第一篇：鐵路智能運輸系統框架研究

鐵路智能運輸系統框架研究

馬赫

（西南交通大學交通運輸與物流學院 四川 成都 610031）

摘要：通過對國外鐵路智能系統的發展概況的介紹，以及對中國鐵路智能系統的現狀分析，在此基礎上提出中國鐵路智能系統的組成建議。關鍵詞：鐵路；鐵路智能運輸系統；信息系統 中圖分類號：U2 文獻標識碼： A 文章編號：

隨著社會和經濟的快速發展對鐵路運輸不斷增長的需求，給現有的鐵路運輸能力和基礎設施帶來前所未有的壓力，日益老化的系統與傳統的業務實踐往往無法解決這些問題。通過積極采用信息技術、傳感技術、智能決策及控制技術等現代科學技術與鐵路運輸系統有機地融為一體，實現新一代鐵路運輸系統——鐵路智能系統。制定鐵路智能系統框架就是為了明確鐵路智能系統的結構，避免各個子系統在研究開發過程中出現重復、不匹配等問題，是研究智能鐵路系統的基礎。日本、美國等發達國家對此已做了大量研究，并取得一定的成果，中國可在結合國情的基礎上加以借鑒，構建技術先進、結構合理、功能完善、管理科學、經濟適用、安全可靠、具有中國特色的鐵路智能系統。

1.國外鐵路智能系統簡介

日本鐵路技術研究的新一代鐵路智能運輸系統CyberRail（數字鐵路系統）主要服務于旅客，通過提供強大的信息提供及分析決策實現鐵路與其他運輸方式無縫銜接。主要包括用戶導航及多式聯運信息提供、運輸規劃和調整、智能列車控制、鐵路信息發布及交換四個部分。

歐洲鐵路研發使用的ERTMS系統（歐洲列車運行管理系統）由ETCS（歐洲列車控制系統）、GSM-R（鐵路專用全球移動通信系統）和ETMS（歐洲運輸管理系統）三子系統。ERTMS系統有確保列車的運營安全和線路車輛的優化配置兩個主要功能。

美國聯邦鐵路局研究智能鐵路系統（IRS）主要包括數字數據通信網、差分GPS系統、主動列車控制系統、能源管理系統、智能氣象系統、智能化平交道口系統、戰術規劃系統、戰略規劃系統、調車場管理系統、機車運用計劃系統、乘務員運用計劃系統、效益管理系統、緊急情況報警系統、旅客咨詢系統【3】。

2中國鐵路智能現狀

目前我國已投入使用的鐵路信息系統包括鐵路運輸管理信息系統(TMIS)、列車調度指揮系統(TDCS)、鐵路列車運行控制系統(CTCS)、計劃調度管理系統（OPMS）、行車組織策劃系統（TOPS）、車號自動識別系統（ATIS）、機車信號系統（LBS）、列車超速防護系統（ATP）、編組站綜合自動化系統(CIPS)、鐵路客票發售與預訂系統(TRS)、鐵路辦公信息系統(OMIS)、數字移動通信系統(GSM-R)等系統。

我國現使用的鐵路信息系統大多為運輸組織領域的應用系統，在人性化客貨服務系統、智能化緊急救援與安全系統、各個子系統間互聯互通方面與國外差距較大。

3中國鐵路智能系統框架構成建議

根據國內外鐵路智能系統的發展模式分析，建議中國鐵路智能系統建設采取先整體后局部的模式開發，即先構建鐵路智能框架，再具體開發對應的應用程序。這種開發模式可進行系統分析和設計，避免了開發過程中的混亂模式。

通過研究日本CyberRail和美國IRS這兩個系統體系框架以及歐洲的ERTMS系統，并結合我國鐵路現狀，分析我國智能鐵路系統框架主要由公共基礎平臺、電子商務系統、運輸組織系統、實時監測系統、設備及基礎設施管理系統、智能辦公系統、安全信息系統以及決策支持系統8個部分組成。

(1)公共基礎平臺:旨在構建完善的鐵路信息傳輸通信網絡，實現鐵路智能各子系統之間信息的交換及共享，發揮信息化整體效益。主要包括通信網絡、信息共享、公共基礎信息、信息安全保障、鐵路門戶五個部分【5】。

(2)電子商務系統:旨在充分發揮鐵路運輸的優勢，與客戶進行信息交流和互動式服務，提升鐵路的市場競爭力。由客運方面的旅客服務系統、客票發售及預訂管理系統、自動售檢票系統、車站導向指示系統五個部分；及貨運方面的貨運服務系統、多式聯運信息系統兩個部分。(3)運輸組織系統:主要為鐵路運輸的調度指揮、生產作業部門服務，旨在實現運輸組織智能化，保障運輸安全，提升運輸生產效率。主要包括前面提到的現已投入使用的TMIS、TDCS、OPMS、CTCS、CIPS、LBS、ATIS、ATP、TOPS系統，還應該包括鐵路工作人員用于管理的旅客運輸管理系統、貨物運輸管理系統等系統。

(4)實時監測系統:通過收集聲音、動靜態圖像信息為其他信息提供服務。包括線路監測系統、橋隧監測系統、信號監測系統、電網監測系統、機車車輛監測及定位追蹤系統、車站監測系統、氣象地質監測系統等系統組成。

(5)設備及基礎設施管理系統:通過實時監控系統提供移動及固定設備的信息，協助發現潛在危機。除此之外，該系統還負責移動及固定設備的檢修維護管理工作。主要包括車輛管理信息系統、機務管理信息系統、工務管理信息系統、電務管理信息系統等系統，這些系統主要為車輛段、機務段、工務段、電務段等部門服務。

(6)智能辦公系統:旨在提高工作效率，實現辦公自動化，主要包括辦公信息系統、財務管理信息系統、人力資源管理信息系統、統計分析系統等系統。

(7)安全信息系統:主要包括鐵路運營安全系統及信息網絡安全兩部分。鐵路運營安全系統還應包括應急救援指揮系統、事故統計分析系統等系統。

(8)決策支持系統:旨在輔助工作人員進行決策分析。主要包括客運營銷輔助決策支持系統、貨運營銷輔助決策支持系統、安全信息分析及應急救援決策支持系統、線路規劃決策支持系統、運輸組織優化決策支持系統、機務及乘務工作人員運用計劃決策支持系統等系統組成。

