在中国国家铁路集团有限公司科技和信息化部、安全监督管理局的组织协调和支持帮助下，中国铁路北京局、郑州局、上海局、广州局集团有限公司和中国铁道科学研究院集团有限公司铁科院铁道科学技术研究发展中心、机车车辆研究所、铁道建筑研究所、通信信号研究所、运输及经济研究所、电子计算技术研究所、基础设施检测研究所、科学技术信息研究所等单位的科研技术人员成立了“高速铁路运营安全规律分析研究”项目组，运用数理统计、数据挖掘、文本分析和机器学习等技术，开展高速铁路运营安全规律分析，研究高铁运营安全规律，掌握高铁运营安全态势，以期不断提升我国高铁安全风险隐患综合研判和管控能力。项目组调用了国铁集团及其所属18个铁路局集团公司连续10年总计15万余条高速铁路安全相关基础数据，也收集采用了近10年境外17个国家和地区的公开安全资料和数据，最终以专题论文形式形成本书。

前言
截至2019年底，我国高速铁路运营里程已达到3.5万km，我国高速铁路具有路网规模
大、地理气候环境多样、运行速度高、运行间隔短、运输密度大、技术体系复杂等特点,确
保高铁运营安全是铁路工作的根本前提和基础。自京津城际高速铁路2008年开通运营以
来，铁路管理部门积累了大量的基础设施和移动装备检测监测数据、事故和故障报告、技
术规章等管理数据。
在中国国家铁路集团有限公司（简称“国铁集团”）科技和信息化部、安全监督管理局
的组织协调和支持帮助下，中国铁路北京局、郑州局、上海局、广州局集团有限公司和中国
铁道科学研究院集团有限公司铁科院铁道科学技术研究发展中心、机车车辆研究所、铁道
建筑研究所、通信信号研究所、运输及经济研究所、电子计算技术研究所、基础设施检测研
究所、科学技术信息研究所等单位的科研技术人员成立了“高速铁路运营安全规律分析研
究”项目组，运用数理统计、数据挖掘、文本分析和机器学习等技术，开展高速铁路运营安
全规律分析，研究高铁运营安全规律，掌握高铁运营安全态势，以期不断提升我国高铁安
全风险隐患综合研判和管控能力。
构建和运用高铁运营安全指数，是高铁运营安全规律研究的重要抓手和有效技术手
段。项目组通过对计入安全指数特征量的选取，梳理影响行车安全的敏感点和隐患点；通
过分析如何获取和量化这些特征量，梳理检测监测、监控报警和检查监督的体系、方法和
范围；通过分析利用这些特征量计算安全指数的方法，梳理这些特征量对行车安全的影响
程度和重要性；通过较长时间对敏感特征量数据和安全指数数据的积累，使对安全态势变
化规律的掌握和预测成为可能。
项目组同时开展的“铁路运营安全指数体系构建及关键技术研究”课题研究，构建了
铁路运营安全指数体系，包含移动装备、工务、供电、电务专业的高铁运营安全指数，反映
了铁路固定设施和移动装备运用维护、安全监督管理、规章制度和人为因素等方面对安全
的影响；结合各专业的风险和隐患点，根据各专业系统事故、故障分级定义原则、分级结
构、权重关系以及设备与运用强度的权重函数关系等，提出各专业指数计算方法。
构建高速铁路运营安全规律分析系统，为高铁运营安全规律分析研究和数据发布提供
长期平台支撑。系统具有数据处理、挖掘分析、可视化展现等能力，文本分析通过对多种
文本的预处理和模型训练，实现命名实体识别和智能分类，提取事故故障类型、原因、设备
位置等信息；数据挖掘支持交互可视化分析，通过丰富的呈现方式，实现了各专业数据统
计分析的动态数据图表；安全指数计算流程和模型的集成，支持指数体系的完善和应用；
开展的电务设备故障趋势分析、动车组故障预测、设备故障自动分类、违章行为分析等方
前言
PREFACE
IV 高速铁路运营安全规律分析技术
面的研究，可为安全防控、设备维护决策、修程修制优化、运维经费投入、技术规章修改完
善等提供参考依据。
项目组调用了国铁集团及其所属18个铁路局集团公司连续10年总计15万余条高速
铁路安全相关基础数据，也收集采用了近10年17个国家和地区的公开安全资料和数据，
最终以专题论文形式形成本书。
谨在此对所有参加、支持本项目研究的单位和个人表示衷心的感谢和诚挚的祝福！
“高速铁路运营安全规律分析研究”项目组
2020 年 4 月

目录
◎高速铁路典型线路接触网动态性能分析
王斌王婧杨志鹏汪海瑛 7
◎运营期高铁工务基础设施安全服役状态分析
张文达姜子清王智超魏少伟 15
◎中国高速铁路通信信号设备的服役状态趋势研究
阚佳钰韩安平姜锡义富德佶刘鹏 21
◎GSM-R 网络基站过覆盖问题研究及数据分析
酒昀洋杨树忠段贺辉 29
◎我国铁路行车事故指数构建方法研究
赵林王卫东胥红敏郭湛 37
◎动车组健康指数体系构建研究
陆航于卫东高翔王卫东肖齐田光荣李方烜 43
◎高速铁路工务安全指数体系研究
周游蔡培尧柴雪松王卫东张文达 53
◎中国高速铁路电务安全指数指标体系构建
韩安平阚佳钰姜锡义王卫东富德佶刘鹏 63
◎基于数据建模的高速铁路供电故障指数计算方法
郭剑峰柯在田王卫东张文轩刘金朝
王婧汪海瑛杨志鹏 71
◎弓网运行质量指数评价函数优化研究
王婧张文轩王斌杨志鹏汪海瑛孙刚刘伟 79
◎基于 LSTM 的动车组故障率预测
陆航杨涛存刘洋于卫东田光荣肖齐李方烜 87
◎基于多维故障演变规律研究动车组关键系统修程修制优化
田光荣付政波于卫东陈振虹陆航肖齐李方烜 95
◎基于有限状态机模型的供电故障停电区段快速提取方法
杨涛存郭剑峰杜文然徐贵红 103
◎基于文本分析的高速铁路道岔故障分类模型研究
杨连报沈翔李新琴董兴芝薛蕊徐贵红 111
◎基于文本分析的高铁技术规章优化研究
杨连报刘新董兴芝李新琴薛蕊东春昭徐贵红 119
◎基于 GEMS 模型的高铁违章违纪事故人为因素研究
胥红敏郭湛赵林 127
◎高速铁路技术规章与运营安全关系问卷调查分析
刘新孙玉明贾永刚田雷易志刚 133
◎高速铁路职工违章作业行为分析及治理策略探讨
田雷贾永刚刘新 143
◎高速动车组安全大数据分析思考与探讨
陈振虹刘彬 149
◎高速铁路运营安全规律分析数据治理及应用
武威刘庆猛杨涛存刘彦军张晓栋徐贵红 155
◎基于大数据技术的高铁运营安全规律分析系统设计与应用
刘彦军杨涛存武威刘庆猛杨连报徐贵红王卫东 163

王卫东，中国铁道科学研究院集团有限公司科信部（总工室），首席研究员，中国振动工程学会常务理事、中国计算机自动测量与控制技术协会常务理事、北京振动工程学会副理事长，长期从事结构动力学、车辆动力学、检测技术、安全技术、总体技术等专业领域的研究工作，获得2014年国家科技进步奖二等奖1项，2010年度茅以升铁道科技奖，中国铁道科技奖特等奖2项、一等奖4项、二等奖3项、三等奖1项，部级企业管理现代化创新成果二等奖1项。

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