2021年國家科技獎(jiǎng)公示內(nèi)容

2021年國家科技獎(jiǎng)公示內(nèi)容年國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)推薦公示項(xiàng)目名稱：高速、城軌列車在途安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用主要完成人：賈利民（北京交通大學(xué)），秦勇（北京交通大學(xué)），劉光武（廣州地鐵集團(tuán)有限公司），梁建英（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司），董宏輝（北京交通大學(xué)），李鯤鵬（北京錦鴻希電信息技術(shù)股份有限公司）一、項(xiàng)目名稱：高速、城軌列車在途安全預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用二、推薦單位意見推薦單位：中國發(fā)明協(xié)會(huì)推薦單位意見：我單位認(rèn)真審閱了該項(xiàng)目推薦書及其附件材料，確認(rèn)全部材料真實(shí)有效，相關(guān)欄目符合國家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)工作辦公室的填寫要求。我國高速鐵路和城市軌道交通運(yùn)營、在建和規(guī)劃路網(wǎng)規(guī)模以及在役高速列車和城軌列車數(shù)量持續(xù)高居世界首位，列車運(yùn)行面臨著世界上最為復(fù)雜的運(yùn)營環(huán)境和服務(wù)需求。如何提升安全保障水平、降低運(yùn)維成本、確保能力發(fā)揮，已成為我國軌道交通業(yè)面臨的史無前例并日益尖銳的挑戰(zhàn)。該項(xiàng)目研究人員歷時(shí)十余年，以應(yīng)對(duì)我國高鐵和城軌可持續(xù)發(fā)展面臨的上述重大挑戰(zhàn)以及滿足安全保障和運(yùn)營維護(hù)透明化、主動(dòng)化和智能化需求為導(dǎo)向，攻克了高鐵/城軌列車運(yùn)行狀態(tài)在途感知、故障診斷與預(yù)警、大容量車地?cái)?shù)據(jù)傳輸、安全隱患挖掘、運(yùn)維資源優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)；研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、符合國情、先進(jìn)適用并經(jīng)過規(guī)?；こ舔?yàn)證的列車主動(dòng)安全保障和預(yù)測(cè)性維修關(guān)鍵技術(shù)體系和成套系統(tǒng)裝備；支撐研制了我國第一列智能化高速列車和第一列城軌智能列車系統(tǒng)。該項(xiàng)目獲得授權(quán)國家發(fā)明專利23項(xiàng)和軟件著作權(quán)45項(xiàng)，編制國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1部和企業(yè)規(guī)范3部，出版專著7本，發(fā)表SCI、EI檢索論文53篇；獲省部級(jí)科技成果特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，國際發(fā)明金獎(jiǎng)3項(xiàng)。推薦該項(xiàng)目為國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。三、項(xiàng)目簡介我國高速鐵路（簡稱高鐵）和城市軌道交通（簡稱城軌）運(yùn)營、在建和規(guī)劃路網(wǎng)規(guī)模以及在役高速和城軌列車數(shù)量持續(xù)高居世界首位，且列車運(yùn)行面臨著世界上最復(fù)雜的運(yùn)營環(huán)境和服務(wù)需求；幾乎所有的特/重大安全事故均發(fā)生在列車在途運(yùn)行過程中，既有的計(jì)劃修和故障修造成運(yùn)維成本居高不下，運(yùn)力保持水平亟需提高。如何提升安全保障水平、降低運(yùn)維成本、確保能力發(fā)揮，已成為我國軌道交通面臨的日益尖銳的挑戰(zhàn)。突破以列車服役狀態(tài)全息化感知和在途診斷預(yù)警為核心的列車智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行安全保障和運(yùn)營維護(hù)透明化和主動(dòng)化，是我國軌道交通可持續(xù)發(fā)展的必由之路，也是全球該領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展大趨勢(shì)。歷時(shí)十余年，在國家科技計(jì)劃支持下，該項(xiàng)目以應(yīng)對(duì)上述重大挑戰(zhàn)及需求為導(dǎo)向，攻克了高鐵/城軌列車在途服役狀態(tài)感知、故障診斷與預(yù)警、大容量車地?cái)?shù)據(jù)傳輸、安全隱患挖掘、運(yùn)維策略優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)；自主研發(fā)了符合國情、先進(jìn)適用并經(jīng)過規(guī)?；こ舔?yàn)證的列車主動(dòng)安全保障和預(yù)測(cè)性維修關(guān)鍵技術(shù)體系和成套系統(tǒng)裝備；支撐研制了我國第一列智能化高速列車和第一列城軌智能列車系統(tǒng)。主要發(fā)明如下：針對(duì)列車在復(fù)雜運(yùn)行環(huán)境下在途服役狀態(tài)準(zhǔn)確感知難、辨識(shí)精度低的瓶頸問題，發(fā)明了基于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)混合智能的服役狀態(tài)特征提取技術(shù)、基于模型計(jì)算和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)協(xié)同的故障診斷技術(shù)、基于深度感知的列車服役性能評(píng)估預(yù)警技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜工況下列車在途服役狀態(tài)準(zhǔn)確感知和精確辨識(shí)。