盧文龍， 王萬齊， 王都， 馮云梅， 林峰

（1.中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司 電子計算技術(shù)研究所，北京 100081；2.中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司，北京 100081；3.中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司 國家鐵道試驗中心，北京 100015）

0 引言

當(dāng)前，我國鐵路正處于關(guān)鍵的戰(zhàn)略機遇期，基于國家新基建、大數(shù)據(jù)、5G 通信、人工智能等新一代信息技術(shù)深度融合鐵路運輸?shù)谋尘?，需要建設(shè)具有世界領(lǐng)先水平的全要素、全業(yè)務(wù)、全場景綜合數(shù)字型試驗基地——數(shù)字環(huán)鐵試驗基地（簡稱數(shù)字環(huán)鐵），用于鐵路行業(yè)探索基于數(shù)字底座的數(shù)字化賦能轉(zhuǎn)型路線。同時，數(shù)字環(huán)鐵也有助于深化數(shù)字技術(shù)、數(shù)據(jù)資源與鐵路行業(yè)的交匯融合，推動智能鐵路不斷發(fā)展突破，驅(qū)動鐵路行業(yè)高品質(zhì)發(fā)展［1］。數(shù)字環(huán)鐵將結(jié)合智能京張、智能京雄等重大工程實踐，基于新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)背景，利用中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司多年成果積累，開展新技術(shù)系統(tǒng)性研究，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套理論、技術(shù)體系、產(chǎn)品體系，用于打造專業(yè)分工、協(xié)同發(fā)展的中國鐵路軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈，不僅為鐵路行業(yè)的科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、試驗示范、檢驗檢測、綜合評價等提供系統(tǒng)集成創(chuàng)新環(huán)境，也為中國軌道交通持續(xù)引領(lǐng)世界提供重要技術(shù)支撐。數(shù)字環(huán)鐵總體建設(shè)愿景示意見圖1。

圖1 數(shù)字環(huán)鐵總體建設(shè)愿景示意圖

1 數(shù)字化建設(shè)現(xiàn)狀

環(huán)鐵試驗基地建于1956年，占地面積約181.55萬m2（2 723.2 畝），試驗線總長60.1 km，由外環(huán)鐵路環(huán)行試驗線、中環(huán)城軌環(huán)行試驗線和內(nèi)環(huán)鐵路試車線組成。移動試驗平臺涵蓋地鐵、綜合檢測車、機車等各類車型，結(jié)合既有線路建立了國家級科技創(chuàng)新平臺和40 個專業(yè)實驗室，已初步構(gòu)建起綜合試驗與專項試驗結(jié)合、實車試驗與仿真試驗結(jié)合的綜合試驗平臺體系。圍繞環(huán)鐵試驗基地的功能布局、技術(shù)應(yīng)用和運維管理方式，試驗基地可在可控條件下模擬與正常運營線路相類似的條件（如線路橫、縱斷面狀態(tài)），設(shè)置不同的曲線和坡道，設(shè)計采用不同材質(zhì)的線路、不同類型的軌道結(jié)構(gòu)等，并在一定網(wǎng)絡(luò)條件下，圍繞環(huán)境監(jiān)測、車地監(jiān)測、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測等開展相關(guān)監(jiān)測檢測，有一定運維管理能力，需要進一步提供設(shè)施運行管理、線路養(yǎng)護運維等相關(guān)服務(wù)［2］。隨著“工業(yè)4.0”“交通強國”等戰(zhàn)略及新技術(shù)的迭代更新，環(huán)鐵試驗基地被賦予了新的職能，將建設(shè)成為集鐵路科技創(chuàng)新中心、文化展示中心、國際交流中心于一體的數(shù)字環(huán)鐵。

