【架构】智能高速铁路体系架构

智能高速铁路体系架构1高速铁路智能总体架构2智能高速铁路技术体系3智能高速铁路数据体系4智能高速铁路标准体系目录第一节高速铁路智能总体架构更加方便快捷全面感知科学决策

泛在互联主动学习

融合处理经济高效更加

节能环保第一节

高速铁路智能总体架构智能高铁的定义与内涵智能高速铁路(Intelligent

High-speedRailway,IHSR)

是广泛应用云计算、大

数据、物联网、移动互联、人工智能、北

斗导航、BIM

、5G

等新一代信息技术，

综合高效利用资源，实现高速铁路移动装

备、固定基础设施及内外部环境间的全面

感知、泛在互联、融合处理、主动学习和

科学决策，实现全生命期一体化管理的新

一代高速铁路系统。更加安全可靠更加

温馨舒适更加工程建造设施设备运输组织安全监管旅客合作伙伴其他交通行业

第一节

高速铁路智能总体架构智能高速铁路需求分析业务用户需求分析服务用户需求分析用户主体对智能高速铁路的需求R1.1出行前，根据出行需求得到精准、智能、门到门全行程规划和三维出行体验、定制化延伸服务等R1.2可基于行程规划采取互联网、窗口、代销点、移动终端等多种方式，全时段、多语言地进行购票、退票、改签等操作R1.3购票后，需要能够及时接收到与行程相关的信息服务，如天气、列车出发时刻、检票口、候车站台、目的地住宿、沿途餐饮等R1.4出发前，可基于确定行程得到门到站的多种交通方式推荐、预订等服务R1.5进站时，可通过生物特征识别、视频图像识别、二维码扫描等技术实现快速无感进站R1.6候车时，可得到站内外导航、自助式客服、行李托运等服务，并能享受高速上网、商务办公、视频会商等服务，以及站台信息、座位信息、列车运行动态信息推送等服务R1.7乘车中，可享受高速上网、刷脸验票、高清视频会商、消费娱乐、移动办公等服务，以及景点、酒店、餐饮等延伸服务

的实景式体验和高速铁路沿线风光沉浸式浏览R1.8突发事件情况下可获得行程调整、列车动态、突发事件进展等信息R1.9换乘时，可实时获得枢纽内其他交通方式动态信息，根据全流程准确明晰引导实现快速换乘R1.10出站后，可获得无感式刷脸出站，站外一体化地图导航等服务，以及车站到目的地的最后一公里出行规划建议，实现与

出租、公交、地铁等的综合交通出行服务

第一节

高速铁路智能总体架构以旅客需求分析为例智能高速铁路总体架构和构建原则1.智能高速铁路是在我国铁路既有信息化建设基础上发展起来的，研究智能高速铁路体系架构对于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

。2.智能高速铁路体系架构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。3.智能高速铁路体系架构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、唯一性和一致性。4.智能高速铁路体系架构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。第一节

高速铁路智能总体架构智能装备

智能运营多维报表

交互分析

机器学习

数据可视化智能高速铁路是一个涵盖多专业、多领域、多项新技术的复杂信息物理系统，其智能化的核心是数据驱动。依

据数据的采集、传输、存储、分析、应用流程，智能高速铁路自底向上可划分为智能感知层、智能传输层、数

据资源层、智能决策层、智能应用层。智能建造数据挖掘战略决策

运输生产光传输

蓝牙传感网/物联网

RFID智能应用层智能决策层数据资源层智能传输层智能感知层第一节

高速铁路智能总体架构近距离无

线通信GIS/遥感

遥测Zigbee激光测量卫星通信视频监控IPV6红外监测Wi-FiGPS/BDS经营开发

资源管理

建设管理综合协同

社会数据数据服务

平台智能感知层智能感知层的作用是识别物体并采集信息，即通过传感网、物联网等多种手段，自动获取高速铁路行车状态、设

备健康状况、自然环境条件等信息，全方位洞察整个智能高速铁路系统的运行情况，为上层的精细化管理提供支撑。

信息采集设备主要包括传感网、物联网、

GPS/BDS

、

综合视频、红外监测等。智能传输层智能传输层是联结智能高速铁路各组成要素的纽带。智能传输层的作用是将感知层采集到的信息，通过各种网络技

术进行汇集、整合，以供进一步的智能分析及利用。智能传输层采用的主要技术包括铁路信息网络的IPV6

技

术

、Wi-Fi网络、5G/6G网络等。数据资源层数据资源层是智能高速铁路智慧产生的源泉，

一切智慧及决策皆来源于数据。数据资源层从下到上分为两个部分：

最底层为数据服务平台，主要提供基础数据管理、数据集成、数据共享、大数据存储与分析等能力；最上层为数据资

源，全面整合铁路战略决策、运输生产、经营开发、资源管理、建设管理、综合协同、社会数据等领域的信息资源。智能决策层智能决策层是智能高速铁路的大脑，将数据资源层的各类数据，通过智能技术进行分析，将数据转化为知识，并

