大数据分析、全息时空数据深度挖掘,基础设施全寿命周期管理、状态维修、工电供一体化生产管理。
项目分成四项任务同步开展关键技术研究和系统研发,并进行系统集成与应用,即:智能大脑平台技术研发、工务设备智能运维技术研发、电务设备智能运维技术研发、牵引供电设备智能运维技术研发。
任务一:智能大脑平台技术研发
(1)智能大脑与业务应用的互操作技术研究
结合智能大脑平台系统研发与实施,研究平台与朔黄铁路业务应用的互操作框架,完善智慧重载铁路技术体系建设方案,构建开发测试规范流程标准。主要包括:优化智能大脑平台与业务应用之间的逻辑关系;研究朔黄铁路业务应用间的数据共享与管理模式;研究适用于朔黄铁路运营条件和业务特色的大数据技术谱系;研究智能大脑平台的安全架构设计;研究开发测试规范。
(2)大数据服务技术研究及系统开发
研究数据集成、数据治理、数据资产、主数据管理等技术,实现数据汇集、存储、治理、发布等数据管理功能;结合朔黄铁路各业务系统的实际情况,研究编制数据汇集技术规范;研发主数据管理模块,实现对运输生产、企业经营数据的统一管理。
(3)智能分析技术研究及系统开发
① 研发通用智能分析算法库,包括数据预处理、高级统计、模型评估、机器学习、深度学习等算法,为业务应用提供人工智能算法解决方案支撑。
② 研发智能分析设计、调试环境,通过托拉拽选择内置通用算法模型,实现自主化智能分析模型设计和调试。。
③ 研发多语言兼容的脚本开发环境和多种算法包运行环境,支持业务系统的开展专业模型分析。。
④ 研发人工智能模型统一调度功能,提供既有人工智能算法模型部署、调度、运维的一体化管理能力。
⑤ 以智能分析数据模型为载体,结合大数据与深度学习技术提供决策支持服务,从生产组织和经营效果为立足点,涵盖生产运用、组织效率、运输货运量、运输收入、运输安全等业务领域,实现运量速报、现在车分布、货车停留时间、货运站办理量、装卸车作业信息、货车周转时间等运输评价指标的管理和设备设施履历、检测监测检查、生产维修、评估预警等智能决策分析指标研发。
(4)能力开放技术研究及系统开发
基于朔黄铁路实际生产需要,研究智能大脑平台服务接口技术规范、基于区块链的可信数据接口技术,研发服务注册、服务申请、服务管理等功能,采用接口形式的服务模式,实现计算能力、可视化能力、地图服务等能力开放。研究基于区块链的可信数据接口技术。
(5)地理信息技术研究及系统研发
以铁路空间信息数据库为载体、以地理信息系统(GIS)技术为核心,研发设备设施专业间、专业内部以空间位置为基准的信息共享、集成服务,实现朔黄铁路地理信息空间数据及服务的管理。根据比例尺变化,利用空间数据分层技术,研发设备设施多层级、分比例展示功能,为朔黄铁路各业务系统提供地理数据及GIS功能服务。
任务二:工务设备智能运维技术研发
(1)基于全寿命周期的工务设备智能管理技术研发
① 线路设备全寿命周期智能管理研究:基于朔黄铁路GIS地图开发轨道设备的全寿命周期管理系统,将轨道结构的设计、竣工、运维信息统一管理和更新应用,实现设备状态按时间和空间的信息自动关联、分类检索、多维分析等功能,对设备信息进行多维度展示。
② 桥隧设备全寿命周期智能管理研究:搭建铁路桥隧设备全寿命周期管理系统,基于GIS地图、BIM等技术,建立重载铁路桥隧三维实体模型,实现桥隧结构设计、竣工、环境、检修、病害分布等状态信息自动关联、分类检索及多维度可视化展示。
③ 基于移动GIS技术的工务设备信息管理研究:开展基于移动GIS技术的工务设备信息管理研究,实现设备状态按时间和空间的信息自动关联、分类检索、多维分析等功能,对设备状态信息实时采集上传。
④ 工务设备检测监测数据综合管理研究:面向朔黄铁路工务检测监测数据管理和分析要求,研究工务检测监测全数据类型的数据接入、数据存储和管理方法,研发工务设备检测监测数据综合管理信息系统。
(2)线路设备智能检测监测与运维管理技术研发
① 道岔钢轨裂纹无损检测技术研究:基于超声导波在道岔钢轨的传播模态,在掌握钢轨缺陷与超声导波作用规律基础上,研究开发适用于现场环境的道岔钢轨裂纹无损检测技术及检测系统。
