智能高速鐵路概論 課件 第三章 智能高速鐵路體系架構(gòu)

第三章智能高速鐵路體系架構(gòu)第三章智能高速鐵路體系架構(gòu)目錄/Contents01智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計02智能高速鐵路技術(shù)體系03智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系04智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系2024/5/10智能高速鐵路概論205云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.1體系架構(gòu)概念2024/5/10智能高速鐵路概論3美國智能交通體系架構(gòu)，交通運(yùn)輸部《TheUSNationalITSArchitecture》各種能夠?qū)崿F(xiàn)給定用戶服務(wù)的功能、這些功能依托的物理實(shí)體（或子系統(tǒng)）、物理實(shí)體間的接口和信息流以及信息流對通信的要求。另外，體系架構(gòu)還確定和解釋了支持全國和區(qū)域互操作性的標(biāo)準(zhǔn)需求，以及在實(shí)施中支撐經(jīng)濟(jì)規(guī)模所需的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中國智能運(yùn)輸系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，GB/T20607-2006《智能運(yùn)輸系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)服務(wù)》描述智能運(yùn)輸系統(tǒng)構(gòu)成，確定功能模塊，模塊間交換的信息及通信協(xié)議和接口體系架構(gòu)作為一種重要的設(shè)計思想和方法論，能夠為大型復(fù)雜系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的總體設(shè)計手段，從頂層到底層、從整體到局部地優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部各組成要素并進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及系統(tǒng)組件間的功能協(xié)調(diào)、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一和資源共享。中國智慧城市總體架構(gòu)，GB/T36333-2018《智慧城市頂層設(shè)計指南》包括業(yè)務(wù)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用架構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、安全體系、標(biāo)準(zhǔn)體系、產(chǎn)業(yè)體系等設(shè)計內(nèi)容1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章引導(dǎo)我國智能高速鐵路規(guī)劃和建設(shè)，提高既有各類資源的利用率，避免重復(fù)研究和開發(fā)具有重要意義12明確了標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)成和核心標(biāo)準(zhǔn)要素集，為智能高速鐵路相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定提供了重要依據(jù)和指導(dǎo)，有利于確保標(biāo)準(zhǔn)的完備性、唯一性、一致性3定義了中國智能高速鐵路的建設(shè)范圍和發(fā)展藍(lán)圖，確立了技術(shù)體系、數(shù)據(jù)體系和標(biāo)準(zhǔn)體系，為智能高速鐵路發(fā)展戰(zhàn)略和技術(shù)路線圖的制定等提供指導(dǎo)引領(lǐng)規(guī)劃建設(shè)為智能高速鐵路的設(shè)計、研發(fā)、試驗和實(shí)施等提供了一個指導(dǎo)性文件，便于統(tǒng)一認(rèn)識和系統(tǒng)協(xié)同，保證智能高速鐵路的兼容性、可控性、可互操作性，提高智能高速鐵路建設(shè)在時間、空間上的一致性和靈活性4智能高速鐵路體系架構(gòu)（IHSRSystemArchitecture，IHSR-SA）是從技術(shù)、數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等維度對智能高速鐵路包含的各組成部分及其相互關(guān)系進(jìn)行的體系化、層次化、規(guī)范化設(shè)計3.1.1體系架構(gòu)概念定義建設(shè)范圍技術(shù)規(guī)范統(tǒng)一指導(dǎo)性文件物理模型明確用戶和服務(wù)面向過程需求分析系統(tǒng)模型圍繞數(shù)據(jù)形成關(guān)聯(lián)視圖確定對象群及其之間關(guān)系面向?qū)ο蟠_定對象的功能美國、歐洲、中國ITS日本、澳大利亞ITS1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.2體系架構(gòu)構(gòu)建方法分析一、信息系統(tǒng)架構(gòu)方法1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.2體系架構(gòu)構(gòu)建方法分析面向過程設(shè)計方法：美國ITS合作開發(fā)方法論以面向過程方法為指導(dǎo)，利用系統(tǒng)分析思想融合了ITS規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)營經(jīng)驗，制定了ITS體系框架設(shè)計方法。