快速准确地提供报表、仪表盘、3D等可视化方式进行全局展示，辅助智能高速铁路业务经营决策。智能决策层采用

的主要技术包括大数据技术、机器学习技术、交互学习技术、可视化技术等。智能应用层智能应用层充分体现了智能高速铁路的能动性，对智能高速铁路系统进行仿真、完善、优化。智能应用层是智能化

与高速铁路业务分工的深度融合，形成各业务领域的智能化子系统。根据智能高速铁路丰富的内涵，智能应用层主要

由智能建造、智能装备、智能运营三部分组成。

第一节

高速铁路智能总体架构智能高速铁路技术体系框架

(IHSR-TSF)智能建造

(IB)

智能装备

(IE)

智能运营(10)驱动

指导智能高速铁路数据体系框架(IHSR-DSF)数据汇集

存储分析应用展示智能高速铁路技术体系框架(IHSR-SSF)通用基础与管理标准智能高速铁路应用标准平台及支撑技术标准架构层次数据架构技术框架标准框架第一节

高速铁路智能总体架构指导支撑反馈支撑智能高速铁路体系架构

(IHSR-SA)第二节智能高速铁路技术体系体化智能勘测地理地质信息智能挖掘地理地质一体化信息集成智能选线三维集成设计工程数字化交付与智能审核隧遵钻爆轨道板自动精调路基智能填筑梁灌注无_人化智能轨道板

(

枕

)智能梁场客站智能_

施工综合交通

体系施工协同电气化工程智能一施工通信工程_智能施工信号工程_智能施工厂信息化工程智能施工数字孪生模

型设计交付一

及施工转化数字工程认_

证评价基于400km/h的高速动车组技术平台时间确定性以太网控制动车组自适应智_能运行基于PHM的预测性维修基于虚拟列车的动车组关键系统-仿真面向400km/h及以上

高铁基础

设施运维智能检测设备动车组GoA3级正线自动驾驶动车段

(

所

)

自

动驾驶多媒体调

度通信检监测数

据实时回-

传落地基于车车通信的移

动闭塞智能牵引

变电所简统化接_触网智能供电调度系统燕于大政据分预警全程畅行规划车站数

字化接

驳引导

车上旅客智能交互铁空公水

联运国际铁路_

票务运行图智能辅助编制调度命令数字化编制高铁综合计划智能_编制列车运行计划自动

调整列车运行正晚点预测线路资源动态调配基于大数据的基础设施状态评估建维

一体化故障预测健康评估-运维分桥车地一体维修

感安

外隐

键开关站

患监测

差异化安检综合视频智能枢纽客站的协

识别

调联动智能监测车地一体化物联感知平台智能换乘导航站车一体化应急预案基于数字孪生

的智能运堆力优化智

能

高

铁

技

术

体

系

框

架智能建造智能装备

智能运营勘察设计工程施工建设管理移动装备通信信号

牵引供电

检测监测客运服务运输组织养护维修智能高速铁路技术体系框架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3大板块、10大领域、18个方向、

N

项创新、1个平台第二节

智能高速铁路技术体系模型数据一体化

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3大板块10个

领域1

8

个方

向N用领跑创新型应用迭

代

深

化

型

应

用模型服务

区块链服务

北斗服务

工业互联网服务桥隧路轨

智能选线

工程智能智能综合检测车四电工程智

能化施工客运站工程

智能化施工基于数字享生

的增强型客站数字孪生工

程管理智能综合调度动车组

智能运维智能客运

智能票务工电供体化运维智能牵引供电智能

行车调度智能

检测监测信号

通信其服务智能

动车组析的灾害监测智能勘察平

含平台3大板块智能建造、智能装备、智能运营10大板块勘察设计、工程施工、建设管理、移动装备、通信信号、牵引供电、检测监测、客运服

务、运输组织、养护维修18个方向空天地一体化工程勘察、基于BIM工程设计、桥隧路轨工程智能化施工、客运站工程

智能化施工、四电工程智能化施工、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、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PHM、