4.結束語

作為未來鐵路運輸發展的必然趨勢，鐵路智能系統隨著科技的進步也在不斷發展，越來越多的先進技術將被注入鐵路智能系統中。例如現在有學者在研究“北斗”衛星導航系統在鐵路智能運輸系統中的應用，RFID技術在鐵路集裝箱堆場進出口的應用，遠程傳感技術自動檢測軸溫并報警等前沿技術與鐵路智能系統的結合。因此，鐵路智能系統的框架制定就是為了給工程實踐以有效的理論指導，協調各方面的先進技術，以免造成缺乏規劃、建設混亂的局面，更好的引進各方先進技術與鐵路智能系統相融合。

參考文獻：

【1】賈利民,日本鐵路智能運輸系統的建設與發展,世界軌道交通,2004-2 【2】賈利民,李平.鐵路智能運輸系統——體系框架與標準體系,中國鐵道出版社,2004,08:16~17 【3】李平,楊峰雁,張莉艷,賈利民.關于中國鐵路智能運輸系統的研究,2005年中國智能自動化會議論文集,2005 【4】中華人民共和國鐵道部,鐵信息[2005]4號關于發布《鐵路信息化總體規劃》的通知,2005

第二篇：淺說鐵路智能運輸系統

淺說鐵路智能運輸系統

隨著我國經濟的不斷發展，國民對鐵路所承擔的責任、服務要求也越來越高。如何提高鐵路運輸的安全、效率和服務?一直是我國鐵路面臨的主要難題。事實，世界各國都在考慮這個問題。鐵路運輸的實踐和研究證明：單靠擴大基礎投資、增修高速鐵路是不夠的，必須是從鐵路運輸的特殊性視角來觀察、研究，從系統的觀點出發用科學的手段把列車、線路和運營管理綜合起來考慮，實現更高效率、更高安全、更高品質服務的鐵路運輸。因此智能鐵路運輸系統英文縮寫RITS(Railway Intelligent Transport System)便應運而生。

鐵路智能運輸系統集成了電子技術、計算機技術、現代通信技術、現代信息處理技術、控制與系統技術、管理與決策支持技術和智能自動化技術等，以實現信息采集、傳輸、處理和共享為基礎，通過高效利用與鐵路運輸相關的所有移動、固定、信息和人力資源，以較低的成本達到保障安全、提高運輸效率、改善經營管理和提高服務質量的目的。

鐵路智能運輸系統涉及十分廣泛的領域。主要以下幾部分組成：先進的運輸管理系統、先進的運輸自動控制系統、先進的列車控制系統、先進的旅客服務系統、先進的運輸設施管理系統以及先進的安全保障系統。其關鍵技術主要包括：數據傳輸、列車定位、列車運行控制、列車進路控制、編組站作業自動化等。除此之外，還有與之配套的旅客服務系統，貨主服務系統等。RITS與傳統的鐵路運輸方式相比，在運輸管理、運輸安全性、運輸效率、運輸服務質量等方面有明顯優勢。

雖然鐵路智能運輸系統的概念是在近幾年提出，但發達國家致力于這方面的研究和運用，事實已有二十來年的歷史。特別是高速鐵路誕生、發展之快，對鐵路運營管理提出了嚴重的挑戰，不斷地促使各時期的先進技術加速融入到鐵路運營管理中，使得鐵路運營管理的智能化、現代化程度不斷提高。其中尤其以歐洲、日本、美國等國家的研究更為引人注目．產生了一批有代表的系統。如歐洲鐵路運輸管理系統(ERTMS/ETCS)。隨著歐共體蓬勃興起．歐洲鐵路需建立一個統一的鐵路運行管理系統和統一的列車運行控制系統，以此解決列車運行的互通問題，以便于使鐵路運輸與其他運輸業進行有力的競爭。歐共體于20世紀80年代末組織開發歐洲列車控制系統ETCS(European Train Control System,ETCS)．后又設立了歐洲鐵路運輸管理項目ERTMS(European Rail Traffic Management System．ERTMS)，它們統稱為ETCS/ERTMS，作為歐洲鐵路的總體解決方案。盡管ERTMS/ETCS還不是嚴格意義上的RITS,但它仍然是ITS領域中一個很好的系統，已被歐洲各國所接受，而且許多國家還在效仿這個系統。

ERTMS包括ETCS和GSM—R(鐵路專用全球移動通信系統)。ETCS為保持設備通用性，確保高速列車能跨國運行制定了技術需求規范和功能技術規范。規范的技術核心為以歐洲車載設備（Eurocab)為核心．以歐洲查詢應答器(Eurobalise)為列車定位修正基準，以歐洲查詢應答器、歐洲環線(Euroloop)及歐洲無線通信(Euroradio)作為車——地信息傳輸的通道，并把CBTC(基于無線的列車控制)作為列車運行控制系統的發展方向。

基于通信的列車控制(CBTC)是RITS關鍵技術。1999年9月，美國電子電機工程師學會(Institute of Electrical and Electronic Engineers)英文縮寫IEEE一個國際性的電子技術與信息科學工程師的協會，制定了第1個CBTC標準，將CBTC定義為：利用(不依賴于軌道電路的)高精度列車定位、雙向大容量車——地數據通信和車載、地面的安全功能處理器實現的一種連續自動列車控制系統。該技術與傳統的基于軌道電路的列車控制系統(TBTC)相比，有很多優越性，其中最重要的是:列車和地面控制設備之間通過雙向無線通信傳遞信息，構成閉環控制系統，使列車運行的安全性大大提高；CBTC技術可以實現移動閉塞方式(MAS)，使兩列車追蹤間隔大大縮短，提高列車在區間追蹤運行的密度，從而大大提高鐵路運輸效率。因此CBTC技術已憑借自身優點成為新一代列控的發展方向。目前，發達國家對于高速鐵路基于通信的列控系統的研究已經形成歐洲、美國、日本3大體系。