2 需求分析

在信息技術(shù)高速發(fā)展的背景下，環(huán)鐵試驗基地在以下2個方面還不完全滿足數(shù)字環(huán)鐵需求：

（1）數(shù)據(jù)維度。環(huán)鐵試驗基地的基礎(chǔ)設(shè)施與設(shè)備數(shù)據(jù)主要為二維數(shù)據(jù)，未應(yīng)用BIM 模型等三維數(shù)據(jù)，且設(shè)備管理數(shù)據(jù)范圍有限、精細度不足，缺乏監(jiān)測數(shù)據(jù)信息。

（2）功能深入性。環(huán)鐵試驗基地的主要管理功能為資產(chǎn)和資料管理，對于試驗管理主要依托試驗計劃管理信息系統(tǒng)進行，還應(yīng)增加支撐試驗數(shù)據(jù)和實驗室數(shù)據(jù)管理、試驗計劃安排、試驗線調(diào)度和環(huán)境數(shù)據(jù)共享等功能。

然而，數(shù)字環(huán)鐵建設(shè)不僅是針對當(dāng)前環(huán)鐵試驗基地的數(shù)字化管理，更應(yīng)探索一套可在全路推廣應(yīng)用的數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑，以支持鐵路建設(shè)、運維的全生命周期管理，以及智能化、數(shù)字化創(chuàng)新。因此，建設(shè)數(shù)字環(huán)鐵的需求應(yīng)包含以下幾個方面：

（1）面向重點試驗區(qū)域和過程，建立完善的數(shù)據(jù)管理體系。由于數(shù)字環(huán)鐵的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，在數(shù)字環(huán)鐵建設(shè)中，要圍繞試驗進行服務(wù)和管理，滿足數(shù)據(jù)的可視化表達，以及試驗、運營等多源業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集成要求，加快完善環(huán)鐵基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理體系。

（2）針對試驗基地核心業(yè)務(wù)，有效地管理試驗計劃、運行和資源配置。應(yīng)對試驗計劃、流程管理、資源開展進行有效管理，保障環(huán)鐵試驗基地的試驗項目有序開展，最大化發(fā)揮環(huán)鐵試驗基地功能優(yōu)勢。

（3）對試驗運行環(huán)境進行安全監(jiān)測，對試驗運行有效調(diào)度。為了保證試驗過程的安全可靠，試驗基地既要保證安全運營，又要滿足安全可控的試驗環(huán)境搭建，需要對氣象情況有效預(yù)報預(yù)警、對基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備狀態(tài)有效監(jiān)控、對試驗車輛狀態(tài)有效管理。

（4）針對試驗數(shù)據(jù)進行有效管理和深化應(yīng)用。針對綜合試驗產(chǎn)生的大量試驗數(shù)據(jù)，通過模式識別和人工智能進行數(shù)據(jù)挖掘，實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律、預(yù)測故障和聯(lián)合分析等。建立采集、歸集、管理等全流程管理體系，全面提升分析和應(yīng)用能力，為技術(shù)升級、產(chǎn)品能力驗證等提供數(shù)據(jù)支撐。

（5）基于新技術(shù)的支撐，可視化展示試驗基地，為決策提供支持。結(jié)合環(huán)行試驗場地業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、GIS、BIM、5G 等先進信息技術(shù)，對環(huán)行試驗場地、試驗過程等相關(guān)信息進行管理，支持數(shù)字大屏、PC 端、移動端等多種終端訪問，提升平臺的便捷性和易用性，作為領(lǐng)導(dǎo)決策的應(yīng)用和數(shù)據(jù)支撐［3］。

（6）提供接口支撐不同業(yè)務(wù)場景拓展，增強不同專業(yè)、不同業(yè)務(wù)場景下的信息關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)高內(nèi)聚、低耦合。如試驗管理、運營維護等專業(yè)場景，改善傳統(tǒng)需單獨選擇系統(tǒng)進行展示、分析的系統(tǒng)設(shè)置，提升應(yīng)用系統(tǒng)的完整性。

3 內(nèi)涵框架

數(shù)字環(huán)鐵的內(nèi)涵框架包括基礎(chǔ)、能力和目標(biāo)3個層面［4］，數(shù)字環(huán)鐵內(nèi)涵框架示意見圖2。