② 新型测试货车设备研发:基于测试货车动力响应与线路设备状态关联关系,研制开发新型测试货车设备,实现断轨、钢轨波磨、三角坑等轨道不平顺状态的实时检测。
③ 路基边坡移动巡检技术研究:采用无人机巡检、智能视频等技术,对路基边坡、支挡防护等外观特征进行三维点云图、视频及图片信息的快速获取及智能判别。
④ 基于北斗技术的路基病害智能化监测预警系统研发:综合应用北斗等新一代信息技术,研究建设监测区段地基增强系统,研发北斗边坡智能监测系统,对路基状态进行长期的稳定性评价和预测,对异常结果进行等级划分及分级预警。
⑤ 线路状态智能诊断与评估技术研究:利用轨道几何和动力学检测数据,研究基于动力学性能的轨道几何状态智能分析方法;研究基于轨道几何状态、地质雷达等多源数据融合的路基状态智能诊断技术。
⑥ 钢轨状态修理与决策技术研究:研究基于轮轨接触状态的钢轨廓形评估方法,建立钢轨状态发展预测模型,提出钢轨维修和大修智能决策方法。
⑦ 道床状态评估与智能维修决策技术研究:基于轨道检测和道床地质雷达数据,研究道床捣固指数和脏污指数评估方法,建立道床捣固质量和脏污预测模型,提出道床大机捣固及清筛智能决策方法。
(3)桥梁智能检测监测与智能运维技术研发
① 桥涵结构病害类型研究及病害管理:从设计、施工、运营维护等多方面综合研究分析朔黄铁路桥涵设备病害类型及产生原因,研究建立不同类型桥涵结构病害信息库。
② 桥涵巡检技术研究:基于图像识别和深度学习技术,研究混凝土梁、钢桁梁等结构的智能巡检技术,研发机器人巡检软件与设备。
③ 基于多源数据的桥梁服役状态评估:通过桥涵设备的检测监测数据、人工巡检数据、检测列车数据的综合应用和集成,研究桥涵结构状态大数据分析与处理方法,以及不同类型桥梁设备服役状态评估方法。
④ 桥梁劣化状态预测与辅助决策:建立大数据与桥梁状态的对应关系,研究典型桥涵设备或构件损伤发展规律,完善桥梁服役性能评价指标,提出桥梁劣化状态预测方法,实现桥涵设备智能化运维管理。
(4)基于BIM技术的隧道检测监测与智能运维技术研发
① 隧道病害库研究:基于隧道基础设备档案和维修信息,研究建立隧道拱墙衬砌、基底结构与附属结构病害信息库。
② 隧道衬砌表观状态快速检测技术研究:基于激光扫描、高速摄像、图像自动识别等技术,研究隧道衬砌表面裂缝、掉块、渗漏水等表观状态的检测方法与检测技术,研发隧道表观状态快速检测设备。
③ 隧道状态监测技术研究:基于北斗定位、无人机等技术,研究洞口仰坡等长期监测及预测技术,研发洞口仰坡监控系统与装置。
④ 隧道状态智能评估技术研究:依据检测监测数据,研究建立隧道服役能力可靠度模型,开展基于大数据与物联网技术融合的重载铁路隧道状态智能评估技术研究。
⑤ 隧道状态预测与维修决策技术研究:研究隧道衬砌、基底结构健康状态预测技术研究,指导隧道维修智能决策。
(5)自轮运转设备智能管理技术研发
① 自轮运转设备智能管理系统:基于大数据和地理GIS,研发自轮运转设备智能管理系统,对自轮运转设备的台账、作业调度、关键部件维保、运用信息等进行智能管理。
② 大型养路机械作业质量智能检测:基于激光测量、激光扫描等技术,研究开发轨道静态几何参数测量系统、道床轮廓测量系统,实现大型养路机械作业质量的智能检测。
③ 大型养路机械智能监测:基于无线测距、激光扫描、北斗定位等技术,研发防碰撞监测装置、避障及视频监控系统,实现大型养路机械全程安全监控。
任务三:电务设备智能运维技术研发
(1)电务定制化服务研究与实现
基于智能大脑提供的数据服务功能,开展电务专业数据服务的研究,包括电务数据汇集与共享、电务数据采集审计、电务数据分析、电务综合可视化和电务综合功能集成等模块。
① 电务专业数据汇集与共享:研究电务专业多源异构数据处理、与电务归一化设备对接、通信信号数据共享接口、数据清洗、抽取、转换技术,实现电务专业数据源合理规划与重构,充分满足用户在应用层的需求。
② 电务数据采集审计:研究数据校验、数据标记、数据诊断、数据标准化等技术,发现、定位并解决数据质量问题,实现问题数据的流转处理,对数据质量进行评估与监控,提高数据可用性与可靠性。
