对智能运输系统的认识

第一篇：对智能运输系统的认识

对智能运输系统的认识

1.概述

八十年代以来，在各发达国家虽然已经基本建成了四通八达的现代化国家公路网，但随着 社会经济的发展，路网通过能力日益满足不了交通量增长的需要，交通拥挤、阻塞现象日趋严重，交通污染与事故越来越引起社会普遍的关注。经过长期和广泛的研究，这些国家已从主要依靠修建更多的公路，扩大路网规模来解决日益增长的交通需求，而转移到用高新技术来改造现有公路运输系统及其管理体系，从而达到大幅度提高路网通行能力和服务质量的目的。日本、美国和西欧等发达国家竞相投入大量资金和人力，开始大规模地进行公路交通运输智能化的研究试验。起初，称为“智能车辆道路系统（IVHS）”，进行道路功能和车辆智能化的研究。随着研究的不断深入，系统功能扩展到公路交通运输的全过程及其有关服务部门，发展成为带动整个公路交通运输现代化的“智能运输系统（ITS）。目前，智能运输系统已经”成为世界运输领域中高新技术开发和应用的最热门的方向。同样在中国近几年也开始跟踪国际上的这种技术发展趋势，但是我们的跟踪同以前的技术跟踪一样，又可能要走到技术模仿的老路上去了。其根本的原因就是没有从社会的、哲学的以及技术的各个层次和角度全面观察国外的这个技术发展，而仅仅是从技术和应用的角度出发，这就有可能使得我国在不远的将来会发现，这个技术我们还没有真正的用上，而发达国家又推出了新的东西，我们又要去跟踪别的了。2.交通控制的目的

那么对于智能运输系统的深层次的含义是什么呢？探讨哲学问题，离不开对历史的回顾，任何系统不论是物理的、非物理的还是混合的，都是一定时期社会与经济发展的产物，或者说是与当时的社会和经济相适应的。交通运输系统也不例外，当道路和车辆发展到一定的水平时，人们需要通过适当的控制，使系统的无序走向有序，根本的目的是提高效率，但是永

远不可能达到完全有序，实际上，总是有新的车辆加入系统，同时又有离开的，使得系统总是不完全平衡，这实际是系统的活力所在。此时的技术和设备应用是建立在以下假设基础上的，首先，假设人是理性的，即每一个交通的参与者（包括驾驶员、乘客、行人等）都会在交通规则的指导下运动，社会教育他们这样他们可以得到最大的利益（时间、费用、安全等），其次，交通的管理者将交通系统假设成符合某种物理系统模型，它的输入符合某种概率分布，在这里使用的是经典的数学方法，微积分和概率论（即便是后来使用的一些新的数学方法，如模糊数学等，也没有脱离原来的假设）来求系统的最优解，能够达到（或接近）这个最优解的前提是交通的参与者会按照求解者的假定去做，这种假定往往是在对交通参与者的抽样统计基础上作出的。这就是信息革命以前交通控制和管理的基本思路。

实际上交通的参与者不会是完全按照这种假设来运动的，因为人的趋利性往往超过其理性 的一面，同时人还有非理性的一面（即非系统性），这表现在交通活动中虽然车辆是机械的，但是它的运行仍然表现为人的行为特点，因此整个交通系统并不是按照事先的设计和约定行的，这就使按照一定的概率统计设计的控制系统的作用大打折扣。只是由于路网资源较丰富，车辆数目与路网资源相比还不是很多时，没有表现出来罢了。但是随着车辆数目的增加，无论是发达国家还是发展中国家，车和路的矛盾越来越突出，其表现就是塞车、事故多、染严重。用数学的语言来描述就是在以前的假设条件和约束条件下，系统输出与系统的目标偏离越来越大，实际上最后系统的输出是发散的，系统崩溃了。这种系统控制的方法已经不适用了，它走过了由量变到质变的一个过程。那么能否通过大量的修筑道路来挽救呢？根据世界各国几十年的统计，道路的增长率总是低于汽车的增长率，在发达国家，道路的增长已经接近于停滞，而1995年世界汽车的增长率仍然有3.5％（汽车的保有量超过8亿辆）。在中国，1996年与1978年相比，机动车增加了27倍，而公路通车里程仅增加了0.32倍。因此仅靠兴建新的道路是不可能解决问题的。

3.智能运输系统的实质

世界上的事物发展是无止境的，运动的过程是永远不会完结的，经济是要发展的，汽车仍 然会增长的，人总是要找出解决问题的办法。尽管道路的增长比汽车的增长慢，但是现有路网是否得到了充分的利用了呢？没有，我们实际的经验也可以证明这一点，如果我们能够全面的充分的了解路网上的交通信息，无疑将会有利于我们的出行。因此美国前运输部长谈到将来的发展时说：“这个国家（指美国，引用者注）将还会修建更多的公路，但是我们仅想到水泥和钢材，我们将错过全球的通信革命”（引自U.S.Department of Transportation News Release , Jan.10, 1996）。世界上的事物发展也有许多水到渠成的例子，信息技术、通信技术的革命性突破使得交通系统的发展沿着信息革命和通信革命的方向走了出来。首先，计算机技术的高度发展，已经使它从高深的科学走向了平民百姓；其次，我们今天已经有可能在任何的时间和地点都方便地得到所需的信息；第三，今天的技术发展，使得信息的逻辑中心与物理中心分离，甚至物理的中心已经不明显了，信息资源及其物质的载体分布在网络的各个节点上，单单看一个节点，它已经形不成中心了。由此出发，可以重新考虑我们的交通系统，这里我们仍然假定人是理性的而且其价值取向是基本稳定的，即用尽量短的时间，安全的达到目的地。但是人还有非理性的一面，人有冲动和下意识的行为，因此交通参与者的行为是千变万化的，我们无法也没有必要一定要用数学模型来描述。智能运输系统在系统框架的哲学层面设计中，从体制层和运输层出发，加上一个通信层，将信息及智能处理按照分布结构布置，甚至将信息的接收、处理和存储分散到每一个车辆或交通参与者可以使用的信息终端中，使得整个系统的运行有可能比传统的集中式控制更符合人的本性，这时交通参与者在综合考虑交通基础设施和交通状况信息的基础上按照利益最大的取向来决定自己的运动，在有足够资源的条件下，系统的运行可以向最优接近，这个最优是交通基础设施（包括道路、车辆、服务设施等）资源得到充分的利用，而交通参