圖2 數(shù)字環(huán)鐵內(nèi)涵框架示意圖

（1）基礎(chǔ)層面。通過標(biāo)識、感知和聯(lián)接，收集環(huán)鐵試驗基地相關(guān)“人、機、物、事”等的狀態(tài)信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，匯集至一體化服務(wù)平臺（簡稱平臺），通過平臺的數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的融合，進而支撐數(shù)字環(huán)鐵對于數(shù)據(jù)的挖掘與應(yīng)用。全域標(biāo)識、精準感知和泛在聯(lián)接作為建設(shè)數(shù)字環(huán)鐵試驗基地的基礎(chǔ)。

（2）能力層面。基于平臺面向全業(yè)務(wù)、全要素、全場景的數(shù)據(jù)服務(wù)能力，結(jié)合業(yè)務(wù)開展實時分析和決策，支撐環(huán)鐵試驗基地智能運行，并逐步沉淀知識，不斷適應(yīng)、優(yōu)化、調(diào)整基地運行模式，使試驗基地持續(xù)優(yōu)化創(chuàng)新。智能運行、持續(xù)優(yōu)化是數(shù)字環(huán)鐵試驗基地成為有機生命體所具備的能力。

（3）目標(biāo)層面?；谥R沉淀，數(shù)字環(huán)鐵試驗基地可提供各項智慧服務(wù)，最終實現(xiàn)綠色高效、智慧賦能、業(yè)務(wù)增值的目標(biāo)，從而打造交通運輸行業(yè)內(nèi)智慧鐵路試驗標(biāo)桿。

3.1 組成結(jié)構(gòu)

數(shù)字環(huán)鐵通過對試驗基地數(shù)據(jù)的全域標(biāo)識、對試驗狀態(tài)與環(huán)境狀態(tài)的精準感知、對試驗信息的有序分析、對模型的可視化表達，建設(shè)基于先進技術(shù)的一體化服務(wù)平臺及上層應(yīng)用，從而提升試驗基地的綜合試驗?zāi)芰Γ瑢崿F(xiàn)環(huán)鐵試驗基地的模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測和控制，為智能鐵路技術(shù)裝備的試驗驗證和成果轉(zhuǎn)化搭建環(huán)境，為全面提升高速鐵路智力資源、信息資源配置效率和運轉(zhuǎn)狀態(tài)提供參考與支撐［5］。

數(shù)字環(huán)鐵的組成主要包括數(shù)字化感知、智能傳輸、數(shù)字能力和智能應(yīng)用4 部分內(nèi)容，其組成結(jié)構(gòu)示意見圖3。

圖3 數(shù)字環(huán)鐵組成結(jié)構(gòu)示意圖

（1）數(shù)字化感知。指應(yīng)用各類傳感器和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)成感知邊緣側(cè)網(wǎng)絡(luò)，采集環(huán)鐵試驗基地基礎(chǔ)設(shè)施、周邊環(huán)境、試驗數(shù)據(jù)等，從而實現(xiàn)試驗基地內(nèi)資源與狀態(tài)的可視化。數(shù)字化感知是環(huán)鐵試驗基地運行狀態(tài)可控、業(yè)務(wù)可管的基礎(chǔ)。

（2）智能傳輸。指采用有線、無線等多種方式，將數(shù)據(jù)在環(huán)鐵試驗基地內(nèi)各信息系統(tǒng)、實驗室之間進行傳遞。智能傳輸是數(shù)字環(huán)鐵試驗基地建設(shè)的前提，也是數(shù)據(jù)匯集、融合應(yīng)用的基礎(chǔ)。通過智能傳輸體系的建立，打破數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)孤島，打通各實驗室應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通與融合應(yīng)用，為數(shù)字環(huán)鐵試驗基地奠定基礎(chǔ)。