美國AATC

美國于1992年初提出了基于無線通信的“先進的自動化控制系統(AATC)”。AATC屬于

CBTC系統，最突出的特點是列車定位使用擴頻通信方式，采用軍用加強型定位報告系統，沿線安裝無線電臺，路旁無線電臺將測定信號送至控制中心，控制中心根據無線電波傳播時間計算出列車所在位置，并根據列車定位計算出列車安全運行速度，車站由此可決定列車定車距離、發送安全行車速度碼，以及其加速命令，實現對列車的控制。

日本ATACS

為了迎合CBTC系統在全世界鐵路的發展，日本于1995年由日立公司開發研制了一種基于雙向無線通信的先進列車管理與通信系統(ATACS)。該系統的列車控制也不再基于軌道電路，而采用了CBTC技術。在ATACS中，將鐵路線路劃分成若干個控制區，每個控制區有一個地面控制器和一個無線電基站。地面控制器完成一些控制功能，它與相應的無線電基站相聯。地面控制器接收列車坐標信息后，就能進行列車運行的間隔控制。在編組站還有進路控制。在平交道口則對道口信號及欄桿進行控制。無線電基站則通過移動無線電方式將列車位置參數、運行速度等數據傳送至車載設備，以此完成車載設備與地面之間的信息交換。歐洲ETCS

隨著歐共體蓬勃興起，歐洲各國之間的合作加強，為便于管理和長遠發展，歐共體于1994-1998年建立了統一的鐵路運輸管理系統，并開發了歐洲列車運行控制系統(ETCS)。ETCS是一種應用于鐵路干線的列車自動防護和機車信號系統，功能多，系統的應用分為5個等級，高等級向下兼容，每個級別有不同的特征和功能。

在借鑒世界各國經驗的基礎上，結合我國國情、路情，我國已制定了中國統一的CTCS技術標準（暫行）。與歐洲列車運行控制系統(ETCS)相對應制定了5個等級。在CTCS-3級中，取消了地面信號系統，采用移動閉塞，系統通過GSM-R實施移動授權，應答器實現列車定位，車載設備實現列車完整性的檢查，事實上，在CTCS幾個等級中，只有CTCS-3屬于CBTC。

總之，鐵路智能運輸系統可歸納為系統的智能化與控制設備的智能化二大層次。系統智能化是指上層管理部門根據鐵路系統的實際情況，借助先進的計算機技術來合理規劃列車的運行，使整個鐵路系統達到最優化；控制設備的智能化則是指采用智能化的執行機構，來準確、快速地獲得指揮者所需的信息，并根據指令來指揮、控制列車的運行。

第三篇：鐵路智能運輸系統構成及作用

鐵路智能運輸系統構成及作用

北京交通大學交通運輸學院

摘要：本文總結了國內外鐵路智能運輸系統的研究進展，介紹了我國鐵路智能運輸系統的主要構成及其作用，通過對鐵路智能運輸系統構成及主要研究內容的分析，總結出了ITS的實際意義。

關鍵詞：智能交通；鐵路智能運輸系統；構成；作用 中圖分類號：U29-39文獻標志碼：A

Composition and Function of Railway Intelligent

Transportation System

School of Traffic and Transportation，Beijing Jiaotong

University,Beijing,100044,China

Abstract: This paper summarizes the research progress of railway intelligent transportation systems, introduces the main components and their role in China's railway intelligent transportation systems, intelligent transportation system through the railway structure and main content of the analysis, summed up the practical significance of ITS.Keywords:Intelligent Transportation;RITS;Composition;Function

鐵路作為服務于社會的一種公共運輸形式，其始終不變的目的是安全、迅速、可靠、準確和經濟地運送旅客和貨物。鐵路作為社會的主導產業和新興科學技術的推動者和體現者，在各國社會和經濟發展中起著不可替代的作用。以貨物重載化和客運高速化為典型特征和發展方向的中國鐵路不僅是國民經濟發展水平和國家綜合科技水平的重要標志，而且是相關產業和技術發展的巨大推動力。

20世紀80年代以后，社會對鐵路運輸業的“更高、更快、更多”的要求以及其他運輸形式的固有缺陷為鐵路運輸帶來了前所未有的機遇和挑戰。既有的按業務劃分的彼此孤立、無法共享信息與資源的各業務系統已經無法適應這些新的挑戰，通過信息化建設進而實現智能化已成為中國鐵路運輸系統發展的歷史必然。要迎接新的挑戰和需求，鐵路運輸系統必須將許多最新的科學技術成果有機地融合為一體，從而成為新一代現代鐵路運輸業的大腦和神經系統。

已有的技術積累和近年來涌現的新興技術，如：車載電子信息技術、現代電子學、數據及圖像處理技術、分布式計算機測控技術、信息處理技術、現在通信技術、智能控制與決策技術、網絡技術、AI及DAI技術、海量數據傳輸技術、地理信息系統技術、存儲與挖掘技術等，為在已有業務系統基礎上以集成為手段構造新一代鐵路運輸系統提供了可能性。而這種將使整個鐵路運輸業發生革命性變化的系統即為鐵路智能運輸系統(Railway Intelligent Transportation System------RITS)。

1.鐵路智能運輸系統(RITS)簡介

1.1RITS的定義

鐵路智能運輸系統(RITS)是集成了電子技術、計算機技術、現代通信技術、現代信息處理技術、控制與系統技術、管理與決策支持技術和智能自動化技術等技術的，以實現信息采集、傳輸、處理和共享為基礎的，通過高效利用與鐵路運輸相關的所有移動、固定、空間、時間和人力資源的，以較低的成本達到保障安全，提高運輸效率，改善經營管理和提高服務質量為目的的新一代鐵路運輸系統。1.2RITS的目標

鐵路智能運輸系統(RITS)的目標是增強鐵路運輸產品市場競爭能力，提高鐵路運輸的效率和能力，增強個人的流動性、便利性以及舒適性。減少能源消耗和環境污染，提高現有基礎設施的利用率，創造與旅行相關的商機，提供集成的、統一的、標準化的信息，提高鐵路運輸系統的安全性和可靠性。1.3RITS的功能