动车组智能运维N项创新基于GIS的智能勘探、BIM建模智能梁场、客站智能施工、电气化工程智能施工、基

于BIM的虚拟建造、动车组智能监控、智能检测数据分析、智能牵引变电所、基础设

施智能检测监测、站车智能服务、客票电子化、列车运行计划自动调整、运维智能决

策等智能化创新1个平台指为智能高速铁路技术创新提供支撑和服务的智能高速铁路基础平台第二节

智能高速铁路技术体系建设管理基于BIM+GIS

工程建设管理基于BIM的虚拟建造全过程数字化管理数字化竣工交付四电工程智能

化施工电气化工程智能施工通信工程智能施工信号工程智能施工信息化工程智能施工智能建造勘察设计工程施工板块领域方向创

新第二节

智能高速铁路技术体系基于GIS的智能勘探空天地一体化智能测绘数字化勘察交付智能梁场盾构隧道智能施工路基智能填筑客站智能施工综合交通体系施工协同BIM建模协同设计数字化

设计交付空天地一体化

工程勘察桥隧路轨工程

智能化施工基于BIM工程

设计客运站工程智能化施工智能建造板块智能板场动车组

智能监控动车组

智能诊断智能检测设备车站进路自动控制列车运行控制智能通信承载网智能移动通信智能牵引变电所简统化接触网基础设施检测监测自然灾害

监测与预警创新智能检测数据分析周界入侵

智能监测动车组智能服务列车自动驾驶ATO智能调度通信智能供电调度系统环境智能

监测领域移动装备通信信号牵引供电检测监测方向智能动车组智能综合检测车信号

通信智能牵引供电智能检测监测智能装备板块板块

智能装备第二节

智能高速铁路技术体系8.

.

*

……

……智能运营板块板块

智能运营领城

客运服务

运输组织

养护维修客运一体化生

产指挥管理客运设备管理与监控智能化站车重点服务

站车客运安全站车智能服务运输态势感知计划一体化协同智能计划调整智能应急调度数字履历管理故障智能诊断状态智能综合预警运维智能决策客票电子化智能产品设计和售票组织旅程规划精准营销综合交通