（3）數(shù)字能力。在環(huán)鐵試驗基地全業(yè)務(wù)、全場景、全要素數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，建設(shè)用于支撐結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲、治理、計算等過程的基礎(chǔ)能力，通過內(nèi)置不同的數(shù)據(jù)存儲策略、數(shù)據(jù)治理策略、數(shù)據(jù)挖掘算法、智能計算等，支撐各項智能應(yīng)用所需的數(shù)據(jù)處理能力，保證數(shù)據(jù)分析準確率與效率。

（4）智能應(yīng)用。從項目管理、運維管理、調(diào)度指揮、分析決策、安全監(jiān)控、科研創(chuàng)新等方面建設(shè)數(shù)字環(huán)鐵智能應(yīng)用，基于上述數(shù)字能力描述中所收集的用于數(shù)據(jù)治理的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，研發(fā)智能算法，并針對試驗基地各專業(yè)、各實驗室定制不同的智能應(yīng)用，全面提升環(huán)鐵試驗基地智能化水平。

3.2 核心能力

從內(nèi)涵、特征和總體架構(gòu)分析，數(shù)字環(huán)鐵應(yīng)具備8項核心能力（見圖4）。首先，物聯(lián)感知模塊通過采集環(huán)鐵的“脈搏”數(shù)據(jù)，反映基地內(nèi)外部運行狀態(tài)；通過數(shù)字可視呈現(xiàn)模塊構(gòu)建環(huán)鐵語義信息模型，實現(xiàn)現(xiàn)實與數(shù)字世界的精準映射；數(shù)據(jù)一體化集成模塊可匯聚數(shù)據(jù)資源、建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺，促進數(shù)據(jù)資源高效開發(fā)利用；通過模擬仿真推演模塊構(gòu)建試驗數(shù)據(jù)分析算法模型，前置推演運行效果；結(jié)合虛實融合互動模塊，從數(shù)字空間觀看實體空間情況和控制實體空間設(shè)施，通過實體空間設(shè)備隨時進入數(shù)字環(huán)鐵空間；最后，基于上述成果，通過科創(chuàng)擴展模塊發(fā)揮一體化平臺屬性，支撐能力擴展和應(yīng)用持續(xù)創(chuàng)新［6］。

圖4 數(shù)字環(huán)鐵核心能力示意圖

3.3 總體架構(gòu)

數(shù)字環(huán)鐵是在智能鐵路總體架構(gòu)布局基礎(chǔ)上，由新型基礎(chǔ)設(shè)施、智能運行中樞、智慧應(yīng)用體系等三大橫向?qū)?，以及城市安全防線和標(biāo)準規(guī)范兩大縱向?qū)訕?gòu)成。數(shù)字環(huán)鐵總體架構(gòu)示意見圖5。由圖可知，數(shù)字環(huán)鐵總體架構(gòu)自下向上分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層和應(yīng)用層。

圖5 數(shù)字環(huán)鐵總體架構(gòu)示意圖

（1）感知層。各類前端感知設(shè)備，主要包括室內(nèi)外試驗檢測數(shù)據(jù)采集傳感器、災(zāi)害及異物監(jiān)測傳感器、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測傳感器等設(shè)備。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。主要包括5G 公網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、光傳輸、藍牙、NFC等支撐數(shù)據(jù)傳輸?shù)南冗M技術(shù)。

（3）平臺層。主要提供大數(shù)據(jù)、智能計算、BIM、地理信息和北斗等服務(wù)。

（4）應(yīng)用層。通過分期建設(shè)完成，一期建設(shè)包括綜合展示、綜合試驗、綜合監(jiān)測、資產(chǎn)管理等；二期建設(shè)主要基于平臺的數(shù)字應(yīng)用內(nèi)容，接入包括數(shù)字工務(wù)、數(shù)字標(biāo)定庫、數(shù)字北斗檢測認證實驗室、數(shù)字5G實驗室、輪軌數(shù)字實驗室等。

