智能高速铁路概论 课件 第三章 智能高速铁路体系架构

第三章智能高速铁路体系架构第三章智能高速铁路体系架构目录/Contents01智能高速铁路体系架构的维度设计02智能高速铁路技术体系03智能高速铁路标准体系04智能高速铁路数据体系2024/5/10智能高速铁路概论205云-边协同的智能高铁基础平台1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.1体系架构概念2024/5/10智能高速铁路概论3美国智能交通体系架构，交通运输部《TheUSNationalITSArchitecture》各种能够实现给定用户服务的功能、这些功能依托的物理实体（或子系统）、物理实体间的接口和信息流以及信息流对通信的要求。另外，体系架构还确定和解释了支持全国和区域互操作性的标准需求，以及在实施中支撑经济规模所需的产品标准中国智能运输系统体系结构，GB/T20607-2006《智能运输系统体系结构服务》描述智能运输系统构成，确定功能模块，模块间交换的信息及通信协议和接口体系架构作为一种重要的设计思想和方法论，能够为大型复杂系统提供强有力的总体设计手段，从顶层到底层、从整体到局部地优化系统内部各组成要素并进行系统设计，从而实现系统及系统组件间的功能协调、标准统一和资源共享。中国智慧城市总体架构，GB/T36333-2018《智慧城市顶层设计指南》包括业务架构、数据架构、应用架构、基础设施架构、安全体系、标准体系、产业体系等设计内容1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章引导我国智能高速铁路规划和建设，提高既有各类资源的利用率，避免重复研究和开发具有重要意义12明确了标准体系构成和核心标准要素集，为智能高速铁路相关标准的研究和制定提供了重要依据和指导，有利于确保标准的完备性、唯一性、一致性3定义了中国智能高速铁路的建设范围和发展蓝图，确立了技术体系、数据体系和标准体系，为智能高速铁路发展战略和技术路线图的制定等提供指导引领规划建设为智能高速铁路的设计、研发、试验和实施等提供了一个指导性文件，便于统一认识和系统协同，保证智能高速铁路的兼容性、可控性、可互操作性，提高智能高速铁路建设在时间、空间上的一致性和灵活性4智能高速铁路体系架构（IHSRSystemArchitecture，IHSR-SA）是从技术、数据、标准等维度对智能高速铁路包含的各组成部分及其相互关系进行的体系化、层次化、规范化设计3.1.1体系架构概念定义建设范围技术规范统一指导性文件物理模型明确用户和服务面向过程需求分析系统模型围绕数据形成关联视图确定对象群及其之间关系面向对象确定对象的功能美国、欧洲、中国ITS日本、澳大利亚ITS1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.2体系架构构建方法分析一、信息系统架构方法1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.2体系架构构建方法分析面向过程设计方法：美国ITS合作开发方法论以面向过程方法为指导，利用系统分析思想融合了ITS规划、建设、运营经验，制定了ITS体系框架设计方法。通过ITS需求模型和ITS处理模型之间的迭代优化，输出较为稳定的实施战略与设计方案，对其进行实施和评估，并在实际生产经营过程中总结经验以持续优化。包括用户服务、逻辑架构、物理架构、相关标准等内容一、信息系统架构方法1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.2体系架构构建方法分析面向对象设计方法：日本ITS体系框架构建方法针对ITS涉及的人、物、组织等进行分析抽象，得到“类-对象”，进而构建对象模型。此模型的构建需要对ITS进行细致的分析，其模型的准确程度直接影响到ITS体系框架的构建。