通過ITS需求模型和ITS處理模型之間的迭代優(yōu)化，輸出較為穩(wěn)定的實(shí)施戰(zhàn)略與設(shè)計方案，對其進(jìn)行實(shí)施和評估，并在實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營過程中總結(jié)經(jīng)驗以持續(xù)優(yōu)化。包括用戶服務(wù)、邏輯架構(gòu)、物理架構(gòu)、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容一、信息系統(tǒng)架構(gòu)方法1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.2體系架構(gòu)構(gòu)建方法分析面向?qū)ο笤O(shè)計方法：日本ITS體系框架構(gòu)建方法針對ITS涉及的人、物、組織等進(jìn)行分析抽象，得到“類-對象”，進(jìn)而構(gòu)建對象模型。此模型的構(gòu)建需要對ITS進(jìn)行細(xì)致的分析，其模型的準(zhǔn)確程度直接影響到ITS體系框架的構(gòu)建。包括整體模型（針對整體ITS或幾個服務(wù)領(lǐng)域共有的內(nèi)容）和詳細(xì)模型（針對單個服務(wù)）一、信息系統(tǒng)架構(gòu)方法1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.2體系架構(gòu)構(gòu)建方法分析開放組體系結(jié)構(gòu)框架（TOGAF）二、企業(yè)架構(gòu)方法ADMArchitectureDevelopmentMethodTOGAF框架內(nèi)容元模型1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.2體系架構(gòu)構(gòu)建方法分析Zachman框架二、企業(yè)架構(gòu)方法1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.2體系架構(gòu)構(gòu)建方法分析SG-EA框架二、企業(yè)架構(gòu)方法智能高鐵體系架構(gòu)（IHSR-SA）智能建造（IBS）智能裝備（IES）智能運(yùn)營（IOS）通用基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)智能高鐵應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)平臺及支撐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)智能高鐵技術(shù)體系框架（IHSR-TSF）智能高鐵數(shù)據(jù)體系框架（IHSR-DSF）數(shù)據(jù)匯集存儲處理分析應(yīng)用智能高鐵標(biāo)準(zhǔn)體系框架（IHSR-SSF）指導(dǎo)指導(dǎo)支撐支撐1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.3智能高鐵體系架構(gòu)構(gòu)建方法在系統(tǒng)總結(jié)京張高鐵、京雄城際鐵路的智能化創(chuàng)新實(shí)踐基礎(chǔ)上形成的智能高鐵建設(shè)和運(yùn)營的指導(dǎo)性架構(gòu)，從技術(shù)、數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等維度對智能高速鐵路包含的各組成部分及其相互關(guān)系進(jìn)行的體系化、層次化、規(guī)范化設(shè)計

1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章1智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計第3章3.1.3智能高鐵體系架構(gòu)構(gòu)建方法在系統(tǒng)總結(jié)京張高鐵、京雄城際鐵路的智能化創(chuàng)新實(shí)踐基礎(chǔ)上形成的智能高鐵建設(shè)和運(yùn)營的指導(dǎo)性架構(gòu)，從技術(shù)、數(shù)據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)等維度對智能高速鐵路包含的各組成部分及其相互關(guān)系進(jìn)行的體系化、層次化、規(guī)范化設(shè)計

智能高鐵技術(shù)體系框架智能高鐵數(shù)據(jù)體系框架是智能高速鐵路體系架構(gòu)的核心，定義了智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營等三大板塊的技術(shù)構(gòu)成，為數(shù)據(jù)體系框架、標(biāo)準(zhǔn)體系框架的制定提供指導(dǎo)針對技術(shù)體系框架中定義的智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營等三大板塊創(chuàng)新應(yīng)用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)的內(nèi)外部數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)全生命周期管理為主線，定義了數(shù)據(jù)匯集、存儲分析和應(yīng)用展示等服務(wù)，為技術(shù)體系框架提供數(shù)據(jù)驅(qū)動，為標(biāo)準(zhǔn)體系框架提供反饋智能高鐵標(biāo)準(zhǔn)體系框架為技術(shù)體系框架和數(shù)據(jù)體系框架的落地應(yīng)用提供數(shù)據(jù)、技術(shù)、管理等方面的標(biāo)準(zhǔn)支撐，定義了通用基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)、智能高速鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、平臺及支撐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等組成內(nèi)容。