4 一體化服務(wù)平臺

平臺可提供數(shù)據(jù)服務(wù)及應(yīng)用支撐，保障各應(yīng)用場景的功能實現(xiàn)，具備可視化展示及對外信息發(fā)布功能，支撐不同應(yīng)用場景產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資產(chǎn)的統(tǒng)一存儲、維護。平臺在大數(shù)據(jù)、智能計算、北斗時空信息和地理地質(zhì)服務(wù)等技術(shù)基礎(chǔ)上，增加了環(huán)鐵信息模型，使其不僅具備時空大數(shù)據(jù)平臺功能，而且成為數(shù)字空間刻畫環(huán)鐵細節(jié)、呈現(xiàn)環(huán)鐵體征、推演未來趨勢的綜合信息載體。同時，平臺賦能于業(yè)務(wù)應(yīng)用，促進各應(yīng)用功能、數(shù)據(jù)量和實時性的增強［7］。

平臺可支撐全要素、全業(yè)務(wù)、全場景數(shù)據(jù)的匯聚，主要由大數(shù)據(jù)服務(wù)、智能計算服務(wù)、BIM服務(wù)、地理信息服務(wù)和北斗高精度服務(wù)等組成，為數(shù)字環(huán)鐵提供基礎(chǔ)平臺服務(wù)、全域數(shù)據(jù)服務(wù)，以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)所需的大數(shù)據(jù)、人工智能、BIM、GIS、北斗定位等服務(wù)。平臺功能架構(gòu)示意見圖6。

圖6 平臺功能架構(gòu)示意圖

4.1 大數(shù)據(jù)服務(wù)

主要提供數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)資產(chǎn)等功能，利用平臺封裝接口形成分布式數(shù)據(jù)整合模式，支持從數(shù)據(jù)源到平臺存儲的配置開發(fā)、過程監(jiān)控，開展數(shù)據(jù)治理保障數(shù)據(jù)準確、可用，構(gòu)建數(shù)字環(huán)鐵數(shù)據(jù)資源的全景視圖；實現(xiàn)環(huán)鐵試驗基地試驗業(yè)務(wù)、試驗環(huán)境、運維管理、安全保障等相關(guān)數(shù)據(jù)資源的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)存儲與分析、統(tǒng)一認證授權(quán)等功能。

4.2 智能計算服務(wù)

根據(jù)數(shù)字環(huán)鐵的實際需求，通過整合多種解決方案，打造全棧式人工智能服務(wù)平臺，讓持續(xù)高效的人工智能服務(wù)深入試驗基地的運行和管理。智能計算服務(wù)包括圖像視頻智能分析、自然語言理解、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)挖掘，主要提供高級統(tǒng)計算法、關(guān)聯(lián)建模、機器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、自然語言處理、圖像視頻分析等前沿算法，將數(shù)據(jù)挖掘模塊各功能組件在操作空間中自由搭配，根據(jù)業(yè)務(wù)需求形成具體的智能挖掘?qū)嵗?，為環(huán)鐵試驗基地基礎(chǔ)設(shè)施及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的全面綜合管理提供精確指導(dǎo)。

4.3 BIM服務(wù)

主要支撐環(huán)鐵試驗基地管理過程中的BIM 模型應(yīng)用，保障BIM 模型的建立、分析、交付、管理等工作的開展。提供模型輕量化、BIM 圖形引擎等基礎(chǔ)服務(wù)，同時融合BIM 模型、設(shè)計數(shù)據(jù)、周邊環(huán)境等數(shù)據(jù)，利用智能計算服務(wù)提供方案輔助試驗管理、試驗?zāi)M、資產(chǎn)運維等服務(wù)。利用能力開放模塊提供虛實映射接口、數(shù)據(jù)接口、模型接口和計算接口，不斷拓展業(yè)務(wù)連接范疇，構(gòu)建一體化的數(shù)字環(huán)鐵業(yè)務(wù)生態(tài)圈［8］。

4.4 地理信息服務(wù)