③ 电务数据分析:研究在通用数据分析组件基础上数据分析技术,依据电务专业各类用户在应用、安全、共享等方面的定制化需求,实现通信、信号及电务整个专业的数据进行综合分析与建模管理。
④ 电务综合可视化:研究电务专业重点设备监控指标、报警信息的展示,实景信息展示、基础设施履历等综合展示等可视化技术,实现电务专业可视化场景与组件定制研发。
⑤ 电务综合功能集成:研究通信信号一体化运维统一开发框架技术和页面风格。实现电务通信、信号专业不同应用页面的统一集成、单点登录等。
(2)电务归一化设备研究与实现
研发归一化设备,实现对各类数据源的集中采集,是上层数据共享、数据分析的基础。对通信信号各种监测检测系统归类,将信号设备类数据源、通信设备类数据源数据信息分类接入归一化设备中,由归一化设备对不同系统、不同厂家、不同型号的数据按接口规范要求进行格式归并与关联收敛,确保数据格式符合要求,保证采集数据质量可知、可控。
(3)电务智能运维应用技术研究与实现
① 设备综合监测:实时监视各信号、通信设备的工作状态,并集中显示各信号、通信设备状态信息、业务信息和管理信息。系统通过图形化展示各信号、通信设备的工作状态。
② 全寿命周期管理:按照“一单元一档案”的原则,通过对电务设备设施单元寿命周期内的动静态信息按照单元编码进行关联,形成完整的设备单元技术状态档案,并提供对该单元全寿命周期的基础信息、静态和动态信息的查询和统计功能。
③ 故障智能诊断:通信故障智能诊断分析模块自动完成对告警信息的采集、分析及处理,提供告警故障智能化处理以及派单压缩、补充工单辅助信息的功能;信号智能诊断模块对信号设备进行智能诊断,在设备存在隐患时,进行预警;在设备故障时,能诊断定位故障范围或原因,辅助监督信号设备运行正常。
④ PHM设备健康管理:依托于各子系统实时上传的数据,实现对电务设备健康管理和动态养护等功能,形成完善的设备健康评分机制,当设备即将达到维修周期或者出现劣化趋势时,及时预警提醒维护人员进行维护。利用每月的统计分析和年度统计分析,建立设备PHM分析报表。
⑤ 作业卡控:对电务作业的整个过程进行全面管控,研制包含计划编制、作业派工、作业内容填报和问题反馈等过程管理模块或系统,实现计划执行情况的对比统计和分析,从而达到作业卡控的目的。
(4)轨道电路工频干扰及钢轨不平衡电流监测系统研发
研制基于高精度采集技术和实时监测技术的轨道电路工频干扰及钢轨不平衡电流监测系统,实现恶劣天气、温差、震动、强电磁等干扰环境条件下,钢轨牵引回流不平衡电流、5次及其以下奇次谐波、轨道电路信号载频附近谐波的实时采集与监测。
(5)LTE-R网络检测监测系统研发
① LTE-R网络铁塔状态和天线姿态监测设备研发:研发自动化LTE-R网络铁塔状态和天线姿态监测系统设备,替代现有定期巡检和观测人工作业,实现通信铁塔状态和天线姿态无人化自动实时监测。
② LTE-R网络探针设备研发:研发用于动态条件下LTE-R基站信号监测的网络探针设备,搭载运营机车上线自动监测LTE-R网络,根据机车位置信息主动监测、自动选择开始和停止监测时机以及实时数据上传,从时间和空间双维度实现网络监测无缝“覆盖”。
③ LTE-R网络自动化检测系统研发:研发自动化的LTE-R网络检测系统,用于LTE-R网络场强覆盖、服务质量和应用功能各项指标自动化检测,替换现有人工伴随定期巡检作业模式,实现LTE-R网络多项目多层次的自动化检测。
④ 车载信息综合传输设备研发:研发车载信息车地传输设备,实现多业务数据传输,统一规划综合车地移动数据传输方案和各既有车载设备数据共享接入方式,为各车载设备数据交换共享提供支撑,优化并消除设备重复建设、带宽资源浪费、设备信息难于共享等问题。
⑤ LTE-R网络接口监测系统研发:研发LTE-R网络接口监测系统,用于对网络接口信令和业务数据解析实现对LTE网络状态的监测,结合LTE网络速度、带宽限制以及应用业务等特点,设计LTE-R网络接口监测系统技术方案,实现信令及数据采集分析、用户状态跟踪、通信异常诊断及分析、业务功能分析统计等功能。