与者的总体平均旅行时间接近最小值。可以看到，这种系统的运行方式与以前的有本质上的区别，传统的交通控制和管理系统运用传统的技术和经典数学，以假设条件和约束条件下的数学模型和公式为基础，以管理者的角度出发，按照集中管理的方式对道路使用者进行控制和规范，在这里管理者是主动的，而道路的使用者是被动的，各种交通工程设施是在物理上迫使使用者这样做或不那样做。而智能运输系统，更加重视人的能动性，它不是力图将带有较多社会和人类行为特点的交通系统描述成某种数学的模型，而是向道路的使用者提供各种各样的信息，让道路的使用者从不同的方案中选择自己所认可的那一种，以诱导为主，而不是以强迫为主，在人的理性与价值取向基础上，使人们的出行得到满足，可以说智能运输系统是将当今世界上最新的科技发展成果和人的本性的研究相结合，加在以前的交通系统之上而形成的一种反映了21世纪方向的系统。

事物的发展是不断走向高级阶段的，在以上所论及的系统之后又会发展到什么方向去如果我们不能在较高的层次上有所探索，我们将永远在后面。事物的发展有时会走向反面，有 时似乎会回到原来的位置，如果路网的资源也没有多余的可以利用怎么办？有人已经提出自动公路的设计而且正在进行试验，在这种公路上汽车是不受驾驶员的控制的，车上的计算通过路边和路面下的以及车上的传感器和通信装置进行信息的交换，从而控制车辆的运行，这样在自动公路上各种车辆均以同一速度行驶，车辆间的距离可以缩短（100km/h时，间距以小于1m），车辆不用超车，就象火车运行一样，这样道路的通行能力又可以大大的提高。可以看出，这种控制的方法又回到了纯物理系统的控制，但是这个系统又有了质的变化，此时每一个运动的单元都要有大量的信息交换，其复杂程度是你现在还可能想象不出来的。

第二篇：智能运输系统

1.GPS由三大子系统构成：空间卫星系统，地面监控系统，用户接受系统。

2.动态交通流有道系统主要由三部分组成：交通信息中心，通信系统，车载诱导单元。

3.先进的公共交通系统的关键技术：自动乘客计数器，公交运营软件，交通信号优先策

略。

4.按控制范围，交通控制方式分为：点控，线控，面控。

5.电子收费系统可分为：计算机网络与软件子系统，音频子系统，视频子系统和电力支

持子系统。

6.智能运输系统（ITS）就是通过关键基础理论模型的研究，从而将信息技术、通信技

术、电子控制技术和系统集成技术等有效的应用于交通运输系统，从而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的交通运输管理系统。智能运输系统也称智能交通系统。

7.[动态交分配，就是将时变的交通出行合理分配带不同的路径上，以降低个人的出行费

用或系统总费用。]它是在交通供给状况以及交通需求状况均为已知的条件下，分析其最优的交通流量分布模式，从而为交通流控制和管理、城市交通诱导管理提供依据。

8.动态系统最优（DSO）就是指在所研究的时段内，出行看各瞬间时通过所选择的出行路

径，相互配合，使得系统的总费用最小。

9.地里信息系统（GIS）是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达

和应用地里信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地里数据的通用技术。

10.[电子收费方式（ETC）是指收取通过路费的全过程均由机器完成，操作人员不需要直

接介入，只需要对设备进行管理、监督以及处理特别事件。]它是指利用电子计算机与通信技术，使驾驶员不需要停在收费站付费，以缓解因收费而造成交通排队现象的技术，是收费方式的发展方向。

11.交通事件是指导致道路通行能力下降或交通需求不正常升高的非周期性发生的情况。

12.先进的公共交通系统（APTS），就是在公共网络分配，公交调度等关键基础理论研究的前提下，利用系统工程的理论和方法，将现代通信、信息、电子、控制、计算机、网络、GPS、GIS等高科技集成应用于公共交通系统，并通过建立公共交通系统智能化调度系统、公共交通信息服务系统、公共电子收费系统等，实现公共交通调度、运营、管理的信息化、现代化和智能化，为出行者提供更加安全、舒适、便捷的公共交通服务，从而吸引公交出行，缓解城市交通拥挤，有效的解决城市交通问题，创造更大的社会和经济效益。

13.简述出行信息的主要内容：（出行者信息系统的服务内容）

1、出行前信息服务 2行驶中驾驶员信息服务 3途中公共交通信息服务 4个性化信息

服务 5路线诱导及导航服务 6合乘匹配与预定服务

14.列举目前常用的交通检测技术

目前实用的自动采集技术有：感应线圈检测器、超声波检测器、磁性检测器、红外线检测器、微波检测器、视频检测器、道路管检测器、声学检测器。

15.我国智能交通系统的研究内容

1、交通管理与规划

2、电子收费 3出行者信息 4车辆安全与辅助驾驶 5紧急事件与

安全 6运营管理 7综合运输 8自动公路

15.简述协同学研究系统的主要内容

协同理论是研究在由许多子系统构成的复杂系统中，这些子系统是如何通过协作和自组织而形成宏观尺度上的空间结构、时间结构或功能结构，其基本观点是众参量在竞争中产生序参量，并引导和控制整个系统的发展方向。序参量之间、序参量和其他参量之间通过合作和联合形成系统宏观有序状态。根据生态学的相关理论，协同作用是一个系统稳定发展的基本条件，它要寻找的是系统自组织的一般原理。随着中国城市化进程的加快，城市道路交通系统作为一个相对独立的组织系统也处于剧烈的变化阶段，这完全符合协同论的研究条件。