信息共享第二节

智能高速铁路技术体系列车运行计

划自动调整进路和命令

卡控行车调度综合仿真故障预测健康评估运维分析决策支持动车组

智能运维工电供一体化运维智能综合调度智能行

车调度智能

客运智能

票务创新方向……1.大数据服务2.模型算法服务3.人工智能服务4.BIM+GIS

服务5.北斗信息服务第二节

智能高速铁路技术体系智能高铁基础平台1.大数据服务大数据服务提供全数据类型的数据接入服务。包括结构化、半结构化、非结构化数据，

以及来自传感器、设备、移动应用程序还是其他数据源，都可以被快速而可靠地捕获并

整合到一个统一的数据平台中2.模型算法服务模型算法服务提供了一系列主流的统计分析和数据挖掘模型算法。这些算法经过广泛应

用和验证，具有高度的可靠性和效果。无论是回归分析、分类法、聚类方法还是关联规

则挖掘，都可以在该服务中找到相应的算法实现3.人工智能服务人工智能服务提供了完善的数据管理功能。它能够处理各种类型的数据，包括图像、

语音、文本等。它提供了多项关键服务，包括数据管理、样本标注、样本管理、模型

训练和模型部署以支持各种专业领域的应用场景4.BIM+GIS

服务它为各种业务应用提供了丰富的功能和服务，包括时空信息可视化、要素查询、网络

分析、统计分析、几何服务以及二三维空间分析和可视化等。BIM+GIS服务提供了强

大的时空信息可视化功能5.北斗信息服务基于北斗卫星导航技术，提供了北斗高精度定位、授时、短报文通信等基础服务能力，

以满足用户的多样化需求。主要功能包括在网设备管理、高精度位置服务、短报文通信

服务、授时服务和运营管理等第二节

智能高速铁路技术体系第三节智能高速铁路数据体系全专业、跨行业的轴面协同应用基础设施运输生产

运营安全

客运服务模数一体化平台人工智能平台构件级快速李生建模智能高铁孪生模型湖智能装备孪生模型智能高铁数据湖智能装备数据域工程建设

移动装备数据服务平台智能建造李生模型智能建造数据域智能选线与集成|桥隧路轨工程智能智能轮家数据

设计数据

化施工数据综合交通服务数字孪生平台作业数据总线集成

动态施组编制

4D动态施工模拟智能运营孪生模型智能运营数据域智能高速铁路数据体系架构自底向上分为数据汇集层、存储分析层和应用展示层第三节

智能高速铁路数据体系智能综合检测车数据

信号数据监测与预警数据

监测数据设备设施基础台账数据外部环境数据数据智能运营客运服务运输组织养护维修物联网智能装备通信信号

牵引供电数据智能建造勘察设计建设管理通信数据智能牵引供电数据环境智能监测数据系统既有信息

系统智能动车组数据基础设施检测监测数据四电工程智能记施工据

化施工数据城轨气象公共服务航空公共交通互联网数

据!汇i

集工电供一体化运维数据数字孪生工程

管理数据动车组智能运维数据智能客运数

据移动装备检测监测智能行车调度数据智能综合调度数据智能应用智能票务数据工程施工智能高速铁路数据体系架构分层：1.数据汇集层用于汇集来自智能建造、智能装备、智能运营三大板块和既有的业务信息系统的数据，以及其他交通方式、气象、地震等外部相关数据，实现全业务、全类型的智能高速铁路数据汇集。2.存储分析层基于智能高铁基础平台，对数据进行标准化、规范化处理，按建造、装备、运营等不同主题建立全

生命周期数据组织与存储结构，形成一套多专业融合、跨业务、跨部门共享的规范数据资源，并提供

基础数据管理、数据集成、数据治理等服务。3.应用展示层采用“平台+应用”的铁路大数据应用模式，围绕工程建设、移动装备、基础设施、运输生产、运

营安全、客运管理与服务、综合交通体系大数据共享等领域，开展大数据典型应用。

第三节

智能高速铁路数据体系安全监控安全检测监督检查事故预警处置分析财务财务科目

资金会计报表

投资收入财务分析报告预算清算输运组织调度计划运能计划调度指令位置信息司乘管理调度集中控制行车作业动车组物资物资品类物资基本信息供应商采购过程管理

物资流通物资使用物资汇总物资采购计划规划计划规划信息计划信息计划管理规划管理

计划执行计划考核运力资源规划信息资源基本信息资源技术履历资源配置

资源能力数据资源运用资源状态资源检测客户旅客客户忠诚度信用客服订单人力资源企业机构劳资岗位劳卫人员培训资质人员绩效数据主题主数据事务型

数据分析型

数据企业职能法务管理高铁用地宣传科技发展办公流程制度审计法务文件统计分析人资统计能耗统计管控支持客运统计运力资源统计环境统计财务统计周期运营统计客运客运站管理在途服务客票建设管理建设项目建设管理勘察设计工程施工建设项目存档营销价格市场运输产品渠道服务产品第三节

智能高速铁路数据体系数据分类与组织按业务分类数据类型分类非结构化数据按数据类型分类主要数据类型□层次数据类型□网状数据类型□关系数据类型主要数据形式□文本、图像、报表、音频、

视频、超媒体等主要数据类型□对象交换类型□XML

数据类型□主要数据形式：HTML,XML,

SGML

文件、电子邮件等第三节

智能高速铁路数据体系非结构化数据结构化数据按数据产生频率分类实时数据时序数据实时处理数据批量处理数据第三节

智能高速铁路数据体系应需型数据持续型数据按处理实时性分类数据服务平台总体架构数据源业务系统外部数据业务应用市场营销运输生产智能决策运输安全外部服务基础数据管理主数据

地理信息元数据数据服务平台数据共享操作型数据存储非结构化数据存储第三节

智能高速铁路数据体系数据集成抽取、转换和

导入(ETL)结构化数据集成非结构化数据集成数据集成抽取、转换和

导入(ETL)结构化数据集成非结构化数据集成数据共享操作型数据存储非结构化数据存储大数据存储与分析数据分析数据分析多维报表管理驾驶舱

数据挖掘多维报表管理驾驶舱数据挖掘大数据存储与分析企业数

据仓库企业数

据仓库互联网数据物联网数据数据集市数据集市集团公司铁路局大数据存储分析多维关联分析数据挖掘自助分析模型评估数据仓库

数据集市数据共享操作型数据存储共享

非结构化数据存储共享大数据计算

数据目录服务数据服务接口存储服务接口

计算服务接口分析服务接口

展现服务接口结构化数据集成实时流数据集成非结构化数据集成数据源配置处理器配置目标源配置执行器配置采集任务配置采集任务监控采集任务调度数据治理数据标准管理数据标准浏览