第三章智能高速鐵路體系架構(gòu)目錄/Contents01智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計02智能高速鐵路技術(shù)體系03智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系04智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系2024/5/10智能高速鐵路概論1305云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺智能高速鐵路技術(shù)體系框架智能建造智能裝備智能運(yùn)營勘察設(shè)計建設(shè)管理工程施工客運(yùn)服務(wù)運(yùn)輸組織養(yǎng)護(hù)維修空天地一體化工程勘察基于BIM的工程設(shè)計橋隧路軌工程智能化施工四電工程智能化施工客運(yùn)站工程智能化施工基于BIM+GIS工程建設(shè)管理智能動車組智能綜合檢測車信號通信移動裝備通信信號牽引供電檢測監(jiān)測智能牽引供電智能檢測監(jiān)測智能客運(yùn)智能票務(wù)智能綜合調(diào)度智能行車調(diào)度工電供一體化運(yùn)維3大板塊10個領(lǐng)域18個方向動車組智能運(yùn)維2第3章3.2.1技術(shù)體系框架總體構(gòu)成智能高速鐵路技術(shù)體系智能高鐵技術(shù)體系框架是從技術(shù)層面對智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營三大板塊的核心要素、關(guān)聯(lián)關(guān)系等進(jìn)行的整體設(shè)計，設(shè)計采用分類分層設(shè)計原則，自頂而下劃分為板塊、領(lǐng)域、方向、創(chuàng)新、支持平臺五個層面，可概括為三大板塊、十大領(lǐng)域、十八個方向、N項創(chuàng)新、一個平臺。2智能高速鐵路技術(shù)體系第3章第3章3.2.1

技術(shù)體系框架總體構(gòu)成2智能高速鐵路技術(shù)體系第3章第3章3.2.2智能建造技術(shù)體系框架按照基礎(chǔ)設(shè)施的建造過程，智能建造板塊橫向上劃分為勘察設(shè)計、工程施工、建設(shè)管理為3個領(lǐng)域、6個方向、19項創(chuàng)新，未來可根據(jù)需要擴(kuò)展創(chuàng)新內(nèi)容2智能高速鐵路技術(shù)體系第3章第3章3.2.3智能裝備技術(shù)體系框架按照主要業(yè)務(wù)對象分類，智能裝備橫向上劃分為移動裝備、通信信號、牽引供電、檢測監(jiān)測4個領(lǐng)域，6個方向，18項創(chuàng)新，未來可根據(jù)需要擴(kuò)展創(chuàng)新內(nèi)容2智能高速鐵路技術(shù)體系第3章第3章3.2.4智能運(yùn)營技術(shù)體系框架按照運(yùn)營領(lǐng)域的主要業(yè)務(wù)分類，智能運(yùn)營橫向上可劃分為客運(yùn)服務(wù)、運(yùn)輸組織、養(yǎng)護(hù)維修等3個領(lǐng)域，6個方向，25項創(chuàng)新，未來可根據(jù)需要擴(kuò)展創(chuàng)新內(nèi)容2智能高速鐵路技術(shù)體系第3章第3章3.2.5基礎(chǔ)平臺技術(shù)體系框架智能高鐵基礎(chǔ)平臺是智能建造、智能裝備、智能運(yùn)營三大板塊應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中樞、模型中樞和分析樞紐，統(tǒng)一為各應(yīng)用系統(tǒng)提供大數(shù)據(jù)、模型算法、人工智能、BIM+GIS、北斗信息等服務(wù)。主數(shù)據(jù)服務(wù)元數(shù)據(jù)服務(wù)地理信息服務(wù)大數(shù)據(jù)分析服務(wù)人工智能服務(wù)支撐技術(shù)第三章智能高速鐵路體系架構(gòu)目錄/Contents01智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計02智能高速鐵路技術(shù)體系03智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系04智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系2024/5/10智能高速鐵路概論2005云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系框架智能裝備標(biāo)準(zhǔn)智能運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)AI平臺標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)安全標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)支撐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