协同学的研究对象是非平衡开放系统中的自组织及形成的有序结构。由于系统组成的大系统总有一个相对稳定的宏观结构，这个宏观结构是各个子系统相互竞争、作用而形成的模式，各子系统之间的协同作用与竞争决定着系统从无序到有序的演化过程，这正是协同学的精髓所在，也是协同学中协同一词的真正含义。

协同学研究系统的主要特征：

1、系统都是开放的，并且处于原理平衡状态。

2、当某一参量增长到一定阀值时，原定态失稳，出现临界状态，进而出现新的定态。

过程是自发进行的，称为自组织，又叫非平衡相变。

3、新的定态相对于旧的定态更为有序，是无序到有序的突变，称为非平衡状态下的有

序化转变。

4、系统接近临界点时，因涨落而偏离定态后，恢复至定态所需时间（弛豫时间）无限

增长，称为“临界减慢”现象。

5、新的有序结构靠能量流和物质流维持。

16.路径导航系统按路径优化的地点划分为自主型路径导航系统和中心式路径导航系统。

17.论述智能化公交调度与传统调度的差异，并分析其构成传统调度方法：根据客流调查基础数据、时间、季节等因素，凭借调度人员的经验，划定客流高峰、平峰和低峰期，在各个时间段内，采用定点发车的方法调度车辆。智能化调度系统：就是利用先进的技术手段，动态的获取实时交通信息，实现对车辆的实时监控和调度，它是公交车辆调度的发展模式，是公共交通实现科学化、现代化、智能化管理的重要标志。

智能化调度方法是相对传统调度方法而言的，二者的区别在于智能化调度方法是根据实时客流信息和交通状态，在无人参与的情况下自动给出发车间隔和调度形式的一种全新的调度方法。而传统的调度方法是调度人员根据公交线路客流到达规律，凭借经验确定发车间隔和发车形式的一种调度方法。

构成：公交智能化调度系统主要由公交调度中心、分调度中心、车载移动站和电子站牌灯几部分构成。

1、公交调度中心主要由信息服务系统、地里信息系统、大屏幕显示系统、协调调

度系统和经济情况处理系统组成。

2、分调度中心由车辆定位与调度系统、地里信息系统两部分组成。

18.先进的交通管理系统

是智能运输系统的重要组成部分，它是依靠先进的交通监测技术、计算机信息处理技术和通信技术，对城市道路和市际高速公路综合网络的交通运营和设施进行一体化的控制和管理，通过监测车辆运行来控制交通流量，快速准确的处理辖区内发生的各种事件，以便使得客货运输达到最佳状态。

19.环形线圈感应检测器通常由环形线圈传感器、传输馈线、信号检测处理单元（检测电

路及调协电路）及背板框架四部分组成。

20.环形线圈检测器的工作原理

环形线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测技术，其传感器是一个埋在路面下，通过一定工作电流的环形线圈。当车辆通过线圈或停车线圈上时。车辆引起线圈回路电感量的变化，检测器检测出变化量就可以检测出车辆的存在，从而达到检测交通流信息的目的。

第三篇：浅议智能物流运输系统

浅议智能物流运输系统 来源：台州顺丰物流有限公司 http:///

摘要 现代物流表现为企业生产与运输一体化的供应链管理与服务。其中货物运输所需的成本、时间及货物在途的状态控制是整个供应链管理过程中的重要环节。将只能运输技术与物流管理过程中的重要环节。将只能运输技术与物流管理相结合，将会极大地提升物流服务水平。现代物流与只能运输的结合点是交通运输信息的采集与提供。就智能运输技术而言，可用于物流管理的有移动信息技术、车辆定位技术、车辆识别技术、通信与网络技术等。本文结合物流业务特点，构筑了智能物流运输系统框架。

关键词 物流 物流管理 智能运输系统



1.引言

物流与智能运输系统都是当今交通运输行业发展的热点。物流是“物”的物理性运动，是物品从供应地向接收地的实体流动过程。根据实际需要，将运输、存储、装卸、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能有机地结合在一起。智能运输系统ITS(Intelligent Transportation Systems)的核心是应用现代通信、信息、网络、控制、电子等技术，建立一个高效运输系统，包括先进的交通信息服务系统，先进的交通管理系统，先进的车辆控制系统，营运火车管理系统，电子收费系统，紧急救援系统等。两者虽然侧重点不同，但相互有内在联系。一方面只能运输为物流管理创造了一个快捷、可靠的运输网络，降低了物流成本，提升了物流服务的质量；另一方面物流管理也为智能运输产品与服务开辟了一个巨大的市场，可促进智能运输的发展。智能物流运输系统是ITS与物流相结合的产物。

2.物流

物流是一种服务行业，它虽然不会改变所服务货物（产品）的物流或化学特性，但它可以通过优质高效的系统化物流服务，实现产品的增值。现代物流业由最初的成品配送发展为贯穿生产、仓储、搬运、配送以及流通的综合物流过程。到90年代更进一步发展为上、下游企业互相配合、互为影响的供应链管理。通过对企业各项物流活动的整合达到提高效率、节省时间和费用的效果。

2.1 现代物流

现代物流有三个基本条件：1.以现代化的信息管理网络做后盾。信息网络的作用和价值是物流业的中心环节，用于计划的信息及通信系统在各企业间的统一（或兼容），可以使从原材料到制成品的信息与产品信息具有同等的重要地位，从而在使客户得到满意服务的同时，节省运输时间和降低企业经营成本。2.具有先进的物流基础平台。它包括可靠的运输网络，先进的运载工具和仓储设施。为大型企业（或供货商）提供更具竞争力的网络化运输服务。3.实施高度系统化、集约化的管理体制。将物流过程中运输、存储、包装、装卸、配送等诸环节，通过信息共享，集合成一体化系统，向客户提供高度可靠的物流服务，实现将合适的产品以合适的数量和价格在合适的时间和地点提供给所需要的顾客。