鐵路智能運輸系統具有確認、定位、檢測、控制、監視、通信、信息處理、宏觀與微觀決策支持等諸多功能。1.4RITS研究現狀

20世紀80年代末以來，各國為了滿足社會對鐵路越來越高的要求，紛紛投入了將智能技術、信息技術、通信技術等現代先進技術與鐵路運營管理、調度指揮、行車控制、安全監控等相結合以全面提高鐵路綜合競爭力的研究，并取得了令人矚目的成果。

由于現有的智能交通系統過多地強調公路運輸，缺乏從鐵路角度來考慮問題。日本的CyberRail體系框架應運而生。該體系框架主要包含四個領域：面向需求的運輸規劃和調度、多式聯運信息和個人導航、智能列車控制、通用信息平臺。

美國的智能鐵路系統(Intelligent Railway System-IRS)包括的系統有：數字數據通信系統、國家差分GPS系統、主動列車控制系統、乘務員登記和計時系統、乘務員監視系統、機車完好性監督系統、能源管理系統、智能平交道口系統、智能氣象系統、戰術規劃系統、戰略規劃系統、調車場管理系統、工作順序報告系統、機車調度系統、車輛預訂和調度系統、乘務員調度系統、生產管理系統、緊急情況報警系統、旅行者咨詢系統。

中國鐵路在RITS領域已進行了大量的研發和探索性應用，自2001年開始，國家鐵路智能運輸系統工程技術研究中心(The Center of Nation Railway Intelligent Transportation System Engineering and Technology-RITSC)主持完成了《鐵路智能運輸系統體系框架》、《鐵路智能運輸系統標準體系》、《鐵路智能運輸系統發展戰略》等基礎研究項目，首次對鐵路智能運輸系統的服務框架、邏輯框架、物理框架、通用技術平臺、標準體系、示范環境等進行了詳細描述。以下，我們將對國內鐵路智能運輸系統進行詳細描述。

2.鐵路智能交通系統的構成

2.1鐵路運輸管理信息系統(TMIS)鐵路運輸管理信息系統(Transportation Management Information System-TMIS),以提高運輸生產，特別是貨運管理水平為目標，是通過建立全路計算機網絡，將所有的設備聯成整體，從而實現為鐵路運輸調度部門實時提供全路貨車、機車、列車、集裝箱及所運貨物的位置、狀態變化的信息，為領導和計劃、統計、財務等部門進行宏觀決策和科學管理提供可靠依據。TMIS系統還可以將貨物運輸的動態信息提供給貨主，可作為企業組織生產和適應市場變化的重要依據。

鐵路運輸管理系統主要包括：貨運營銷和生產管理系統、貨運制票系統、確保信息系統、集裝箱追蹤管理信息系統、車站綜合管理系統、貨車追蹤系統。2.1.1 貨運營銷和生產管理系統

貨運營銷和生產管理系統包括貨運計劃和技術計劃兩大部分。貨運計劃部分主要是在聯網貨運站和車務段受理貨主提報的貨運計劃。通過計算機網絡將受理的貨運計劃實時上報鐵路分局、鐵路局和鐵道部。鐵路分局、鐵路局和鐵道部分別按照各級規定權限對提報的貨運計劃進行審批并將審批信息自動下達。技術計劃部分利用貨運計劃確定的貨源信息，編制車輛運用計劃，通過合理安排各區段車輛的運用，提高車輛運用效率和鐵路運輸能力，壓縮鐵路運輸成本。

2.1.2 貨運制票系統

貨運制票系統即：在貨運站辦理貨物運輸時，利用計算技術如貨物運輸基本信息，自動計算計費徑路，按照不同的貨物和經過的區段所對應的費率計算貨物運費及其他各項雜費并打印貨票，完成相關統計報告。

2.1.3 確報信息系統

確報信息系統是以主要生產列車信息的車站和確報站及分局、路局、鐵道部為節點，利用計算機網絡實時發送、接收、轉發列車確報。以徹底解決確報不及時、不準確、不完整的問題。

2.1.4 集裝箱追蹤管理信息系統

主要通過鐵路通信網絡，從全路600多個集裝箱辦理站實時收集集裝箱裝車清單、卸車清單、空箱回送清單和集裝箱運輸日況表等信息。在鐵道部建立集裝箱動態庫，并通過與ATIS相結合掌握集裝箱運行位置，為運輸指揮人員和貨主提供集裝箱運輸軌跡和動態信息，實現集裝箱全程節點式追蹤管理，滿足集裝箱運輸管理和客戶信息查詢的需要。

2.1.5 車站綜合管理系統

車站綜合管理系統是整個TIMS系統的建設基礎和重要的原始信息來源。車站綜合管理系統主要包括現車管理和貨運管理兩部分，現車管理通過對列車到發作業、解編作業、裝卸作業、運用變更等，對站內現在車的分布和運用狀態進行動態追蹤。貨運管理通過計劃管理、貨物受理、倉庫管理、裝卸車中轉配裝、到達交付、進出門管理、貨運安全等，對發送貨物和到達貨物進行站內全過程的管理，并完成相關統計分析，生成運輸生產情況的各種上報信息。

2.1.6 貨車追蹤系統

鐵道部、鐵路局、鐵路分局按照統一的數據結構，建立三級車輛、列車、機車集裝箱動態庫。通過對車輛、列車、機車、集裝箱、貨物進行大節點式的動態追蹤管理，并與調度系統結合，為鐵道部、鐵路局和鐵路分局運輸調度指揮中心提供運輸生產的各種實時、可靠的信息。系統使調度員能夠及時準確的掌握列車運行狀態、現在車保有量和車輛使用情況等信息，更加有效地組織運輸生產、進行車輛的調度和管理，充分發揮調度指揮在鐵路運輸組織中的作用。同時，可面向社會，為貨主提供實時的信息服務，提高鐵路行業在運輸市場中的競爭力。

2.2調度指揮管理信息系統(DMIS)鐵路運輸調度指揮管理信息系統(Dispatching Management Information System-DMIS)是綜合通信、信號、計算機網絡、多媒體等多門學科技術的系統工程。DMIS把傳統的以車站為單位的分散信號系統逐步改造成一個全國統一的網絡信號系統，構成一個覆蓋全國鐵路的大型計算機網絡，實現全國鐵路系統內有關列車運行、數據統計、運行調整及數據資料的數據共享、自動處理與查詢。DMIS的目標是提高運輸效率、保證行車安全、挖潛提效、減輕調度人員的勞動強度、提高行車指揮技術水平和實現鐵路運輸調度指揮現代化。