⑥ LTE-R网络检测监测数据智能化处理方法研究与实现:研究多数据源融合、数据统计和智能化分析方法,自动有效地对通信网络运行状态和业务数据动态变化的监控和预警,结合智能大脑实现LTE-R网络智能化运维。
任务四:牵引供电设备智能运维技术研发
(1)一次设备状态智能化监测技术研究
根据牵引变电所高压设备的实际组成,个性化定制传感器及采集模块,开发参数状态变化预警、识别、智能库等分析方法,建设各子系统的通讯连接及组网构成,完成变电站一次设备线监测系统构建,以有效完善智能化变电站的功能,保障其安全运行。
(2)变电所机器人智能巡检技术研究
开展机器人智能巡检技术研究,包括集非制冷焦平面探测器、导航定位、红外测温、智能抄表、图像识别等于一体的分析技术,通过对同一环境下同类设备信息以及同一设备历史信息比较分析,结合人机对话处理,研发智能巡检机器人,取代传统人工巡视、手工纸介质记录的工作方式,完成变电所设备状态检修,推进牵引所无人值守。
(3)电连接线夹温度及绝缘子在线监测装置研发
在朔黄铁路接触网检测监测(6C系统)体系基础上,针对重载铁路牵引电流大的特点和隧道出入口、高架桥、大风区段、长大锚段、枢纽站场咽喉区等特殊地段,基于物联网技术,研发电连接线夹温度监测装置。针对接触网绝缘子易污染、重污染区段,采用泄露电流技术,研发绝缘子在线监测装置装置,发现潜在的污闪风险,及时采取措施,防止突发性故障的产生。
(4)供电综合数据资产化管理服务技术研发
基于大数据分布式存储技术,研究供电检测数据的元数据标准,研发供电综合数据资产化管理服务技术,实现供电基础设施台账、检测数据和监测数据的资产化管理,为供电综合数据融合分析奠定基础。
(5)6C数据中心智能化分析技术研究与实现
① 研发供电综合数据集成分析服务技术:对外提供标准化数据服务接口,实现供电综合数据安全共享;支持算法的注册管理,实现数据处理分析任务的智能调度;在线监控和调度均衡计算资源。
② 基于既有6C数据中心功能,扩展研究供电设备PHM技术:研究基于供电检测图像的设备外观缺陷智能识别和成因分析技术,利用多指标综合评价技术实现接触网运行质量综合评价,研究供电设备故障预测与可靠性评估技术,提升6C数据中心智能化分析能力。
③ 开展接触网服务状态技术研究:对接触网检测监测数据、故障数据、维修数据、缺陷数据进行深入挖掘分析,实现设备故障成因分析、设备运行质量评价,并提供最优的维修策略,指导接触网维修。
(6)电子化作业与综合展示
① 检修生产调度电子化:基于供电检修作业与人员管理信息化需求,研发生产调度工作电子化系统,将供电生产调度日常的工作电子化,自动生成作业工单和建议维修方案,并与维修管理人员实现逻辑关联,提升运行可靠性,降低维护成本。
② 综合展示中心:基于设备状态、供电设备资产,融合信息管理技术,研究供电专业重点设备监控指标、报警信息、实景信息、基础设施履历等综合展示可视化技术,研发综合展示中心。
2.1.3项目总工期(项目研究进度及完成时间):
项目研究时间28个月,具体进度安排如下:
第1~3月 按照《科技项目研发单位选择管理办法》,完成招标技术条件的编写、项目招标、合同签订。
第4~6月 业务及需求调研;基础数据收集、整理;编制研究大纲,完成大纲审查;大脑平台进行数据分析、开展模型算法研究,供电检测监测智能化及供电运维智能化技术方案审查。
第7~9月 系统整体方案设计;智能大脑平台系统架构设计,数据汇集接口标准编制,数据服务接口标准编制,现场地理信息数据采集;工务综合示范段选取,大机智能检测、监测技术研发;电务数据汇集接口标准编制,电务数据服务接口标准编制;开展供电检测监测智能化(一次设备状态智能化监测、接触网关键断面线夹温度及绝缘子状态监测、智能巡检机器人)技术研发、完成安装方案评审;开展供电运维智能化数据汇集与数据服务接口标准、6C智能化分析、电子化作业技术研发,完成部署方案评审。