針對(duì)列車車載傳感網(wǎng)絡(luò)和車地間數(shù)據(jù)傳輸需同時(shí)滿足高可靠、高安全、大容量需求的技術(shù)難題，發(fā)明了分層遞階和邏輯可重構(gòu)的列車在途安全檢測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，安全信息實(shí)時(shí)移動(dòng)信道與大容量靜止信道協(xié)同的復(fù)合信道車地傳輸技術(shù)以及數(shù)據(jù)鏈路快速構(gòu)建、恢復(fù)與保持技術(shù)，研制了車載、車地?cái)?shù)據(jù)傳輸系列節(jié)點(diǎn)設(shè)備,以及與之配套的集成化測(cè)試驗(yàn)證評(píng)估技術(shù)與平臺(tái)。針對(duì)在途運(yùn)行列車在線監(jiān)測(cè)難、安全隱患預(yù)測(cè)難、失效部位辨識(shí)難、故障確認(rèn)難、維修及時(shí)精準(zhǔn)難，以及由此導(dǎo)致的運(yùn)維成本高等長期存在的技術(shù)經(jīng)濟(jì)難題，發(fā)明了列車關(guān)鍵設(shè)備隱患挖掘和性能劣化評(píng)估技術(shù)，基于多故障鏈構(gòu)建和解耦的隱患定位與故障辨識(shí)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上形成了基于狀態(tài)特征演化的預(yù)測(cè)性維修決策優(yōu)化技術(shù)。該項(xiàng)目獲授權(quán)國家發(fā)明專利23項(xiàng)，軟件著作權(quán)45項(xiàng)；形成國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1部和企業(yè)規(guī)范3部；出版專著7本，發(fā)表論文74篇（SCI、EI檢索53篇）；獲省部級(jí)科技成果特等獎(jiǎng)1項(xiàng)，一等獎(jiǎng)2項(xiàng)，二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，國際發(fā)明金獎(jiǎng)3項(xiàng)。該項(xiàng)目技術(shù)已應(yīng)用于我國高速列車主力車型CRH380A和廣州、上海等地城軌運(yùn)營中，近三年新增銷售額逾5.9億元，社會(huì)效益顯著；為我國高鐵/城軌列車運(yùn)維向主動(dòng)安全保障和預(yù)測(cè)性維修轉(zhuǎn)型奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)提升我國軌道交通高端裝備安全和運(yùn)維保障智能化水平具有重大技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義。四、客觀評(píng)價(jià)1、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果獎(jiǎng)勵(lì)：授權(quán)國家發(fā)明專利23項(xiàng)，件著作權(quán)45項(xiàng)。相關(guān)成果“CRH380A新一代高速列車研制”、“突發(fā)事件條件下高速鐵路運(yùn)輸組織應(yīng)急處置關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)”獲年鐵道科技獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)和年國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局第六屆安全生產(chǎn)科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；“鐵路列車運(yùn)行安全全過程多元智能綜合監(jiān)控關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)”、“城軌列車關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)警與應(yīng)急技術(shù)及系統(tǒng)”分別獲、年教育部高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；“高速列車、城軌列車主動(dòng)安全保障關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲年第九屆國際發(fā)明展金獎(jiǎng)?！耙环N基于LMD和PCA的滾動(dòng)軸承辨識(shí)方法”、“一種軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行安全評(píng)估方法”獲年德國紐倫堡國際發(fā)明展金獎(jiǎng)和年日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎(jiǎng)。賈利民教授獲____年中國發(fā)明協(xié)會(huì)第九屆“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)?人物獎(jiǎng)”。2、技術(shù)檢測(cè)報(bào)告：年3月29日，車載無線通信主機(jī)、實(shí)時(shí)信道單元和靜止信道單元通過了國家電子計(jì)算機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心關(guān)于安全性要求和環(huán)境適應(yīng)性的檢測(cè)，全部符合要求。