按照統(tǒng)一基準、統(tǒng)一規(guī)范、統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一建設(shè)的要求，實現(xiàn)多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的存儲與管理，保證數(shù)據(jù)的有效性；同時，結(jié)合環(huán)鐵各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)和用戶對鐵路空間信息數(shù)據(jù)和服務(wù)的實際需求，系統(tǒng)對外發(fā)布環(huán)鐵試驗基地統(tǒng)一、標(biāo)準的空間信息數(shù)據(jù)和服務(wù)，覆蓋從數(shù)據(jù)匯集、處理、制作、管理、分析的全流程?；诮y(tǒng)一時空基準的地理信息數(shù)據(jù)，提供以地理空間分析及人工智能理論結(jié)合為基礎(chǔ)的智能空間分析服務(wù)，實現(xiàn)環(huán)鐵試驗基地的虛擬世界及相關(guān)信息與物理世界進行疊加與實時交互映射，使“人-車-物-環(huán)境”要素共融、虛實互映，為模擬、監(jiān)控、診斷、預(yù)測提供智能地理信息基礎(chǔ)。

4.5 北斗高精度服務(wù)

依托中國國家鐵路集團有限公司鐵路北斗應(yīng)用服務(wù)平臺，面向環(huán)鐵業(yè)務(wù)應(yīng)用建設(shè)北斗應(yīng)用服務(wù)平臺。針對各類業(yè)務(wù)應(yīng)用，提供高精度位置服務(wù)、短報文通信服務(wù)、授時服務(wù)和其他定制化服務(wù)等，通過構(gòu)建環(huán)鐵試驗基地標(biāo)準化的北斗綜合時空服務(wù)體系，為促進數(shù)字環(huán)鐵提供支持。該平臺也將面向相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)提供定制化的時空信息服務(wù)支撐。主要功能包括北斗高精度位置服務(wù)網(wǎng)、高精度位置服務(wù)、通信服務(wù)、授時服務(wù)、在網(wǎng)設(shè)備管理、服務(wù)管理和定制化服務(wù)等。

5 應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)字環(huán)鐵應(yīng)用系統(tǒng)基于試驗管理和基地運維管理2個角度進行統(tǒng)籌設(shè)計，涵蓋環(huán)鐵試驗基地日常生產(chǎn)、運營各個方面，主要包括綜合展示、綜合試驗、綜合維修和綜合監(jiān)測4部分內(nèi)容，該系統(tǒng)總體框架示意見圖7。

圖7 數(shù)字環(huán)鐵應(yīng)用系統(tǒng)總體框架示意圖

（1）綜合展示。主要基于環(huán)鐵試驗線、實驗室等的設(shè)計圖紙、基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備臺賬、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、DEM 數(shù)據(jù)、DOM 數(shù)據(jù)、全景照片構(gòu)建三維實體模型和三維地形模型等信息，搭建環(huán)鐵試驗基地電子沙盤，實現(xiàn)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的高效組合和一體化集成。提供全景瀏覽、數(shù)據(jù)查詢、屬性編輯、模擬仿真、專題數(shù)據(jù)庫和交互處理等服務(wù)，支撐室內(nèi)和環(huán)上試驗管理、資產(chǎn)查詢、列車追蹤和虛擬駕駛等功能應(yīng)用（見圖8）。

圖8 綜合展示界面

（2）綜合試驗。從試驗管理、試驗調(diào)度和試驗數(shù)據(jù)分析3 個方面構(gòu)建：①試驗管理。通過對試驗計劃、試驗資源的合理安排、調(diào)配，實現(xiàn)各試驗單位之間科學(xué)協(xié)作。②試驗調(diào)度。根據(jù)試驗開展情況，通過編制運輸計劃，合理配置和利用資源，滿足環(huán)鐵試驗基地各項試驗需求，實現(xiàn)基地生產(chǎn)作業(yè)精準化和調(diào)度指揮智能化。③試驗數(shù)據(jù)分析。提供對各類試驗數(shù)據(jù)進行收集管理、分析應(yīng)用和共享服務(wù)，具備試驗現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時匯集管理、試驗基礎(chǔ)信息管理、數(shù)據(jù)專項分析等功能，為長期積累各類試驗過程數(shù)據(jù)、對歷史試驗數(shù)據(jù)綜合對比分析挖掘、試驗項目立項分析等提供支撐。數(shù)字輪軌試驗界面見圖9。