DIMS按照現行鐵路運輸調度管理體制設計為四層體系結構：鐵道部調度指揮中心、鐵路局調度指揮中心、鐵路分局調度指揮中心、基層信息采集系統。2.2.1鐵道部調度指揮中心 作為DMIS系統的核心與14個鐵路局調度中心遠程連接，接收全國鐵路系統的各種實時信息與運輸數據和資料，監視全路主要干線、分界口、重要樞紐等的運輸狀況、信號設備顯示狀態、列車早晚點、計劃運行圖、實際運行圖、施工、氣象、事故及災害等信息，為鐵道部各專業調度提供實時監視和統計查詢功能，為各級領導的決策提供真實可靠的信息。

2.2.2鐵路局調度指揮中心

鐵路局調度指揮中心設在各鐵路局所在地，建有路局調度指揮中心局域網，通過專線與鐵道部及其所屬各分局調度中心遠程連接，進行信息交換。2.2.3鐵路分局調度指揮中心

鐵路分局調度指揮中心設在各鐵路分局所在地，建有分局調度指揮中心局域網，分局調度中心接收鐵路分局內各站的信息與資料，監視主要干線、路局交界口、大型客站、編組站、樞紐、車站、區間的列車宏觀運行狀態、運行統計數據、重點列車及車站的列車實際運行位置和站場狀態顯示，同時按照要求將基層信息通過專線傳送到上層路局調度中心。2.2.4基層信息采集系統

基層信息采集系統主要通過安裝在各車站的車站聯鎖系統、區間閉塞系統、區間監督系統、調度集中系統、無線車次號校核系統、無線調度命令傳送系統和車站值班員終端從信號設備及其他設備上采集有關列車運行位置、列車車次，信號設備狀態等相關數據，并將數據通過專用通信線路傳送到鐵路分局。2.3車號自動識別系統(ATIS)鐵路車號自動識別系統是鐵路運輸信息系統中數據自動采集的基礎。該系統通過在全路560多個主要車站(包括鐵路局分解站、分局分界站、編組站、大型區段站、大型貨運站等)的進/出站信號機附近的機車、車輛標簽信息接收設備(AEI)采集電子標簽信息，通過控制處理計算機形成列車報文，并與其他相關系統的信息結合進行車站級的應用，同時將報文信息逐級上傳，在各級進行車號自動識別信息。2.4鐵路客票發售及預定系統(TRS)中國鐵路客票發售與預訂系統由全國票務中心管理系統、地區票務中心管理系統和車站電子售票系統構成。采取集中與分布相結合的方案，構成了一個覆蓋全國鐵路的大型廣域網實時交易系統。

車站售票系統主要是面向售票的實時交易服務；地區客票中心主要是面向以座席為核心的調度控制和客運業務管理；鐵道部客票中心主要是面向全路客運的宏觀管理、營銷分析，并負責全路的聯網售票。

全路票務中心中央數據庫地區票務系統鐵路數據網地區票務系統地區座票庫地區座票庫應用數據庫車站系統………車站系統應用數據庫

2.5行包營運管理信息系統

鐵路行包營運管理信息系統由行包辦理站計算機管理系統、行包追蹤中心、鐵道部行包管理系統三級構成。其系統特征為：

1、行包辦理站計算機管理系統：接收追蹤中心傳輸的行包預(確)報數據，以便有目的地提前組織生產作業。車站行包系統負責收集并處理車站行包作業的數據，負責記錄并向追蹤中心報告行包作業過程的實績。

2、行包追蹤中心：設在各路局所在地，行包追蹤中心設立行包追蹤信息數據庫，該數據庫負責存儲及管理本局始發的及終到站在本局管內的行包的數據，根據車站作業實績完成追蹤數據庫的更新。與此同時，追蹤中心還要接收本局管內行包辦理站傳輸的行包作業實績信息，并負責與管內車站和其他中心進行通訊，發出行包到達及發送的預(確)報。追蹤中心還負責完成數據的匯總統計及上報。

3、鐵道部行包管理系統：主要負責對影響全路生產的基礎數據進行管理及維護，完成全路行包運輸生產數據的匯總處理、統計分析等。

行包營運管理信息系統的目標是：建設覆蓋全路所有行包受理站的計算機網絡，實現鐵路客運行包運輸過程的全程追蹤，為鐵路行包管理提供決策支持，向社會提供信息服務，全面提高行包運輸的服務質量。2.6鐵路辦公信息系統

鐵路辦公信息系統是利用先進的計算機技術和網絡通信技術，以鐵道部機關辦公信息系統為核心，將各業務信息系統集成在同一平臺上互通互聯，建成高質量、高效率的全路統一的綜合辦公信息系統。

2.7行車安全綜合監控管理信息系統(SMIS)行車安全綜合監控管理信息系統(Integrated vehicle Safety monitoring management information system-SMIS)是采用先進的計算機網絡技術，建設行車安全信息網絡，搭建安全監測數據傳輸平臺；堅持技術創新和體制創新相結合，建立安全監控管理中心和適應新形勢的行車安全管理體制；統一信息渠道，實現各種安全監測信息的自動采集、傳輸與集成以及監測數據的集中管理和資源共享；開發完整的電子化安全監控管理信息服務應用；建成集監測、控制和管理決策為一體的行車安全監控管理信息系統。3.智能鐵路交通系統的作用

1)列車運營管理集成化，列車運行控制、檢測和診斷智能化。在安全數據共享基礎上的安全評估決策體系，使鐵路具有快速響應能力的防災、救援、決策和指揮信息系統。2)建立綜合調度指揮系統，實現運輸、機務、電務等相關資源的綜合利用，以便充分挖掘基礎設施的潛力，增強市場競爭力，提高決策質量和效率，防止全局性事故，保障各業務子系統的協調運行。

