为促进国家铁路智能运输系统工程技术研究中心（以下简称智能工程中心）全面开放、资源共享、科技创新和成果转化，充分发挥国家科技创新平台学术交流和科技辐射的带动作用，本智能工程中心向社会公开发布开放课题基金，欢迎国内外符合条件的研究人员踊跃申请，开展科技合作与学术交流。

一、智能工程中心简介

国家铁路智能运输系统工程技术研究中心（The Center of National Railway Intelligent Transportation System Engineering and Technology）是由科技部批准组建的国家工程技术研究中心，依托单位为中国铁道科学研究院集团有限公司，主管部门是中国国家铁路集团有限公司。

智能工程中心把握智能铁路发展方向，围绕轨道交通行业发展中的重大关键性和共性技术，聚焦智能建造、智能装备、智能运营、智慧交通核心关键技术，研究开发具有高增值效益的新产品、新装备，培养和集聚高科技专业人才，推进自主创新科研成果的系统化、产业化、工程化，构建院内外、路内外、国内外协同创新平台，支撑铁路与城市轨道交通“双智”技术发展。

二、开放课题研究方向

根据行业技术发展要求和工程应用需求，2022年度智能工程中心开放基金主要资助以下10个研究方向：

课题1：5G专网窄波束信道测量与建模研究

窄波束的研究对于提升5G性能意义重大，因此亟需开展8T8R基站及窄波束天线研发。在5G-R电波传播研究当中，对不同场景和基站高度多天线窄波束信道的测量和仿真是目前的技术瓶颈。在目前的5G-R组网研究和装备研发阶段，窄波束的研究对于基站间距布设、终端性能提升等意义重大，准确地认知铁路典型场景的窄波束信道特性是窄波束天线、MIMO技术、波束赋形技术在铁路5G专网应用的前提，研究迫切性高。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)研究高速移动环境窄波束信道测量方法，在东郊测试验证；

(2)研究铁路典型场景下的窄波束信道大小尺度特性；

(3)研究铁路5G专网动态窄波束信道建模；

(4)开展基于信道模拟的铁路5G窄波束MIMO性能评估研究。

提交成果：

课题经费额度：15-20万元

计划年限：2年

课题2：基于云计算的联锁系统安全性保障方法研究

积极推进基于云计算的信号技术探索对铁路运输的数字化转型具有重要意义。由于云计算平台的架构不同于传统信号系统安全架构，如何保障云联锁平台的安全性目前还缺乏有效方法。结合我国铁路信号联锁系统对云计算的远景需求，研究探索云联锁的安全性保障方法以及安全性保证方法的证明，旨在为云联锁系统的设计开发提供支撑。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)基于联锁系统安全要求和云平台特征，研究云联锁平台安全性保障方法；

(2)研究云联锁形式化模型和系统安全性的验证方法。从联锁关系正确性和“故障-安全”两个方面，给出系统安全性的模型检验方法。

提交成果：

课题经费额度：20-40万元

计划年限：2年

课题3：面向运维的动车组数字孪生沉浸式展示与交互方法研究

构建动车组的精准运维体系是高铁健康发展的重要支撑。数字孪生技术为运维人员提供沉浸式交互环境，但在动车组运维中存在模型结构复杂、检修流程繁琐及组件监测数据海量多模的挑战，使得运维人员难以充分理解运维复杂场景、关联分析部件状态、进而精准定位故障根因和指导检修作业，以保障运行安全。因此，如何降低运维人员在检修过程中的学习成本、提高复杂运维场景中的交互检修效率、提升动车组故障诊断准确率，成为关键科学问题。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)面向多尺度多实例动车组数字孪生的组件自动标注技术研究；

(2)面向动车组运维检修的数据驱动沉浸式导览路径自动生成技术研究；

(3)面向动车组组件故障诊断的多维监测数据沉浸式可视分析与交互技术研究。

提交成果：

课题经费额度：15-20万元

计划年限：2年

课题4：基于矢量数据的铁路物流基地三维建模工具开发

我国已建成一百余座铁路物流基地，普遍存在规划不合理带来的物流动线不畅、功能设计不合理等问题，目前行业缺乏专业化规划及科研基础工具，制约了铁路物流基地规划及运营管理科研，随着数字孪生技术的发展，需打造专业化三维建模工具，相较于激光扫描、倾斜摄影等非矢量建模方法精度与建模效率难以兼顾的情况，应基于设计图等矢量数据打造应用于基础信息构建、可视化管理、运营仿真优化及规划咨询的铁路物流基地三维建模工具。