圖9 數(shù)字輪軌試驗界面

（3）綜合維修。以工務(wù)、電務(wù)、供電設(shè)備資產(chǎn)管理為核心，安全生產(chǎn)為主線，對基礎(chǔ)設(shè)施維修生產(chǎn)流程進行再造，在綜合利用動靜態(tài)檢測、檢查、監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)從檢測檢查、數(shù)據(jù)分析、生產(chǎn)調(diào)度、現(xiàn)場作業(yè)到質(zhì)量評價的生產(chǎn)信息化閉環(huán)管理。涵蓋設(shè)備資產(chǎn)管理、移動檢測數(shù)據(jù)管理、固定監(jiān)測數(shù)據(jù)管理、現(xiàn)場檢查管理、數(shù)據(jù)分析管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、物資工機具管理、綜合統(tǒng)計分析和智能運維可視化等功能。

（4）綜合監(jiān)測。具有環(huán)境監(jiān)測與視頻監(jiān)控兩部分功能，環(huán)境監(jiān)測用以防止因自然災(zāi)害、異物侵限、非法入侵、破壞偷盜基礎(chǔ)設(shè)施等突發(fā)事件造成損失，包括風(fēng)雨、雪深監(jiān)測、異物侵限監(jiān)測和周界入侵監(jiān)測等；視頻監(jiān)控采集試驗基地現(xiàn)場視頻，并對視頻內(nèi)容進行分析，實現(xiàn)對監(jiān)控數(shù)據(jù)的深入挖掘應(yīng)用，并為綜合試驗、綜合維修等其他業(yè)務(wù)應(yīng)用提供在線監(jiān)測相關(guān)服務(wù)。

6 展望

數(shù)字環(huán)鐵試驗基地通過技術(shù)創(chuàng)新建設(shè)高質(zhì)量試驗環(huán)境，提升環(huán)鐵試驗基地整體試驗?zāi)芰?、試驗業(yè)務(wù)能力，提供更加高效便捷的協(xié)同能力，打破時空限制，重新定義試驗基地的運行方式，提供綠色可持續(xù)的試驗環(huán)境，優(yōu)化資源配置，推動試驗基地持續(xù)優(yōu)化。數(shù)字環(huán)鐵立足環(huán)線整車檢驗驗證的拓展功能，對基礎(chǔ)理論和前瞻技術(shù)研發(fā)、科學(xué)調(diào)整技術(shù)標(biāo)準、完善“走出去”試驗體系、成為簽約實驗室開展國外實驗室互認等具有重要意義，將進一步發(fā)揮環(huán)鐵試驗基地在行業(yè)科技創(chuàng)新支撐中的重要作用。通過數(shù)字環(huán)鐵一體化服務(wù)平臺建設(shè)，以及一期、二期應(yīng)用系統(tǒng)的分階段建設(shè)，使環(huán)鐵試驗基地平滑、漸進式過渡成為新時代信息化的試驗基地，用于支撐鐵路行業(yè)未來的新技術(shù)探索和成果轉(zhuǎn)化?；谝惑w化服務(wù)平臺的可拓展性，未來將對“數(shù)字環(huán)鐵試驗基地”開展進一步分析設(shè)計，借鑒新興技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的成功經(jīng)驗，設(shè)計國際先進的數(shù)字化試驗基地，為智能鐵路技術(shù)裝備的試驗驗證和成果轉(zhuǎn)化搭建環(huán)境，為全面提升高速鐵路智能資源、信息資源配置效率和運轉(zhuǎn)狀態(tài)提供參考與支撐，最終實現(xiàn)智能鐵路的內(nèi)生發(fā)展動力。