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截至2023年底，我國鐵路營業里程達到15.9萬公里，其中高鐵達到4.5萬公里，2023年間，投產新線3637公里，其中高鐵2776公里，高鐵工程建設占比規模遠超普速鐵路。面對如火如荼的高鐵建設形勢，中共中央、國務院在《交通強國建設綱要》中提出“推動交通的快速發展由對規模和速度追求向更加注重質量效益轉變”，后在《質量強國建設綱要》中提出“構建數字化、智能化質量管控模式”。高速鐵路的高質量建設對服務國家重大戰略，加快構建現代化鐵路基礎設施體系具備重大意義。因此，需進一步發展鐵路工程質量數字化管理模式與方法，支撐高鐵建設數字化轉型。
自2013年起，國鐵集團組織研發鐵路工程管理平臺輔助鐵路工程建設數字化管理，針對工程原材料質量、過程質量、實體質量等管理已有部分數字化應用系統，但是質量相關業務與數據分散在各個系統，在實際應用中仍存在以下問題：①缺乏全局的高鐵質量數字化管理頂層指導與清晰的數字化路徑，導致數字化質量管理體系與實際情況不兼容,；②高鐵工程質量管理點與管理人員眾多且分散，缺乏面向分布式應用情況下的數據有效集成與可信提供的方法，導致信息提取效率不足。③缺乏基于工程質量知識-業務驅動模型的高鐵質量數字化管理集成工具，導致難以通過數據深度分析應用輔助決策，制約鐵路工程數字化應用成效。
在省部級科研項目支持下，項目組構建了“理論域-方法域-實踐域”三域融合的高鐵工程數字化質量管理體系與關鍵技術，有效提升了鐵路工程質量管理水平，創新成果如下：
（1）提出“理論域-方法域-實踐域”三域融合的數字化高鐵質量管理體系。
針對高速鐵路工程質量管理在數字化賦能轉型過程中管理理念與管理要素的變化，提出面向軸面協同的“理論域-方法域-實踐域”三域融合的數字化高鐵工程質量系統管理三維概念模型，揭示了三域深度融合的運行機理，構建虛實融合的數字化高鐵工程質量系統體系架構；構建“因子-要素-體系”三級高鐵工程質量管理要素的辨識框架；以辨識框架為基礎，搭建涵蓋4體系、6要素、27因子三個層級的要素體系，提出“技術賦能＋管理融合”高速鐵路工程質量系統管理數字化提升策略集。

（2）提出基于“模型-數據-知識”混合驅動的高鐵工程數字化質量管理關鍵技術。
針對鐵路工程質量數據分散，點狀應用眾多問題，提出高鐵工程質量管理多域數據組織技術，建立基于關鍵要素構建高鐵工程質量多域分層數據本體模型，實現數據層級判定的準確率達88%；提出了基于雙向長短期記憶神經網絡的工程質量隱患信息抽取模型與方法，實現各類實體抽取的準確率、召回率和F1值均達到0.85以上，建立質量問題知識模板和語義信息圖，提出了一種基于本體的工程質量隱患信息審查知識模型與方法，實現了質量隱患整改單中的質量問題信息自動審查；提出一種基于幀間差分機制的視頻關鍵幀提取方法與融合IPFS的區塊鏈鏈上驗證與交互方法，該方法的平均事務吞吐量為120TPS，平均延遲為0.7s。
（3）創新提出任務驅動的面向多源異構質量數據的應用
針對鐵路工程場景復雜，質量要求高等特點，構建了面向不同管理級別的質量管理的綜合指標體系，研制了鐵路建設全過程質量管理數字化分析系統，提取多樣化建設管理特征，實現模塊動態裝載，實現質量信息集成率提升12倍以上，質量問題預警覆蓋率達90%以上；提出了混凝土生產過程質量報警的關鍵信息提取方法和數據驅動的混凝土坍落度預測技術，實現混凝土預警信息提取準確率達到70%，與現有的人工和計算機輔助方法相比，時間縮短了三分之二，混凝土坍落度預測誤差在0左右波動；關聯映射工程影像與工程實體，提出基于機器視覺的掌子面區域自動識別與分類技術，降低了掌子面識別過程對人工經驗的依賴程度，基于支護體系深度圖提出支護識別方法，實現對支護位置、間距、數量的自動測量與計算，支護間距檢測覆蓋度由10%提升至90%以上。
本成果在川藏鐵路、合新鐵路、雄商鐵路等項目開展應用，創造經濟效益達6000余萬元，項目研究成果的運用可以大幅提升了高鐵工程質量管理水平，開創鐵路工程質量數字化管理的新模式，引領我國鐵路智能建造的轉型升級，有著良好的社會經濟生態效益。
本成果發表論文20篇（含SCI收錄論文5篇、IEEE收錄論文3篇、中文核心6篇、其他期刊6篇），獲授權專利7項（含發明專利6項、外觀專利1項），軟著6項，開展科技查新2項，形成白皮書1本，制定技術標準3項（含國鐵集團標準1項、團體標準2項），通過總體技術方案評審1項，完成系統安全評估測試1項。

1.中國鐵道科學研究院集團有限公司鐵道建筑研究所  2.華中科技大學  3.長安大學  4.北京經緯信息技術有限公司  

1.盧文龍  2.鐘波濤  3.郝蕊  4.范文娜  5.張靜曉  6.朱宏偉  7.楊靜  8.程智博