3)提供基于圖像識別技術的智能化平交道口監控和車站監控系統，以保障列車運行的安全，防止鐵路與其他相關運輸系統的沖突。

4)為旅客提供詳盡的信息查詢服務、客票電子交易服務及導航服務等，輔助旅客制定出行決策，以及提供相關信息在車站及車上的傳輸、顯示等。

5)為貨主提供與貨運資源相關的實時位置、狀態等信息查詢服務，以滿足貨主對貨運過程全程監督的需要。

6)提供可靠的高速、寬帶的車地高速數據接入手段，以實現鐵路移動設備和固定設備之間的數據獲取和共享。

7)提供與其他運輸方式共享及交互的信息平臺及決策支持體系，滿足鐵路與其他運輸方式的聯運。

4.結束語

鐵路不僅是一種陸上交通工具，而且是我國國民經濟的大動脈。它的存在對我國的經濟有重要作用。在經濟高速增長的今天，為了增強我國鐵路在運輸行業的市場競爭力，減少全局事故，提高管理水平和服務質量，我國必須大力發展鐵路智能運輸系統。雖然我們在近期已經取得了很大的成就，但是各子系統之間的連通性較差，信息共享程度低等問題突出，因此，我們應該借鑒日本CyberRail和美國的IRS在安全、效率、服務方面取得的成功經驗，按照我國的鐵路智能運輸體系結構，以取得健康、長足發展。

參考文獻: [1]賈利民；秦勇；張媛.數字鐵路、智能鐵路與鐵路智能運輸系統[J].中國鐵路,2012,(3):16-20 [2]劉大為；郭進；王小敏；陳建譯；楊揚.智能鐵路信號系統展望[J].中國鐵路,2013,(12):25-28 [3]陳天鷹；劉賀軍；胡亞峰.鐵路智能交通系統研究[J].鐵路通信信號工程技術,2010,7(4):15-21 [4]賈利民, 李平.鐵路智能運輸系統:體系框架與標準體系[M].北京:中國鐵道出版社, 2004.[5]周華國.智能交通系統(ITS)在鐵路上的應用[J ].中國鐵路, 1998,(9).[6]寧 濱.鐵路信息化建設的探討[J ].中國鐵路, 1999,(7)[7]聶阿新.鐵路智能運輸系統應用前景、框架體系和關鍵技術研究[J].中國鐵道科學,2002,23(2): 15-20.

第四篇：鋼鐵企業鐵路運輸系統優化研究（定稿）

鋼鐵企業鐵路運輸系統優化研究

江娜

（華菱漣鋼物流管理中心湖南 婁底417009）

摘 要:鐵路運輸是鋼鐵企業廠內運輸的主要方式，本文對鋼鐵企業鐵路運輸系統的現狀進行了研究，總結了鋼鐵企業和一般企業鐵路運輸相比下運輸系統的特點，分析了鐵路運輸系統優化的基本步驟和途徑。

關鍵詞：鋼鐵企業；鐵路運輸；系統優化；研究

1.鋼鐵企業鐵路運輸概況

鐵路運輸是鋼鐵企業的大動脈，肩負著運送物資、保障生產的重任。鐵路運輸總量一般可占到全廠運量的70%一80%，每年有多則上千萬噸少則數百萬噸的生產原輔料、燃料、半成品和成品源源不斷地通過鐵路專用線運進工廠車間或發往全國。是企業生產的重要基礎設施，常被稱為企業的生命線。

1.1.鋼鐵企業鐵路運輸特點

除了一些鐵路運輸的共性外，鋼鐵企業鐵路運輸與一般鐵路運輸存在著以下幾個方面的特點。

1.1.1廠區布局

我國各大中型鋼鐵企業由于建廠較早，改擴建中沒有進行合理規劃，另外受地形條件限制，廠內軌道線路復雜不規范，沒有專業的編組場地和駝峰設備。在廠區內，鐵路和道路幾乎普遍采用平面交叉。事故多發，給鐵路運輸能力的提升增加困難。在煉鐵站高爐區，縱列式是高爐最佳的排列方式，可以有效的降低列車的走行干擾，增加線路的通過能力；橫列式排列方式雖然節約土地資源，易于改擴建，但是不利于列車走行，還會增加道岔數目，使線路變得狹窄，加之鐵水區的運輸作業繁忙，易產生大量交叉干擾，限制列車走行速度。

1.1.2運輸目標

鋼鐵企業鐵路運輸除了辦理路、廠車輛交接，接發貨物外，還要擔負廠內中轉運輸任務，在運輸生產過程中特別考慮要安全性、時間性和準確性。(l)安全性

鋼鐵企業廠內運輸大部分屬于特種貨物運輸，例如在運輸鐵水的過程中，鐵水的溫度大約在1200℃一1300℃之間，如果在運輸的過程中出現脫軌造成車輛傾覆，大量鐵水流出，不但作業人員的生命會受到嚴重的威脅，而且在短時間內鐵水會凝結，造成機車、車輛、線路以及附近設備大面積熔化，由于線路及通信設備不能在短時間內修復，導致生產嚴重停滯，經濟損失巨大。

(2)時間性

鋼鐵企業鐵水罐車在高爐下的停留時間是固定的，停留時間與出鐵水的時間要相一致，根據生產作業要求，超過這個時間，罐車必須離去，由于高爐出鐵批次的限制，罐車的數量和停留次數也是固定的。延誤高爐區鐵水運輸，不僅會造成煉鐵站后續作業的等待，降低高爐的生產效率，還會延誤煉鋼站的生產，造成煉鋼廠的設備空閑。

(3)準確性

鋼鐵企業為了提高生產效率，不延誤出鐵水的時間，要求調度人員不能排錯進路，機車司機不能操作失誤，列車取送鐵水的罐車必須在指定的高爐下對位停放，所以必須確保鐵路運輸組織作業的準確性。

2.鋼鐵企業鐵路運輸系統優化基本內容

2.1行車組織

鋼鐵企業鐵路道岔多，股道短，復用線路多，機車多、運行區域固定，特種車輛多，行車調度的難度往往高于一般鐵路運輸調度；特別是鋼鐵企業在進行運輸生產的過程中，需要根據市場情況不斷變更生產方向，新建廠房和產量調整導致廠區運輸線路的頻繁變動，幾乎每隔幾個月就要對廠區線路進行改造，致使行車組織更為復雜、多變。