包括整体模型（针对整体ITS或几个服务领域共有的内容）和详细模型（针对单个服务）一、信息系统架构方法1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.2体系架构构建方法分析开放组体系结构框架（TOGAF）二、企业架构方法ADMArchitectureDevelopmentMethodTOGAF框架内容元模型1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.2体系架构构建方法分析Zachman框架二、企业架构方法1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.2体系架构构建方法分析SG-EA框架二、企业架构方法智能高铁体系架构（IHSR-SA）智能建造（IBS）智能装备（IES）智能运营（IOS）通用基础与管理标准智能高铁应用标准平台及支撑技术标准智能高铁技术体系框架（IHSR-TSF）智能高铁数据体系框架（IHSR-DSF）数据汇集存储处理分析应用智能高铁标准体系框架（IHSR-SSF）指导指导支撑支撑1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.3智能高铁体系架构构建方法在系统总结京张高铁、京雄城际铁路的智能化创新实践基础上形成的智能高铁建设和运营的指导性架构，从技术、数据、标准等维度对智能高速铁路包含的各组成部分及其相互关系进行的体系化、层次化、规范化设计

1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章1智能高速铁路体系架构的维度设计第3章3.1.3智能高铁体系架构构建方法在系统总结京张高铁、京雄城际铁路的智能化创新实践基础上形成的智能高铁建设和运营的指导性架构，从技术、数据、标准等维度对智能高速铁路包含的各组成部分及其相互关系进行的体系化、层次化、规范化设计

智能高铁技术体系框架智能高铁数据体系框架是智能高速铁路体系架构的核心，定义了智能建造、智能装备、智能运营等三大板块的技术构成，为数据体系框架、标准体系框架的制定提供指导针对技术体系框架中定义的智能建造、智能装备、智能运营等三大板块创新应用产生的数据以及其他相关的内外部数据，以数据全生命周期管理为主线，定义了数据汇集、存储分析和应用展示等服务，为技术体系框架提供数据驱动，为标准体系框架提供反馈智能高铁标准体系框架为技术体系框架和数据体系框架的落地应用提供数据、技术、管理等方面的标准支撑，定义了通用基础与管理标准、智能高速铁路技术标准、平台及支撑技术标准等组成内容。第三章智能高速铁路体系架构目录/Contents01智能高速铁路体系架构的维度设计02智能高速铁路技术体系03智能高速铁路标准体系04智能高速铁路数据体系2024/5/10智能高速铁路概论1305云-边协同的智能高铁基础平台智能高速铁路技术体系框架智能建造智能装备智能运营勘察设计建设管理工程施工客运服务运输组织养护维修空天地一体化工程勘察基于BIM的工程设计桥隧路轨工程智能化施工四电工程智能化施工客运站工程智能化施工基于BIM+GIS工程建设管理智能动车组智能综合检测车信号通信移动装备通信信号牵引供电检测监测智能牵引供电智能检测监测智能客运智能票务智能综合调度智能行车调度工电供一体化运维3大板块10个领域18个方向动车组智能运维2第3章3.2.1技术体系框架总体构成智能高速铁路技术体系智能高铁技术体系框架是从技术层面对智能建造、智能装备、智能运营三大板块的核心要素、关联关系等进行的整体设计，设计采用分类分层设计原则，自顶而下划分为板块、领域、方向、创新、支持平台五个层面，可概括为三大板块、十大领域、十八个方向、N项创新、一个平台。2智能高速铁路技术体系第3章第3章3.2.1

技术体系框架总体构成2智能高速铁路技术体系第3章第3章3.2.2智能建造技术体系框架按照基础设施的建造过程，智能建造板块横向上划分为勘察设计、工程施工、建设管理为3个领域、6个方向、19项创新，未来可根据需要扩展创新内容2智能高速铁路技术体系第3章第3章3.2.3智能装备技术体系框架按照主要业务对象分类，智能装备横向上划分为移动装备、通信信号、牵引供电、检测监测4个领域，6个方向，18项创新，未来可根据需要扩展创新内容2智能高速铁路技术体系第3章第3章3.2.4智能运营技术体系框架按照运营领域的主要业务分类，智能运营横向上可划分为客运服务、运输组织、养护维修等3个领域，6个方向，25项创新，未来可根据需要扩展创新内容2智能高速铁路技术体系第3章第3章3.2.5基础平台技术体系框架智能高铁基础平台是智能建造、智能装备、智能运营三大板块应用系统的数据中枢、模型中枢和分析枢纽，统一为各应用系统提供大数据、模型算法、人工智能、BIM+GIS、北斗信息等服务。