2.2 物流管理

物流管理分为战略层、决策层和作业层三个层次。战略层主要在信息的支持下，研究确定长期发展战略；决策层则要求物流企业把主要精力放在物流战略和策略的可选方案的筛选上，以成本-效益为准则，鉴别或评估车辆调配计划、存货管理、仓储设施配备与选址方案等。作业层是指日常物流管理与交易业务的活动，主要有以下几个方面：1.订货管理：主要处理各货主或销售网点的订货或购买需求，如合同管理、制定供货计划等。2.仓储管理：主要负责货物的验收、库存的分配、库存量查询以及库存优化管理等。3.配送管理：针对供货的需求，确定配送公司（车辆、人员）和配送路线，实现最佳配载等。

4.财务管理：处理与物流企业相关的各项收入和支出的结算，财务状况的统计及查询等。5.车货动态控制：主要负责车辆和货物运输过程中的查询与调度管理、突发事件的处理等。3.智能运输系统ITS

3.1 ITS在物流中的运用

ITS通过技术平台可向物流企业管理提供的服务主要集中在物流配送管理和车货动态控制两方面，如提供当前道路交通信息、线路诱导信息，为物流企业的优化运输方案制定提供决策依据；通过对车辆位置状态的实时跟踪，可向物流企业甚至客户提供车辆预计到达时间，为物流中心的配送计划、仓库存货战略的确定提供依据。在现代物流发展过程中，主要可在以下五个方面利用智能运输技术：移动信息技术，车辆定位技术，车辆识别技术，车辆控制技术，通信与网络技术。

3.2 智能运输技术

3.2.1 移动信息技术

为了将移动的车辆信息纳入物流运转的信息链中，则需要使用移动信息系统。该系统和物流企业的信息中心构成统一的整体。确定的合同数据、运输路线数据、车辆数据和行驶数据都需要进行收集、存储、交换和处理。将货运车辆纳入信息链所采用的主要手段是在车辆上配置（便携式）计算机或专门开发的信息处理和无线发射与接收装置。物流业中使用移动定位与短信息量是非常大的，其中用户主要是跨国物流企业和大型的物流企业，随着技术的更新及信息费用的下降，许多中小物流企业对移动信息技术也越来越感兴趣。

3.2.2 车辆定位技术

车辆的实时定位，有助于物流控制中心在任意时刻查询车辆的地理位置并在电子地图上直观的显现出来。动态掌握车辆所在位置可帮助物流企业优化车辆配载和调度。另外，车辆定位技术也是搜寻被盗车辆的一个辅助手段，这对运输贵重货物具有特别重要的意义。GPS(Global Position System)技术是车

辆定为最常见的解决方案。对于网络GPS的用户，还可使用GPM(Group Special Mobile)的话音功能与司机进行通话或使用安装在运输工具上的汉子液晶显示屏，进行汉字消息收发。3.2.3 车辆识别技术

借助电子识别系统，使运输中的货物可通过一个号码和特别的信息加以区别，方便运输途中时间及地点的跟踪与监控。还可以与其他系统衔接，用于控制物流中的运输、转运、代销和存储过程。射频识别技术RFID（Radio Frequency

Identification）是从20世纪80年代走向成熟的一项自动识别技术。它利用射频方式进行非接触式双向通道交换数据以达到识别目的。和传统的磁卡、IC卡相比，射频卡最大的优点就在与非接触，因此完成识别工作时无需人工干预，适合于实现系统的自动化且不易损坏，可识别高速运动物体并可同时识别多个射频卡，操作快捷方便。

3.2.4 车辆控制技术

车辆控制系统是现代物流系统中货运车辆运营管理的重要组成部分。车辆控制技术提供支撑物流系统在运输环节对供应连进行全过程管理的功能。它包含了运营货运车队管理、货物运输管理、货运车辆电子通关、运营货运车辆运政管理、动态承重、车载安全监控、车辆车载安全保障、货车车辆维护、危险货物运输管理等多方面的功能。这些功能可以简化如注册情况、车辆技术性能、尺寸等检查的手续，优化提供货物配送、回程载货信息，提高集散作业的可靠性及效率，极大地提高运输生产效率，减少延误。

3.2.5 通信与网络技术

在现代运输网络中，数据越来越多地需要远程输送与交换。采用标准化电子数据交换EDI(Electrical Data Interchange)信息网，可使数据具有较好的兼容性与适用性，有利于加速信息流程，降低手工输入错误率，减少纸张需求以及使数据以与检验等。远程数据通信可利用专门的数据交换网（如x.25）,也可借用互联网（internet）。由于互联网络具有低通讯成本、高互联通率的优点，近年来越来越多的货运企业把互联网作为数据交换台，进行数据通信。基于网络的及时、准确的信息传递保证了物流系统高度集约化管理的信息需求，保证了物流网络各节点和总部之间以及各节点之间的信息充分共享。4.智能物流运输系统

4.1 物流系统信息化

要求信息化是现代物流的基础。没有物流的信息化，就没有货物流动的无隙性，也就没有物流相关资金的流动性。物流信息化表现为物流信息的商品化、物流信息收集的数据库化和代码化、物流信息存储的数字化、物流信息处理的电子化和计算机化、物流信息传递的标准化和实时化等。因此，条形码技术、数据库技术、EDI等技术与观念必将在我国物流发展中逐渐得到重视与应用。

对于第三方物流企业，借助于网络和通信技术，在规范的运输市场交易系统的支持下，以货物运输权利作为“标的”，按“价格优先，时间优先和系统资源有限”的原则，由计算机自动撮合成交。第三方物流企业的业务核心是为客户提供生产（流通）供应连管理服务。物流企业以运输为主线，运用GPS和EDI等技术，通过对物流全过程的计划管理、过程监控、车辆调度等，实现物流运输的智能化。在智能运输系统的扶助下，使货物运输全过程始终处于动态控制中，达到社会物流优化目标。