接入節(jié)點(diǎn)和復(fù)合節(jié)點(diǎn)設(shè)備于年3月29日通過了國家電子計(jì)算機(jī)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心安全性要求和環(huán)境適應(yīng)性的檢驗(yàn)，于年11月5日通過了中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院賽西實(shí)驗(yàn)室關(guān)于電源端子傳導(dǎo)騷擾、輻射騷擾、靜電放電等電磁兼容檢測(cè)。年12月26日，隱患挖掘與評(píng)估預(yù)警系統(tǒng)通過了中國軟件評(píng)測(cè)中心的軟件產(chǎn)品技術(shù)鑒定測(cè)試，結(jié)論為：“……得到典型隱患預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率92%。……”。年3月25日，基于LMD-PCA-LSSVM的滾動(dòng)軸承運(yùn)行狀態(tài)隱患辨識(shí)算法通過了電子科技大學(xué)設(shè)備可靠性與健康管理實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)鑒定，結(jié)論為：“……算法的隱患辨識(shí)準(zhǔn)確率高于90%,該方法具備發(fā)現(xiàn)和區(qū)分早起故障隱患的能力?！瓕?duì)區(qū)分故障隱患具有較好的魯棒性?！?、用戶評(píng)價(jià)：“列車在途隱患挖掘與評(píng)估預(yù)警技術(shù)及系統(tǒng)研制”課題成果隱患挖掘與評(píng)估預(yù)警系統(tǒng)于年11月30日至年12月20日在廣州市地下鐵道總公司運(yùn)營事業(yè)總部相關(guān)部門對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)用測(cè)試，用戶意見為：“……該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)整車、子系統(tǒng)和關(guān)鍵部件的在途隱患挖掘與評(píng)估預(yù)警功能，該系統(tǒng)有助于提高車輛故障預(yù)判斷的準(zhǔn)確率、車輛隱患的主動(dòng)預(yù)防能力，促進(jìn)維修規(guī)程的優(yōu)化，基本滿足用戶要求?！?；“列車在途監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)集成技術(shù)與示范工程”課題成果地鐵車輛維修管理系統(tǒng)于年9月10起在廣州地鐵運(yùn)營事業(yè)總部運(yùn)營一中心投入試用，用戶意見為：“……系統(tǒng)將現(xiàn)場(chǎng)離散的各類車輛維修管理數(shù)據(jù)和管理流程有效整合至一個(gè)平臺(tái)，方便了車輛檢修現(xiàn)場(chǎng)管理，……基本滿足了用戶需求?！保荒?1月起，城軌列車在途監(jiān)測(cè)與安全預(yù)警系統(tǒng)在廣州地鐵二、八號(hào)線進(jìn)行了超過半年的示范應(yīng)用，并于年5月30日由廣州市地下鐵道總公司形成用戶意見為：“……實(shí)現(xiàn)了對(duì)列車智能感知、智能診斷、智能跟蹤的全過程管理,大幅提高“列車在途故障判斷”、“應(yīng)急處置和檢修”等方面的運(yùn)作效率，增強(qiáng)了列車運(yùn)行的安全性?！?、驗(yàn)收意見：年12月12日，尹福康等7位專家對(duì)“車載數(shù)據(jù)中心車地傳輸模塊及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊研制”進(jìn)行了技術(shù)驗(yàn)收，驗(yàn)收意見為：“1.研究了車載數(shù)據(jù)安全存儲(chǔ)與管理、車地可靠安全傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)；2.開發(fā)了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理及無線傳輸控制軟件，符合高速列車運(yùn)行條件下準(zhǔn)實(shí)時(shí)的信息傳輸要求，可實(shí)現(xiàn)限定資源條件下的多用戶多業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)?！??設(shè)備樣機(jī)經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)仿真試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和例行試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn)等試驗(yàn)驗(yàn)證，表明設(shè)備樣機(jī)的功能和性能達(dá)到了任務(wù)書的要求，符合智能列車運(yùn)行安全狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理及車地?zé)o線傳輸?shù)膽?yīng)用需求?！?、鑒定意見：年8月18日，由施仲衡、吳宏鑫院士等7位專家組成的教育部成果鑒定委員會(huì)對(duì)“城軌列車關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、預(yù)警與應(yīng)急技術(shù)與系統(tǒng)”進(jìn)行了鑒定，意見為：“……城軌列車關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控預(yù)警與應(yīng)急聯(lián)動(dòng)組成的綜合系統(tǒng)填補(bǔ)了城市軌道交通領(lǐng)域國內(nèi)空白，達(dá)到了國際先進(jìn)水平，其中智能復(fù)合傳感器技術(shù)、基于數(shù)據(jù)融合和模式識(shí)別的故障智能診斷技術(shù)、基于故障集內(nèi)映射和故