因此在優化行車組織調度優先級別上，根據鋼鐵企業鐵路運輸系統的自身特點，本文建立鋼鐵企業鐵路運輸能力利用指標如下:

(l)道岔(組)占用時間。

道岔(組)占用時間指的是采用合理的技術作業過程和線路固定使用方案，一晝夜辦理各項技術作業占用道岔(組)時間之和。車站咽喉區道岔較多，咽喉區最繁忙道岔利用情況通常制約著整個車站的通過能力，甚至成為制約全廠運輸系統能力提升的瓶頸。

(2)軌道區段占用時間。

軌道區段占用時間指的是采用合理的技術作業過程和線路固定使用方案，一晝夜辦理各項技術作業占用軌道區段時間之和。在分析區間通過能力時通常要分析區間線路即整個軌道區段占用時間。

(3)道岔(組)利用率。

道岔(組)利用率是指一晝夜道岔(組)占用時間與道岔(組)可占用總時間的比值。道岔(組)可占用總時間是指一晝夜除去交接班、線路檢修等固定作業時間，道岔可被實際利用的時間。道岔(組)利用率是研究車站通過能力的重要指標之一。

(4)軌道區段利用率。

軌道區段利用率是指一晝夜軌道區段占用時間與軌道區段可占用總時間的比值。軌道區段可占用總時間是指一晝夜除去交接班、線路檢修等固定作業時間，區段可被實際利用的時間。軌道區段利用率是研究區間通過能力的重要指標之一。

(5)列車等待時間。

列車等待時間是指列車接到運輸命令以后，由于前方線路被占用或其他原因暫時不能前進，等待進路被開通的時間。在制定和優化企業運輸組織方案時，應盡量降低各列車等待總時間。

(6)等待列車數。

等待列車數指的是不同列車產生敵對進路時，排隊等待同一線路開放時的列車數目。通過等待列車數可以分析出現行設施及運輸方案下，車站及區間的繁忙區域及主要沖突作業，等待列車數指標可以在列車等待時間指標中有所反映。

2.2運輸“瓶頸”

在整個鐵路運輸系統中，運輸能力最薄弱的環節總是對運輸能力起決定性的限制作用或所謂“瓶頸”作用。在運輸地位重要的車站、區間上，運輸限制部位或“瓶頸”地段的通過能力利用，往往成為保證運輸暢通和關系全局運輸的關鍵。在這些部位或地段，需要通過周密的規劃和計劃，精心組織均衡運輸，在保證一定的運輸質量要求的前提下，盡可能減少運輸波動，最大限度地是使用通過能力。

通過分析鋼鐵企業的鐵路運輸系統的特點，可知鋼鐵企業鐵路運輸通過能力受車站和區間通過能力影響較大，車站和區間通過能力是制約整個運輸系統的“瓶頸”，對于運輸系統這部分運輸能力的提升是系統優化的重點。

3.鋼鐵企業鐵路運輸系統優化步驟

3.1進行鋼鐵企業鐵路運輸系統優化中，應根據企業發展規劃，預測短期及中長期運量增長的需要，有計劃有步驟地進行改擴建和運輸組織優化。在運輸系統的優化過程中主要考慮以下幾個方面:

(l)產品需求量發生變化。當產品需求量超過現有生產系統的生產能力時，就需新建或擴建廠房，增設線路，優化運輸組織方案，使運輸能力滿足生產需要;而產品需求量變小時，會使得原有生產系統出現不平衡現象，運能閑置。

(2)引入新技術、新工藝。新技術、新工藝的引入改變原有產品的生產制造過程，往往導致產品在廠內各車間運輸流程的改變，對運輸組織和廠內鐵路布線均有較大的影響。

(3)新產品開發。新產品的問世通常意味著被市場淘汰的老產品下線，舊廠房的拆除，新廠房的選址、建立，運輸設施設備的更新，對鐵路運輸系統具有深層次的影響。

3.2對鋼鐵企業鐵路運輸系統進行系統分析和優化，本文采取的基本步驟是:

(l)系統分析。通過和企業決策者的溝通和運量預測等手段，確定一定時期內運輸系統擬達到的目標。對目標鋼鐵企業鐵路運輸系統現狀和目前存在的問題進行深入的調研和分析，獲取企業廠區地理信息、運輸數據等必要分析信息。

(2)系統狀況的量化分析。

確定企業鐵路運輸系統的瓶頸所在，依靠研究人員的規劃經驗找出運輸緊張的影響因素，對重點區域提供改造方案。

(3)系統結構和功能的設計與實現。對系統的結構及功能進行優化設計，并予以實現。向企業提供多個鐵路運輸系統優化方案和分步實施方案，通過系統評價對各個待選方案的實施效果及工程造價進行比較和排序，供企業決策人選擇。

小結

鋼鐵企業鐵路運輸系統優化研究涉及很多領域，研究程較為復雜，由于作者水平和時間有限，論文中還存在一些尚待研究的問題，任需要進一步完善。

作者簡介:江娜（1982.4—），女，漢族，湖南醴陵人，就職于華菱漣鋼物流管理中心，學士學位，研究方向為鐵路運輸。

第五篇：智能運輸系統

1.GPS由三大子系統構成：空間衛星系統，地面監控系統，用戶接受系統。

2.動態交通流有道系統主要由三部分組成：交通信息中心，通信系統，車載誘導單元。

3.先進的公共交通系統的關鍵技術：自動乘客計數器，公交運營軟件，交通信號優先策

略。

4.按控制范圍，交通控制方式分為：點控，線控，面控。

5.電子收費系統可分為：計算機網絡與軟件子系統，音頻子系統，視頻子系統和電力支

持子系統。

6.智能運輸系統（ITS）就是通過關鍵基礎理論模型的研究，從而將信息技術、通信技

術、電子控制技術和系統集成技術等有效的應用于交通運輸系統，從而建立起大范圍內發揮作用的實時、準確、高效的交通運輸管理系統。智能運輸系統也稱智能交通系統。

7.[動態交分配，就是將時變的交通出行合理分配帶不同的路徑上，以降低個人的出行費

用或系統總費用。]它是在交通供給狀況以及交通需求狀況均為已知的條件下，分析其最優的交通流量分布模式，從而為交通流控制和管理、城市交通誘導管理提供依據。

8.動態系統最優（DSO）就是指在所研究的時段內，出行看各瞬間時通過所選擇的出行路

徑，相互配合，使得系統的總費用最小。

9.地里信息系統（GIS）是一種采集、處理、傳輸、存儲、管理、查詢檢索、分析、表達

和應用地里信息的計算機系統，是分析、處理和挖掘海量地里數據的通用技術。

10.[電子收費方式（ETC）是指收取通過路費的全過程均由機器完成，操作人員不需要直

接介入，只需要對設備進行管理、監督以及處理特別事件。]它是指利用電子計算機與通信技術，使駕駛員不需要停在收費站付費，以緩解因收費而造成交通排隊現象的技術，是收費方式的發展方向。