4.2 智能物流运输系统的功能

典型的第三方物流企业的智能运输系统应具有的基本功能有：1.手机市场业务信息2.取得道路交通信息3.可视化管理平台4.仓储管理、财务管理和客户服务子系统

4.3 智能物流运输系统的先进性

处于国际先进水平的新型视觉导航AGV以地面上涂设的条袋状路标作为路径标识符，运用计算机视觉快速识别路径。其最优向导控制器能够保证AVG对路径进行准确跟踪。在包含有多个停车工位和多条分支路径的复杂工作环境中，通过实时识

别涂设在路面上的数字标识符，实现指定目标工位定位停车和目标分支路径跟踪；通过实时识别涂设在路面上的特殊形状标识符实现车辆加速、减速、直角转弯特殊地点停车等运动状态控制；具有自动避障、自动报警、自动上线和无线通讯等功能。5.结语

要求信息化是现代物流的基础。因此，条形码技术、数据库技术EDI等技术与观念必将在我国物流发展中逐渐得到重视和应用。随着物流信息化程度的提高，他将向更高的智能化方向发展，运用人工智能，神经网络，知识发现等技术，通过合理的技术平台，建立以智能物流运输系统为核心的智能物流系统，使物流系统更高效、可靠的处理复杂问题，为人们提供方便、快捷的服务。



第四篇：浅说铁路智能运输系统

浅说铁路智能运输系统

随着我国经济的不断发展，国民对铁路所承担的责任、服务要求也越来越高。如何提高铁路运输的安全、效率和服务?一直是我国铁路面临的主要难题。事实，世界各国都在考虑这个问题。铁路运输的实践和研究证明：单靠扩大基础投资、增修高速铁路是不够的，必须是从铁路运输的特殊性视角来观察、研究，从系统的观点出发用科学的手段把列车、线路和运营管理综合起来考虑，实现更高效率、更高安全、更高品质服务的铁路运输。因此智能铁路运输系统英文缩写RITS(Railway Intelligent Transport System)便应运而生。

铁路智能运输系统集成了电子技术、计算机技术、现代通信技术、现代信息处理技术、控制与系统技术、管理与决策支持技术和智能自动化技术等，以实现信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高效利用与铁路运输相关的所有移动、固定、信息和人力资源，以较低的成本达到保障安全、提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量的目的。

铁路智能运输系统涉及十分广泛的领域。主要以下几部分组成：先进的运输管理系统、先进的运输自动控制系统、先进的列车控制系统、先进的旅客服务系统、先进的运输设施管理系统以及先进的安全保障系统。其关键技术主要包括：数据传输、列车定位、列车运行控制、列车进路控制、编组站作业自动化等。除此之外，还有与之配套的旅客服务系统，货主服务系统等。RITS与传统的铁路运输方式相比，在运输管理、运输安全性、运输效率、运输服务质量等方面有明显优势。

虽然铁路智能运输系统的概念是在近几年提出，但发达国家致力于这方面的研究和运用，事实已有二十来年的历史。特别是高速铁路诞生、发展之快，对铁路运营管理提出了严重的挑战，不断地促使各时期的先进技术加速融入到铁路运营管理中，使得铁路运营管理的智能化、现代化程度不断提高。其中尤其以欧洲、日本、美国等国家的研究更为引人注目．产生了一批有代表的系统。如欧洲铁路运输管理系统(ERTMS/ETCS)。随着欧共体蓬勃兴起．欧洲铁路需建立一个统一的铁路运行管理系统和统一的列车运行控制系统，以此解决列车运行的互通问题，以便于使铁路运输与其他运输业进行有力的竞争。欧共体于20世纪80年代末组织开发欧洲列车控制系统ETCS(European Train Control System,ETCS)．后又设立了欧洲铁路运输管理项目ERTMS(European Rail Traffic Management System．ERTMS)，它们统称为ETCS/ERTMS，作为欧洲铁路的总体解决方案。尽管ERTMS/ETCS还不是严格意义上的RITS,但它仍然是ITS领域中一个很好的系统，已被欧洲各国所接受，而且许多国家还在效仿这个系统。

ERTMS包括ETCS和GSM—R(铁路专用全球移动通信系统)。ETCS为保持设备通用性，确保高速列车能跨国运行制定了技术需求规范和功能技术规范。规范的技术核心为以欧洲车载设备（Eurocab)为核心．以欧洲查询应答器(Eurobalise)为列车定位修正基准，以欧洲查询应答器、欧洲环线(Euroloop)及欧洲无线通信(Euroradio)作为车——地信息传输的通道，并把CBTC(基于无线的列车控制)作为列车运行控制系统的发展方向。

基于通信的列车控制(CBTC)是RITS关键技术。1999年9月，美国电子电机工程师学会(Institute of Electrical and Electronic Engineers)英文缩写IEEE一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，制定了第1个CBTC标准，将CBTC定义为：利用(不依赖于轨道电路的)高精度列车定位、双向大容量车——地数据通信和车载、地面的安全功能处理器实现的一种连续自动列车控制系统。该技术与传统的基于轨道电路的列车控制系统(TBTC)相比，有很多优越性，其中最重要的是:列车和地面控制设备之间通过双向无线通信传递信息，构成闭环控制系统，使列车运行的安全性大大提高；CBTC技术可以实现移动闭塞方式(MAS)，使两列车追踪间隔大大缩短，提高列车在区间追踪运行的密度，从而大大提高铁路运输效率。因此CBTC技术已凭借自身优点成为新一代列控的发展方向。目前，发达国家对于高速铁路基于通信的列控系统的研究已经形成欧洲、美国、日本3大体系。

美国AATC

美国于1992年初提出了基于无线通信的“先进的自动化控制系统(AATC)”。AATC属于

CBTC系统，最突出的特点是列车定位使用扩频通信方式，采用军用加强型定位报告系统，沿线安装无线电台，路旁无线电台将测定信号送至控制中心，控制中心根据无线电波传播时间计算出列车所在位置，并根据列车定位计算出列车安全运行速度，车站由此可决定列车定车距离、发送安全行车速度码，以及其加速命令，实现对列车的控制。