義及術(shù)語編制通則技術(shù)研發(fā)與管理標(biāo)準(zhǔn)智能化水平評價標(biāo)準(zhǔn)勘察設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)工程施工標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)管理標(biāo)準(zhǔn)移動裝備標(biāo)準(zhǔn)通信信號標(biāo)準(zhǔn)檢測監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸組織標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)維修標(biāo)準(zhǔn)智能建造標(biāo)準(zhǔn)通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)管理與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)智能高鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)平臺及支撐技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通用基礎(chǔ)與管理標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)資源標(biāo)準(zhǔn)AI平臺標(biāo)準(zhǔn)地理信息服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)安全管理標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)測評標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險評估標(biāo)準(zhǔn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)…物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)硬件資源標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)軟件標(biāo)準(zhǔn)牽引供電標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)分析標(biāo)準(zhǔn)人工智能標(biāo)準(zhǔn)一級分類二級分類三級分類智能高鐵標(biāo)準(zhǔn)體系框架是從標(biāo)準(zhǔn)層面對智能高速鐵路建造、裝備、運(yùn)營全產(chǎn)業(yè)鏈成套技術(shù)及相關(guān)基礎(chǔ)和支撐標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的整體設(shè)計，主要包括3個一級類目、9個二級類目、26個三級類目和若干可擴(kuò)展類目。3智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系第3章第3章3.3.1標(biāo)準(zhǔn)體系框架總體構(gòu)成3智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系第3章第3章3.3.1標(biāo)準(zhǔn)體系框架總體構(gòu)成3智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系第3章第3章3.3.2智能高速鐵路核心標(biāo)準(zhǔn)智能建造核心標(biāo)準(zhǔn)共計20項，以BIM技術(shù)為核心手段，圍繞基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計、施工、交付等，開展協(xié)同化設(shè)計、數(shù)字化制造、智能化施工、裝配式建造等方面的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。智能裝備核心標(biāo)準(zhǔn)共計65項，主要以實(shí)現(xiàn)移動裝備和基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期的安全化、高效化和智能化管理為目標(biāo)，開展智能動車組、ATO、CTCS3、5G-R、智能牽引變電所、自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等方面的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用。智能運(yùn)營核心標(biāo)準(zhǔn)共計20項，在全行程智能票務(wù)服務(wù)、智能客站、智能行車調(diào)度、基礎(chǔ)設(shè)施智能運(yùn)維、動車組智能運(yùn)維等方面推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)工作。