11.交通事件是指導致道路通行能力下降或交通需求不正常升高的非周期性發生的情況。

12.先進的公共交通系統（APTS），就是在公共網絡分配，公交調度等關鍵基礎理論研究的前提下，利用系統工程的理論和方法，將現代通信、信息、電子、控制、計算機、網絡、GPS、GIS等高科技集成應用于公共交通系統，并通過建立公共交通系統智能化調度系統、公共交通信息服務系統、公共電子收費系統等，實現公共交通調度、運營、管理的信息化、現代化和智能化，為出行者提供更加安全、舒適、便捷的公共交通服務，從而吸引公交出行，緩解城市交通擁擠，有效的解決城市交通問題，創造更大的社會和經濟效益。

13.簡述出行信息的主要內容：（出行者信息系統的服務內容）

1、出行前信息服務 2行駛中駕駛員信息服務 3途中公共交通信息服務 4個性化信息

服務 5路線誘導及導航服務 6合乘匹配與預定服務

14.列舉目前常用的交通檢測技術

目前實用的自動采集技術有：感應線圈檢測器、超聲波檢測器、磁性檢測器、紅外線檢測器、微波檢測器、視頻檢測器、道路管檢測器、聲學檢測器。

15.我國智能交通系統的研究內容

1、交通管理與規劃

2、電子收費 3出行者信息 4車輛安全與輔助駕駛 5緊急事件與

安全 6運營管理 7綜合運輸 8自動公路

15.簡述協同學研究系統的主要內容

協同理論是研究在由許多子系統構成的復雜系統中，這些子系統是如何通過協作和自組織而形成宏觀尺度上的空間結構、時間結構或功能結構，其基本觀點是眾參量在競爭中產生序參量，并引導和控制整個系統的發展方向。序參量之間、序參量和其他參量之間通過合作和聯合形成系統宏觀有序狀態。根據生態學的相關理論，協同作用是一個系統穩定發展的基本條件，它要尋找的是系統自組織的一般原理。隨著中國城市化進程的加快，城市道路交通系統作為一個相對獨立的組織系統也處于劇烈的變化階段，這完全符合協同論的研究條件。

協同學的研究對象是非平衡開放系統中的自組織及形成的有序結構。由于系統組成的大系統總有一個相對穩定的宏觀結構，這個宏觀結構是各個子系統相互競爭、作用而形成的模式，各子系統之間的協同作用與競爭決定著系統從無序到有序的演化過程，這正是協同學的精髓所在，也是協同學中協同一詞的真正含義。

協同學研究系統的主要特征：

1、系統都是開放的，并且處于原理平衡狀態。

2、當某一參量增長到一定閥值時，原定態失穩，出現臨界狀態，進而出現新的定態。

過程是自發進行的，稱為自組織，又叫非平衡相變。

3、新的定態相對于舊的定態更為有序，是無序到有序的突變，稱為非平衡狀態下的有

序化轉變。

4、系統接近臨界點時，因漲落而偏離定態后，恢復至定態所需時間（弛豫時間）無限

增長，稱為“臨界減慢”現象。

5、新的有序結構靠能量流和物質流維持。

16.路徑導航系統按路徑優化的地點劃分為自主型路徑導航系統和中心式路徑導航系統。

17.論述智能化公交調度與傳統調度的差異，并分析其構成傳統調度方法：根據客流調查基礎數據、時間、季節等因素，憑借調度人員的經驗，劃定客流高峰、平峰和低峰期，在各個時間段內，采用定點發車的方法調度車輛。智能化調度系統：就是利用先進的技術手段，動態的獲取實時交通信息，實現對車輛的實時監控和調度，它是公交車輛調度的發展模式，是公共交通實現科學化、現代化、智能化管理的重要標志。

智能化調度方法是相對傳統調度方法而言的，二者的區別在于智能化調度方法是根據實時客流信息和交通狀態，在無人參與的情況下自動給出發車間隔和調度形式的一種全新的調度方法。而傳統的調度方法是調度人員根據公交線路客流到達規律，憑借經驗確定發車間隔和發車形式的一種調度方法。

構成：公交智能化調度系統主要由公交調度中心、分調度中心、車載移動站和電子站牌燈幾部分構成。

1、公交調度中心主要由信息服務系統、地里信息系統、大屏幕顯示系統、協調調

度系統和經濟情況處理系統組成。

2、分調度中心由車輛定位與調度系統、地里信息系統兩部分組成。

18.先進的交通管理系統

是智能運輸系統的重要組成部分，它是依靠先進的交通監測技術、計算機信息處理技術和通信技術，對城市道路和市際高速公路綜合網絡的交通運營和設施進行一體化的控制和管理，通過監測車輛運行來控制交通流量，快速準確的處理轄區內發生的各種事件，以便使得客貨運輸達到最佳狀態。

19.環形線圈感應檢測器通常由環形線圈傳感器、傳輸饋線、信號檢測處理單元（檢測電

路及調協電路）及背板框架四部分組成。

20.環形線圈檢測器的工作原理

環形線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測技術，其傳感器是一個埋在路面下，通過一定工作電流的環形線圈。當車輛通過線圈或停車線圈上時。車輛引起線圈回路電感量的變化，檢測器檢測出變化量就可以檢測出車輛的存在，從而達到檢測交通流信息的目的。