日本ATACS

为了迎合CBTC系统在全世界铁路的发展，日本于1995年由日立公司开发研制了一种基于双向无线通信的先进列车管理与通信系统(ATACS)。该系统的列车控制也不再基于轨道电路，而采用了CBTC技术。在ATACS中，将铁路线路划分成若干个控制区，每个控制区有一个地面控制器和一个无线电基站。地面控制器完成一些控制功能，它与相应的无线电基站相联。地面控制器接收列车坐标信息后，就能进行列车运行的间隔控制。在编组站还有进路控制。在平交道口则对道口信号及栏杆进行控制。无线电基站则通过移动无线电方式将列车位置参数、运行速度等数据传送至车载设备，以此完成车载设备与地面之间的信息交换。欧洲ETCS

随着欧共体蓬勃兴起，欧洲各国之间的合作加强，为便于管理和长远发展，欧共体于1994-1998年建立了统一的铁路运输管理系统，并开发了欧洲列车运行控制系统(ETCS)。ETCS是一种应用于铁路干线的列车自动防护和机车信号系统，功能多，系统的应用分为5个等级，高等级向下兼容，每个级别有不同的特征和功能。

在借鉴世界各国经验的基础上，结合我国国情、路情，我国已制定了中国统一的CTCS技术标准（暂行）。与欧洲列车运行控制系统(ETCS)相对应制定了5个等级。在CTCS-3级中，取消了地面信号系统，采用移动闭塞，系统通过GSM-R实施移动授权，应答器实现列车定位，车载设备实现列车完整性的检查，事实上，在CTCS几个等级中，只有CTCS-3属于CBTC。

总之，铁路智能运输系统可归纳为系统的智能化与控制设备的智能化二大层次。系统智能化是指上层管理部门根据铁路系统的实际情况，借助先进的计算机技术来合理规划列车的运行，使整个铁路系统达到最优化；控制设备的智能化则是指采用智能化的执行机构，来准确、快速地获得指挥者所需的信息，并根据指令来指挥、控制列车的运行。

第五篇：铁路智能运输系统构成及作用

铁路智能运输系统构成及作用

北京交通大学交通运输学院

摘要：本文总结了国内外铁路智能运输系统的研究进展，介绍了我国铁路智能运输系统的主要构成及其作用，通过对铁路智能运输系统构成及主要研究内容的分析，总结出了ITS的实际意义。

关键词：智能交通；铁路智能运输系统；构成；作用 中图分类号：U29-39文献标志码：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

铁路作为服务于社会的一种公共运输形式，其始终不变的目的是安全、迅速、可靠、准确和经济地运送旅客和货物。铁路作为社会的主导产业和新兴科学技术的推动者和体现者，在各国社会和经济发展中起着不可替代的作用。以货物重载化和客运高速化为典型特征和发展方向的中国铁路不仅是国民经济发展水平和国家综合科技水平的重要标志，而且是相关产业和技术发展的巨大推动力。

20世纪80年代以后，社会对铁路运输业的“更高、更快、更多”的要求以及其他运输形式的固有缺陷为铁路运输带来了前所未有的机遇和挑战。既有的按业务划分的彼此孤立、无法共享信息与资源的各业务系统已经无法适应这些新的挑战，通过信息化建设进而实现智能化已成为中国铁路运输系统发展的历史必然。要迎接新的挑战和需求，铁路运输系统必须将许多最新的科学技术成果有机地融合为一体，从而成为新一代现代铁路运输业的大脑和神经系统。

已有的技术积累和近年来涌现的新兴技术，如：车载电子信息技术、现代电子学、数据及图像处理技术、分布式计算机测控技术、信息处理技术、现在通信技术、智能控制与决策技术、网络技术、AI及DAI技术、海量数据传输技术、地理信息系统技术、存储与挖掘技术等，为在已有业务系统基础上以集成为手段构造新一代铁路运输系统提供了可能性。而这种将使整个铁路运输业发生革命性变化的系统即为铁路智能运输系统(Railway Intelligent Transportation System------RITS)。

1.铁路智能运输系统(RITS)简介

1.1RITS的定义

铁路智能运输系统(RITS)是集成了电子技术、计算机技术、现代通信技术、现代信息处理技术、控制与系统技术、管理与决策支持技术和智能自动化技术等技术的，以实现信息采集、传输、处理和共享为基础的，通过高效利用与铁路运输相关的所有移动、固定、空间、时间和人力资源的，以较低的成本达到保障安全，提高运输效率，改善经营管理和提高服务质量为目的的新一代铁路运输系统。1.2RITS的目标

铁路智能运输系统(RITS)的目标是增强铁路运输产品市场竞争能力，提高铁路运输的效率和能力，增强个人的流动性、便利性以及舒适性。减少能源消耗和环境污染，提高现有基础设施的利用率，创造与旅行相关的商机，提供集成的、统一的、标准化的信息，提高铁路运输系统的安全性和可靠性。1.3RITS的功能

铁路智能运输系统具有确认、定位、检测、控制、监视、通信、信息处理、宏观与微观决策支持等诸多功能。1.4RITS研究现状

20世纪80年代末以来，各国为了满足社会对铁路越来越高的要求，纷纷投入了将智能技术、信息技术、通信技术等现代先进技术与铁路运营管理、调度指挥、行车控制、安全监控等相结合以全面提高铁路综合竞争力的研究，并取得了令人瞩目的成果。

由于现有的智能交通系统过多地强调公路运输，缺乏从铁路角度来考虑问题。日本的CyberRail体系框架应运而生。该体系框架主要包含四个领域：面向需求的运输规划和调度、多式联运信息和个人导航、智能列车控制、通用信息平台。