本课题的主要工作包含：

(1)基于国有知识产权三维建模平台，开发基于矢量图纸的便捷化建模功能及包括线路、仓库、安全防护牌、门吊、叉车、卡车、铁路货车等设施设备在内的模型资源池和建模工具；

(2)构建某指定物流基地三维模型。

提交成果：

课题经费额度：20-40万元

计划年限：1年

课题5：面向高铁列车自主运行控制的智能驾驶安全验证研究

列车智能驾驶是实现高速铁路列车自主运行控制的核心和关键。由于高速列车运行速度高、涉及环境广、感知数据大，列车运行环境中感知信息具有不确定性，任何有限训练集形成的智能驾驶功能失效都可能导致系统安全控制逻辑错误，严重危及列车自主运行的安全。传统的安全验证方法主要通过最优控制或数值计算，在线路环境、列车参数、区间运行时分确定的条件下，进行仿真验证，无法满足不确定性输入线路环境的智能驾驶安全验证需求。如何在列车自主运行环境动态变化的情况下，验证智能驾驶算法的安全性是亟待解决的问题。

本课题的主要工作包含：

(1)列车智能驾驶任务场景研究分析；

(2)列车智能驾驶功能与安全控制逻辑的故障致因机理和任务场景建模方法研究；

(3)列车智能驾驶算法安全测试技术研究，并完成列车智能驾驶算法的安全验证。

提交成果：

课题经费额度：15-20万元

计划年限：2年

课题6：基于多源数据驱动的高铁联调联试CTC问题分析算法研究

在此前大量的联调联试工作当中，积累了海量的问题数据，并发现了一系列调度集中系统的潜在安全问题，但多源数据挖掘和基于人工智能算法的数据分析和智能预测方面还需进一步深化研究。拟基于实验室承担的国铁集团重大课题“调度集中系统条件下行车安全优化提升关键技术的研究”为基础，开展基于多源数据驱动的高铁联调联试调度集中系统问题分析算法研究，进一步提升调度集中系统的安全性。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)对联调联试下调度集中的多源文本数据进行结构化处理，提出有效的问题数据特征提取方法；

(2)结合问题数据特征，建立联调联试数据的智能分类模型；

(3)研究联调联试条件下调度集中系统潜在问题预测分析算法；

提交成果：

课题经费额度：15-20万元

计划年限：2年

课题7：铁路工程全生命周期碳排放模型构建与验证技术研究

自上世纪末以来，发达国家政府和国际组织如国际标准化组织已通过大量调研形成了系统的碳排放核算标准。中国铁路依托重大铁路项目和科研课题，将构建重大铁路绿色性能数据库，其中包含部分典型工点的影响碳排的关键要素，但并未形成铁路碳排放通用模型。为了充分发挥铁路绿色出行优势地位，需进一步加大铁路行业碳排放量核算方法研究，量化分析铁路在碳减排中的贡献和意义。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)铁路工程全生命周期碳排放因子库的构建与研究；

(2)铁路工程全生命周期关键专业碳排放子模型的构建研究；

(3)铁路工程全生命周期碳排放综合模型构建与验证研究。

提交成果：

课题经费额度：20-40万元

计划年限：2年

课题8：铁路编组站运输生产效率评价体系研究

随着货运量不断提升，提高编组站的运输生产效率成为运输生产工作中的重要环节。SAM系统经过多年的发展，初步实现运输能力自动查定，运输生产效率指标自动评价，但各指标间缺少关联性分析，指标体系也不完善。因此亟需在现有研究成果基础上，发挥高校在运输组织、生产调度等方面的理论优势，对运输生产效率评价体系进行深入研究，建立生产效率评价指标算法模型，建全编组站评价指标体系，实现各指标间的关联性分析，对车站作业态势进行分析，辅助指导车站运输生产组织的决策。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)完善编组站运输生产效率评价指标体系；