第10~12月 实施方案设计;智能大脑平台大数据服务、地理信息服务基础环境搭建,数据集成模块研发,智能分析软件研发,智能决策软件研发;工务设备智能运维管理系统框架、线路设备管理模块、检测数据管理模块研发;路基边坡病害智能化监测预警系统研发与建设;隧道洞口仰坡监测系统研发与建设;电务智能应用方案设计;电务检测监测设备研发、数据接口设计与开发、电务智能运维应用功能研发、电务归一化设备搭建、电务数据源接入;供电检测监测智能化(一次设备状态智能化监测、接触网关键断面线夹温度及绝缘子状态监测、智能巡检机器人)调试、试验;供电运维智能化基础环境搭建,6C智能化模块开发、测试。
第13~15月 智能大脑平台数据集成模块测试,数据治理、数据资产模块研发,地理信息数据制作,各专业系统数据接口测试;线桥隧无人机巡检系统研发,综合示范段内桥隧设备BIM建设;电务智能运维应用功能研发,电务检测监测设备研发;牵引变电所一次设备状态智能化监测、接触网关键断面线夹温度及绝缘子状态监测、智能巡检机器人安装、调试;6C中心智能化改造建设;供电资产管理应用建设,生产调度和施工作业电子化建设。
第16~18月 智能大脑平台数据治理、数据资产模块测试;智能分析软件测试,智能决策软件研发;地理信息数据制作;工电供各专业系统数据接入;线路设备管理、检测数据管理模块试用,自轮运转设备管理系统研发,线路设备状态智能诊断与评估决策技术研究,桥梁状态评估与运维决策技术研究,隧道状态评估与运维决策技术研究;桥梁导轨巡检系统、隧道衬砌表观状态检测系统研发;电务智能运维系统测试,电务检测监测设备测试;牵引变电所一次设备状态智能化监测、接触网关键断面线夹温度及绝缘子状态监测、智能巡检机器人安装试用;6C中心智能化改造调试;供电资产管理应用测试;生产调度和施工作业电子化建设。
第19~21月 智能大脑平台智能决策软件测试,空间分析软件研发;工务设备管理系统研发,线桥隧设备病害库建立,桥涵设备管理模块、隧道设备管理模块试用,自轮运转设备管理系统试用,新型测试货车研发;电务智能运维系统上线试运行,电务检测监测系统与设备部署;牵引变电所一次设备状态智能化监测、接触网关键断面线夹温度及绝缘子状态监测、智能巡检机器人安装试用考核;6C中心智能化改造试用,生产调度和施工作业电子化试用、考核,供电运维综合展示建设。
第22~24月 智能大脑平台空间分析软件测试,智能分析服务能力验证;测试货车设备试用,道岔钢轨监测系统研发与试用;电务智能运维系统功能试验,电务检测监测系统功能试验,系统完善及改进;供电生产调度中心应用、考核,供电运维综合展示试用、考核,供电设备PHM接口建设,供电综合智能运维功能试验,功能完善及改进。
第25~27月 智能大脑平台及其他系统部署与测试,相关系统、设备功能完善及改进。
第28月 结题验收。
2.2其他:见第一章
3.1资质条件和业绩要求:
【1】资质要求:投标人应在中华人民共和国境内依法注册的独立法人资格的高等院校、科研院所或企事业单位,具有企业法人营业执照。
【2】财务要求:投标人须没有处于被责令停业,财产被接管、冻结,破产状态且未出现过因检测质量问题而被有关部门通报,无任何违法、违约行为。
【3】业绩要求:提供至少1份重载铁路基础设施智能运维相关类似业绩。类似业绩是指铁路智能技术研发、铁路专业业务大数据分析能力、以及路基、桥梁、轨道、隧道、通信、信号、接触网等设备检测监测研制与养护维修管理的业绩。需提供合同扫描件或有效科研任务书或中标通知书。
【4】信誉要求:未被国家市场监督管理总局国家企业信用信息公示系统网站()列入经营异常名录或严重违法失信企业名单;未被国家公共信用信息中心“信用中国”网()或各级信用信息共享平台中列入失信被执行人或失信黑名单;未被最高法中国执行信息公开网(zxgk.court.gov.cn)列入失信被执行人清单。
【5】
【6】其他主要人员要求:项目一般人员至少配备40名,具有高级及以上职称,提供职称证书或相关证明材料。
【7】设备要求:/
【8】其他要求:/
注:母子公司资质业绩不得互相借用。
3.2本项目不接受联合体投标。
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