美国的智能铁路系统(Intelligent Railway System-IRS)包括的系统有：数字数据通信系统、国家差分GPS系统、主动列车控制系统、乘务员登记和计时系统、乘务员监视系统、机车完好性监督系统、能源管理系统、智能平交道口系统、智能气象系统、战术规划系统、战略规划系统、调车场管理系统、工作顺序报告系统、机车调度系统、车辆预订和调度系统、乘务员调度系统、生产管理系统、紧急情况报警系统、旅行者咨询系统。

中国铁路在RITS领域已进行了大量的研发和探索性应用，自2001年开始，国家铁路智能运输系统工程技术研究中心(The Center of Nation Railway Intelligent Transportation System Engineering and Technology-RITSC)主持完成了《铁路智能运输系统体系框架》、《铁路智能运输系统标准体系》、《铁路智能运输系统发展战略》等基础研究项目，首次对铁路智能运输系统的服务框架、逻辑框架、物理框架、通用技术平台、标准体系、示范环境等进行了详细描述。以下，我们将对国内铁路智能运输系统进行详细描述。

2.铁路智能交通系统的构成

2.1铁路运输管理信息系统(TMIS)铁路运输管理信息系统(Transportation Management Information System-TMIS),以提高运输生产，特别是货运管理水平为目标，是通过建立全路计算机网络，将所有的设备联成整体，从而实现为铁路运输调度部门实时提供全路货车、机车、列车、集装箱及所运货物的位置、状态变化的信息，为领导和计划、统计、财务等部门进行宏观决策和科学管理提供可靠依据。TMIS系统还可以将货物运输的动态信息提供给货主，可作为企业组织生产和适应市场变化的重要依据。

铁路运输管理系统主要包括：货运营销和生产管理系统、货运制票系统、确保信息系统、集装箱追踪管理信息系统、车站综合管理系统、货车追踪系统。2.1.1 货运营销和生产管理系统

货运营销和生产管理系统包括货运计划和技术计划两大部分。货运计划部分主要是在联网货运站和车务段受理货主提报的货运计划。通过计算机网络将受理的货运计划实时上报铁路分局、铁路局和铁道部。铁路分局、铁路局和铁道部分别按照各级规定权限对提报的货运计划进行审批并将审批信息自动下达。技术计划部分利用货运计划确定的货源信息，编制车辆运用计划，通过合理安排各区段车辆的运用，提高车辆运用效率和铁路运输能力，压缩铁路运输成本。

2.1.2 货运制票系统

货运制票系统即：在货运站办理货物运输时，利用计算技术如货物运输基本信息，自动计算计费径路，按照不同的货物和经过的区段所对应的费率计算货物运费及其他各项杂费并打印货票，完成相关统计报告。

2.1.3 确报信息系统

确报信息系统是以主要生产列车信息的车站和确报站及分局、路局、铁道部为节点，利用计算机网络实时发送、接收、转发列车确报。以彻底解决确报不及时、不准确、不完整的问题。

2.1.4 集装箱追踪管理信息系统

主要通过铁路通信网络，从全路600多个集装箱办理站实时收集集装箱装车清单、卸车清单、空箱回送清单和集装箱运输日况表等信息。在铁道部建立集装箱动态库，并通过与ATIS相结合掌握集装箱运行位置，为运输指挥人员和货主提供集装箱运输轨迹和动态信息，实现集装箱全程节点式追踪管理，满足集装箱运输管理和客户信息查询的需要。

2.1.5 车站综合管理系统

车站综合管理系统是整个TIMS系统的建设基础和重要的原始信息来源。车站综合管理系统主要包括现车管理和货运管理两部分，现车管理通过对列车到发作业、解编作业、装卸作业、运用变更等，对站内现在车的分布和运用状态进行动态追踪。货运管理通过计划管理、货物受理、仓库管理、装卸车中转配装、到达交付、进出门管理、货运安全等，对发送货物和到达货物进行站内全过程的管理，并完成相关统计分析，生成运输生产情况的各种上报信息。

2.1.6 货车追踪系统

铁道部、铁路局、铁路分局按照统一的数据结构，建立三级车辆、列车、机车集装箱动态库。通过对车辆、列车、机车、集装箱、货物进行大节点式的动态追踪管理，并与调度系统结合，为铁道部、铁路局和铁路分局运输调度指挥中心提供运输生产的各种实时、可靠的信息。系统使调度员能够及时准确的掌握列车运行状态、现在车保有量和车辆使用情况等信息，更加有效地组织运输生产、进行车辆的调度和管理，充分发挥调度指挥在铁路运输组织中的作用。同时，可面向社会，为货主提供实时的信息服务，提高铁路行业在运输市场中的竞争力。

2.2调度指挥管理信息系统(DMIS)铁路运输调度指挥管理信息系统(Dispatching Management Information System-DMIS)是综合通信、信号、计算机网络、多媒体等多门学科技术的系统工程。DMIS把传统的以车站为单位的分散信号系统逐步改造成一个全国统一的网络信号系统，构成一个覆盖全国铁路的大型计算机网络，实现全国铁路系统内有关列车运行、数据统计、运行调整及数据资料的数据共享、自动处理与查询。DMIS的目标是提高运输效率、保证行车安全、挖潜提效、减轻调度人员的劳动强度、提高行车指挥技术水平和实现铁路运输调度指挥现代化。

DIMS按照现行铁路运输调度管理体制设计为四层体系结构：铁道部调度指挥中心、铁路局调度指挥中心、铁路分局调度指挥中心、基层信息采集系统。2.2.1铁道部调度指挥中心 作为DMIS系统的核心与14个铁路局调度中心远程连接，接收全国铁路系统的各种实时信息与运输数据和资料，监视全路主要干线、分界口、重要枢纽等的运输状况、信号设备显示状态、列车早晚点、计划运行图、实际运行图、施工、气象、事故及灾害等信息，为铁道部各专业调度提供实时监视和统计查询功能，为各级领导的决策提供真实可靠的信息。