(2)研究编组站运输生产关键指标全要素分析技术；

(3)研究编组站运输生产技术作业态势推演技术。

提交成果：

课题经费额度：20-40万元

计划年限：2年

课题9：铁路信号系统雷击瞬态电磁骚扰效应与故障风险评估研究

铁路信号系统通常比动力系统具有更高的电磁敏感性，很容易在雷击引起的瞬态电磁骚扰下发生信号误码、设备闭锁、服务中断等故障。尽管现有的防护手段可以在一定程度上减少和避免直击雷侵入引起直接效应，但雷击引起的瞬态电磁骚扰可以通过空间辐射、场-线耦合等多种途径产生间接影响。由于现阶段尚缺乏信号系统在雷击瞬态电磁骚扰下发生各类故障的仿真手段，有必要针对目标对象系统开展雷击瞬态电磁骚扰效应研究，评估信号系统故障风险，指导相关防护工作。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)研究信号系统多途径侵入下的雷击瞬态电磁骚扰波形特征和影响规律；

(2)开展信号系统雷击瞬态电磁骚扰下电磁效应实验研究；

(3)提出信号系统雷击瞬态电磁骚扰效应与故障风险评估建模方法。

提交成果：

课题经费额度：20-30万元

计划年限：2年

课题10：基于北斗的铁路时间同步网同步性能高精度监测评估方法研究

时间同步是铁路安全生产的重要前提，铁路已建设地面时间同步网，发布了相关技术条件，但尚无对铁路时间同步性能进行监测与评估的参考标准。目前，时间同步设备同步性能评估主要采用传统的离线标定方法，存在地域限制性强、评估独立、评价准则不一、指标表征方法不统一等问题。开展基于北斗的铁路时间同步网同步性能高精度监测评估方法研究，为铁路时间同步网同步性能监测评估提供技术支撑；同时，支持校准各时间同步设备时间误差及溯源至标准时间，保障铁路时间同步网的时间准确性。

本课题的主要工作包含如下几个方面：

(1)基于北斗的铁路远程时间精确比对技术研究及铁路时间同步网准确度的标定及验证方法研究；

(2)基于北斗共视的多节点铁路时间同步性能评估方法与架构研究；

(3)基于北斗实时共视的节点间时间同步性能评估不确定度分析方法研究；

(4)铁路时间同步节点的高精度同步性能评估方案设计和测试验证。

提交成果：

课题经费额度：15-20万元

计划年限：2年

三、申报程序与审批程序

开放课题申请截止日为2022年7月20日(邮寄申请书以投递日邮戳为凭)，申请者应将填写完整的《国家铁路智能运输系统工程技术研究中心开放课题申报书》（附件2）纸质版一份（加盖单位公章的原件）送达（或邮寄到）国家铁路智能运输系统工程技术研究中心，同时发送电子版（PDF格式盖章扫描版）至联系人邮箱。纸质版申请书装入封套内，封套正面按申请书封面填写有关内容。

智能工程中心学术委员会专家评审开放课题，根据择优的原则，确定年度资助项目，并将评审结果通知申请者。

四、课题申报要求

申请者必须满足下列条件：国内外研究机构、大专院校中具有高级技术职称或具有博士学位的中级职称的科技工作者，并在相关领域有较好的研究积累，能保证开放课题研究所需要的时间投入，并有一定的时间到工程中心开展研究工作。

课题申报、实施和结题必须符合《国家铁路智能运输系统工程技术研究中心开放课题管理规定》（附件1）等相关办法规定，申请课题内容必须符合开放课题基金项目指南，学术思想新颖、立论根据充足、研究目标明确、研究内容具体、技术路线合理。

五、年度报告和结题要求

每年应按智能工程中心要求提报课题执行情况，申报课题必须按最终签订的合同要求完成，对于基金使用不合理或者没有足够理由未能按进度完成计划的课题，智能工程中心主任有权暂时中止或取消资助资金。

结题需提交如下材料：

(1)研究报告、试验报告等（附成果演示或相关视频、图片及相关佐证材料）；

(2)学术论文与/或成果鉴定证书复印件；

(3)专利申请受理通知书或授权证书（如有）；

(4)演示系统、原型系统等成果（如有）；

(5)其他指南中要求的成果。

中心地址和联系方式：

通讯地址：北京海淀区大柳树路2号通信信号研究所

邮政编码：100081

联系人：范楷

电话：15601021120

电子邮箱：fankai_cars@163.com