主数据服务元数据服务地理信息服务大数据分析服务人工智能服务支撑技术第三章智能高速铁路体系架构目录/Contents01智能高速铁路体系架构的维度设计02智能高速铁路技术体系03智能高速铁路标准体系04智能高速铁路数据体系2024/5/10智能高速铁路概论2005云-边协同的智能高铁基础平台智能高速铁路标准体系框架智能装备标准智能运营标准AI平台标准网络安全标准数据中心标准支撑技术标准定义及术语编制通则技术研发与管理标准智能化水平评价标准勘察设计标准工程施工标准建设管理标准移动装备标准通信信号标准检测监测标准客运服务标准运输组织标准养护维修标准智能建造标准通用基础标准管理与服务标准智能高铁技术标准平台及支撑技术标准通用基础与管理标准数据资源标准AI平台标准地理信息服务标准网络安全管理标准网络安全等级保护测评标准网络安全风险评估标准北斗卫星导航应用标准…物联网标准硬件资源标准系统软件标准牵引供电标准大数据分析标准人工智能标准一级分类二级分类三级分类智能高铁标准体系框架是从标准层面对智能高速铁路建造、装备、运营全产业链成套技术及相关基础和支撑标准进行的整体设计，主要包括3个一级类目、9个二级类目、26个三级类目和若干可扩展类目。3智能高速铁路标准体系第3章第3章3.3.1标准体系框架总体构成3智能高速铁路标准体系第3章第3章3.3.1标准体系框架总体构成3智能高速铁路标准体系第3章第3章3.3.2智能高速铁路核心标准智能建造核心标准共计20项，以BIM技术为核心手段，围绕基础设施设计、施工、交付等，开展协同化设计、数字化制造、智能化施工、装配式建造等方面的标准应用。智能装备核心标准共计65项，主要以实现移动装备和基础设施全生命周期的安全化、高效化和智能化管理为目标，开展智能动车组、ATO、CTCS3、5G-R、智能牵引变电所、自然灾害监测预警等方面的标准应用。智能运营核心标准共计20项，在全行程智能票务服务、智能客站、智能行车调度、基础设施智能运维、动车组智能运维等方面推进标准工作。类目国家标准（GB）铁道行业标准（TB）国铁集团技术标准（Q/CR）国铁集团标准性技术文件（TJ）全国团体标准（T/CRBIM）合计体系架构000101智能建造001001020智能装备033230065智能运营00911020基础平台3172518合计34584315124第三章智能高速铁路体系架构目录/Contents01智能高速铁路体系架构的维度设计02智能高速铁路技术体系03智能高速铁路标准体系04智能高速铁路数据体系2024/5/10智能高速铁路概论2405云-边协同的智能高铁基础平台大数据应用智能建造数据域智能装备数据域智能运营数据域智能高铁数据湖铁路数据服务平台分析应用存储处理智能建造既有信息系统外部数据数据汇集智能装备智能运营智能高铁标准体系框架是从数据层面按照数据全生命周期管理流程对智能高速铁路内外部数据资源的汇集、治理、共享和分析等进行的整体设计。自底向上分为数据汇集层、存储分析层和应用展示层，包括数据、平台和应用三大部分。4智能高速铁路数据体系第3章第3章3.4.1数据体系框架总体构成数据分类就是根据数据内容的属性或特征，将数据按一定的原则和方法进行区分和归类，并建立起一定的分类系统和排列顺序，以便管理和使用数据。4智能高速铁路数据体系第3章第3章3.4.2数据分类与组织123按业务分类按数据类型分类按数据产生频率分类12345按处理实时性分类4按重要程度分类54智能高速铁路数据体系第3章第3章3.4.2数据分类与组织一、按业务分类4智能高速铁路数据体系第3章第3章3.4.2数据分类与组织二、按数据类型分类4智能高速铁路数据体系第3章第3章3.4.2数据分类与组织三、数据产生频率分类应需型数据：应急数据、网站数据、电商、论坛、应用市场、新闻媒介等持续型数据：定期产生的统计类数据、公开数据、学术知识文库等实时数据：天气数据，客运交易数据、各专业监控和设备监测数据等时序数据：各类型实时监测、检查与分析设备所采集、产生的数据四、按处理实时性分类实时处理数据：处理延迟时间要求小于200ms批量处理数据：处理延迟时间要求可以大于200ms五、按重要程度分类高敏感数据：组织高级机密信息，若出现泄漏和破坏，将对组织声誉、财务或营运造成灾难性的后果敏感数据：组织机密信息，若被不正当披露，可能会对组织有严重影响内部数据：在各职能部门内流通，不涉及保密内容又不需要被公开的内容公开数据：可以面向公众、社会开放的数据第三章智能高速铁路体系架构目录/Contents01智能高速铁路体系架构的维度设计02智能高速铁路技术体系03智能高速铁路标准体系04智能高速铁路数据体系2024/5/10智能高速铁路概论3005云-边协同的智能高铁基础平台5云-边协同的智能高铁基础平台第3章第3章3.5.1平台的三维总体架构基础平台采用云-边协同的部署方式，实现部署在主数据中心的云端平台与部署在车站、列车、线路等处所的边缘平台的协同应用。包括物理维、管理维和协同维5云-边协同的智能高铁基础平台第3章第3章3.5.2平台的