2.2.2铁路局调度指挥中心

铁路局调度指挥中心设在各铁路局所在地，建有路局调度指挥中心局域网，通过专线与铁道部及其所属各分局调度中心远程连接，进行信息交换。2.2.3铁路分局调度指挥中心

铁路分局调度指挥中心设在各铁路分局所在地，建有分局调度指挥中心局域网，分局调度中心接收铁路分局内各站的信息与资料，监视主要干线、路局交界口、大型客站、编组站、枢纽、车站、区间的列车宏观运行状态、运行统计数据、重点列车及车站的列车实际运行位置和站场状态显示，同时按照要求将基层信息通过专线传送到上层路局调度中心。2.2.4基层信息采集系统

基层信息采集系统主要通过安装在各车站的车站联锁系统、区间闭塞系统、区间监督系统、调度集中系统、无线车次号校核系统、无线调度命令传送系统和车站值班员终端从信号设备及其他设备上采集有关列车运行位置、列车车次，信号设备状态等相关数据，并将数据通过专用通信线路传送到铁路分局。2.3车号自动识别系统(ATIS)铁路车号自动识别系统是铁路运输信息系统中数据自动采集的基础。该系统通过在全路560多个主要车站(包括铁路局分解站、分局分界站、编组站、大型区段站、大型货运站等)的进/出站信号机附近的机车、车辆标签信息接收设备(AEI)采集电子标签信息，通过控制处理计算机形成列车报文，并与其他相关系统的信息结合进行车站级的应用，同时将报文信息逐级上传，在各级进行车号自动识别信息。2.4铁路客票发售及预定系统(TRS)中国铁路客票发售与预订系统由全国票务中心管理系统、地区票务中心管理系统和车站电子售票系统构成。采取集中与分布相结合的方案，构成了一个覆盖全国铁路的大型广域网实时交易系统。

车站售票系统主要是面向售票的实时交易服务；地区客票中心主要是面向以座席为核心的调度控制和客运业务管理；铁道部客票中心主要是面向全路客运的宏观管理、营销分析，并负责全路的联网售票。

全路票务中心中央数据库地区票务系统铁路数据网地区票务系统地区座票库地区座票库应用数据库车站系统………车站系统应用数据库

2.5行包营运管理信息系统

铁路行包营运管理信息系统由行包办理站计算机管理系统、行包追踪中心、铁道部行包管理系统三级构成。其系统特征为：

1、行包办理站计算机管理系统：接收追踪中心传输的行包预(确)报数据，以便有目的地提前组织生产作业。车站行包系统负责收集并处理车站行包作业的数据，负责记录并向追踪中心报告行包作业过程的实绩。

2、行包追踪中心：设在各路局所在地，行包追踪中心设立行包追踪信息数据库，该数据库负责存储及管理本局始发的及终到站在本局管内的行包的数据，根据车站作业实绩完成追踪数据库的更新。与此同时，追踪中心还要接收本局管内行包办理站传输的行包作业实绩信息，并负责与管内车站和其他中心进行通讯，发出行包到达及发送的预(确)报。追踪中心还负责完成数据的汇总统计及上报。

3、铁道部行包管理系统：主要负责对影响全路生产的基础数据进行管理及维护，完成全路行包运输生产数据的汇总处理、统计分析等。

行包营运管理信息系统的目标是：建设覆盖全路所有行包受理站的计算机网络，实现铁路客运行包运输过程的全程追踪，为铁路行包管理提供决策支持，向社会提供信息服务，全面提高行包运输的服务质量。2.6铁路办公信息系统

铁路办公信息系统是利用先进的计算机技术和网络通信技术，以铁道部机关办公信息系统为核心，将各业务信息系统集成在同一平台上互通互联，建成高质量、高效率的全路统一的综合办公信息系统。

2.7行车安全综合监控管理信息系统(SMIS)行车安全综合监控管理信息系统(Integrated vehicle Safety monitoring management information system-SMIS)是采用先进的计算机网络技术，建设行车安全信息网络，搭建安全监测数据传输平台；坚持技术创新和体制创新相结合，建立安全监控管理中心和适应新形势的行车安全管理体制；统一信息渠道，实现各种安全监测信息的自动采集、传输与集成以及监测数据的集中管理和资源共享；开发完整的电子化安全监控管理信息服务应用；建成集监测、控制和管理决策为一体的行车安全监控管理信息系统。3.智能铁路交通系统的作用

1)列车运营管理集成化，列车运行控制、检测和诊断智能化。在安全数据共享基础上的安全评估决策体系，使铁路具有快速响应能力的防灾、救援、决策和指挥信息系统。2)建立综合调度指挥系统，实现运输、机务、电务等相关资源的综合利用，以便充分挖掘基础设施的潜力，增强市场竞争力，提高决策质量和效率，防止全局性事故，保障各业务子系统的协调运行。

3)提供基于图像识别技术的智能化平交道口监控和车站监控系统，以保障列车运行的安全，防止铁路与其他相关运输系统的冲突。

4)为旅客提供详尽的信息查询服务、客票电子交易服务及导航服务等，辅助旅客制定出行决策，以及提供相关信息在车站及车上的传输、显示等。

5)为货主提供与货运资源相关的实时位置、状态等信息查询服务，以满足货主对货运过程全程监督的需要。

6)提供可靠的高速、宽带的车地高速数据接入手段，以实现铁路移动设备和固定设备之间的数据获取和共享。

7)提供与其他运输方式共享及交互的信息平台及决策支持体系，满足铁路与其他运输方式的联运。

4.结束语

铁路不仅是一种陆上交通工具，而且是我国国民经济的大动脉。它的存在对我国的经济有重要作用。在经济高速增长的今天，为了增强我国铁路在运输行业的市场竞争力，减少全局事故，提高管理水平和服务质量，我国必须大力发展铁路智能运输系统。虽然我们在近期已经取得了很大的成就，但是各子系统之间的连通性较差，信息共享程度低等问题突出，因此，我们应该借鉴日本CyberRail和美国的IRS在安全、效率、服务方面取得的成功经验，按照我国的铁路智能运输体系结构，以取得健康、长足发展。

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