数据标准变更数据标准获取数据标准新增数据标准审查数据标准稽核数据标准监控数据质量管理用户管理用户管理

角色管理权限管理功能管理系统管理集群管理大数据各组件

服务状态监控平台审计系统监控

存储资源监控计算资源监控

运行日志监控

系统访问审计脚本开发模型运行数据可视化主数据管理数据模型管理数据管理变更管理数据同步权限管理数据质量交互数据质量问题处理数据质量考核数据资产管理数据资产信息管理资产价值评估数据安全管理数据资产全景视图存储信息管理基础数据管理地理信息管理地理信息数据获取位置空间数据存储地图数据存储数据应用元数据信息管理元数据维护元数据分析元数据质量管理元数据权限管理

第三节

智能高速铁路数据体系数据服务平台功能数据质量监控

和稽核实时数据管控规则配置管理数

据集成替代混洗数值变换加密遮挡空值插入/删除隐私保护备份与恢复身份认证访问控制数据采集安全技术数据存储安全技术数据挖掘安全技术第三节

智能高速铁路数据体系平台数据安全保障技术第四节

智能高速铁路标准体系22.2.35GR标准二

体化综合视频标

准智能

调

度

通

信

标

准22.3.1智能牵变电所标准223

2

简统化

接

触

网

标

准2242自

然

灾

害

监

测

与

预

警

标

准2241空

天

地

一

体

化

检

测

监

测

标

准.1.1智能客站标准

.3Maas+

全行程智能服务标准2321运

输

全

过

程

智

能

综

合

调

度

标

准2

3

2

2

智

能

行

车

调

度

标

准

(

调

度

集

中

C

T

C

)基础设施智能运维标准工电供

一

体

化

运

维

标

准233

3

动车组

智

能

运

维

标

准2334车

地

一

体

化

联

合

运

维

标

准3

1

1

1

主数

据

标

准3114

数

据

模

型

标

准31

1

3信息分

类

与

编

码

标

准

311

2元数

据

标

准3121地

理

信

息

数

据

标

准3115信

息

共

享

与

交

换

标

准3122地

理

信

息

系

统

标

准3142数

据

服

务

平

台

标

准314

1

A

I

平

台

标

准31

3

1

大数据分

析

系

统

标

准3221网

络

安

全

等

级

保

护

测

评

标

准3211网

络

安

全

管

理

标

准323.1网络安全风险评估标准3311信

息

机

房

标

准3

3

1

2

硬件

设

备

标

准3

3

2

1

操

作

系

统

标

准3.3.物

联统

标

准用

服

务算标件

标件

标13.32智能高铁铁路标准体系框架由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构成，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智能高铁2.0标准体系框架第四节

智能高速铁路标准体系2.2智能装备标准223224供电标准

标准网络安全标准3.22

323

网络安

网络

安评标准标

准保护测全等级支撑技术标准3.4.2物

联卫星导抗应用标准2122智能

工

厂

标

准2121

智

能

施

工

装

备

标

准2112智

能

工

程

设

计

标

准2111智

能

工

程

勘

察

标

准1.2管理与服务标准第与

管理标2.3智能运营标准适织3.133.1.4大数

人

工智能标准准智能建造标准程213

2虚拟

建

造

标

准2131设计

交

付

标

准

.1智一能车组2.o二准22.

..2.隧道工程知能施二准1222动驾

oA3级标准软件研发管理标准工程

建

设

管

理

标

准2智能高速铁路技术标准3平台及支撑技术

标准1通用基础与管理标准2

..5竣

数12321

网络

安全

管理标准22.

2.1CTCs3

标

准2128四

电

工

程

智

能

化

施

工

标

准3.31硬件资源标准2123桥

梁

工

程

智

能

化

施

工

标

准2127站

房

工

程

智

能

化

施

工

标

准3.1基础平台标准3.3数据中心标准21.2.6轨道工程.

编

积

语

言

标

准÷生

三

程

管

理

标

准311

数据资源标准2.1.2.

9

其

他

智

能

施

工

标

准221

2智

能

综

合

检

测

车

标

准233