類目國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（TB）國鐵集團(tuán)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（Q/CR）國鐵集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)性技術(shù)文件（TJ）全國團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（T/CRBIM）合計體系架構(gòu)000101智能建造001001020智能裝備033230065智能運(yùn)營00911020基礎(chǔ)平臺3172518合計34584315124第三章智能高速鐵路體系架構(gòu)目錄/Contents01智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計02智能高速鐵路技術(shù)體系03智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系04智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系2024/5/10智能高速鐵路概論2405云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺大數(shù)據(jù)應(yīng)用智能建造數(shù)據(jù)域智能裝備數(shù)據(jù)域智能運(yùn)營數(shù)據(jù)域智能高鐵數(shù)據(jù)湖鐵路數(shù)據(jù)服務(wù)平臺分析應(yīng)用存儲處理智能建造既有信息系統(tǒng)外部數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)匯集智能裝備智能運(yùn)營智能高鐵標(biāo)準(zhǔn)體系框架是從數(shù)據(jù)層面按照數(shù)據(jù)全生命周期管理流程對智能高速鐵路內(nèi)外部數(shù)據(jù)資源的匯集、治理、共享和分析等進(jìn)行的整體設(shè)計。自底向上分為數(shù)據(jù)匯集層、存儲分析層和應(yīng)用展示層，包括數(shù)據(jù)、平臺和應(yīng)用三大部分。4智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系第3章第3章3.4.1數(shù)據(jù)體系框架總體構(gòu)成數(shù)據(jù)分類就是根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的屬性或特征，將數(shù)據(jù)按一定的原則和方法進(jìn)行區(qū)分和歸類，并建立起一定的分類系統(tǒng)和排列順序，以便管理和使用數(shù)據(jù)。4智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系第3章第3章3.4.2數(shù)據(jù)分類與組織123按業(yè)務(wù)分類按數(shù)據(jù)類型分類按數(shù)據(jù)產(chǎn)生頻率分類12345按處理實(shí)時性分類4按重要程度分類54智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系第3章第3章3.4.2數(shù)據(jù)分類與組織一、按業(yè)務(wù)分類4智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系第3章第3章3.4.2數(shù)據(jù)分類與組織二、按數(shù)據(jù)類型分類4智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系第3章第3章3.4.2數(shù)據(jù)分類與組織三、數(shù)據(jù)產(chǎn)生頻率分類應(yīng)需型數(shù)據(jù)：應(yīng)急數(shù)據(jù)、網(wǎng)站數(shù)據(jù)、電商、論壇、應(yīng)用市場、新聞媒介等持續(xù)型數(shù)據(jù)：定期產(chǎn)生的統(tǒng)計類數(shù)據(jù)、公開數(shù)據(jù)、學(xué)術(shù)知識文庫等實(shí)時數(shù)據(jù)：天氣數(shù)據(jù)，客運(yùn)交易數(shù)據(jù)、各專業(yè)監(jiān)控和設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)等時序數(shù)據(jù)：各類型實(shí)時監(jiān)測、檢查與分析設(shè)備所采集、產(chǎn)生的數(shù)據(jù)四、按處理實(shí)時性分類實(shí)時處理數(shù)據(jù)：處理延遲時間要求小于200ms批量處理數(shù)據(jù)：處理延遲時間要求可以大于200ms五、按重要程度分類高敏感數(shù)據(jù)：組織高級機(jī)密信息，若出現(xiàn)泄漏和破壞，將對組織聲譽(yù)、財務(wù)或營運(yùn)造成災(zāi)難性的后果敏感數(shù)據(jù)：組織機(jī)密信息，若被不正當(dāng)披露，可能會對組織有嚴(yán)重影響內(nèi)部數(shù)據(jù)：在各職能部門內(nèi)流通，不涉及保密內(nèi)容又不需要被公開的內(nèi)容公開數(shù)據(jù)：可以面向公眾、社會開放的數(shù)據(jù)第三章智能高速鐵路體系架構(gòu)目錄/Contents01智能高速鐵路體系架構(gòu)的維度設(shè)計02智能高速鐵路技術(shù)體系03智能高速鐵路標(biāo)準(zhǔn)體系04智能高速鐵路數(shù)據(jù)體系2024/5/10智能高速鐵路概論3005云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺5云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺第3章第3章3.5.1平臺的三維總體架構(gòu)基礎(chǔ)平臺采用云-邊協(xié)同的部署方式，實(shí)現(xiàn)部署在主數(shù)據(jù)中心的云端平臺與部署在車站、列車、線路等處所的邊緣平臺的協(xié)同應(yīng)用。包括物理維、管理維和協(xié)同維5云-邊協(xié)同的智能高鐵基礎(chǔ)平臺第3章第3章3.5.2平臺的