铁路智能运输系统框架研究（合集五篇）

第一篇：铁路智能运输系统框架研究

铁路智能运输系统框架研究

马赫

（西南交通大学交通运输与物流学院 四川 成都 610031）

摘要：通过对国外铁路智能系统的发展概况的介绍，以及对中国铁路智能系统的现状分析，在此基础上提出中国铁路智能系统的组成建议。关键词：铁路；铁路智能运输系统；信息系统 中图分类号：U2 文献标识码： A 文章编号：

随着社会和经济的快速发展对铁路运输不断增长的需求，给现有的铁路运输能力和基础设施带来前所未有的压力，日益老化的系统与传统的业务实践往往无法解决这些问题。通过积极采用信息技术、传感技术、智能决策及控制技术等现代科学技术与铁路运输系统有机地融为一体，实现新一代铁路运输系统——铁路智能系统。制定铁路智能系统框架就是为了明确铁路智能系统的结构，避免各个子系统在研究开发过程中出现重复、不匹配等问题，是研究智能铁路系统的基础。日本、美国等发达国家对此已做了大量研究，并取得一定的成果，中国可在结合国情的基础上加以借鉴，构建技术先进、结构合理、功能完善、管理科学、经济适用、安全可靠、具有中国特色的铁路智能系统。

1.国外铁路智能系统简介

日本铁路技术研究的新一代铁路智能运输系统CyberRail（数字铁路系统）主要服务于旅客，通过提供强大的信息提供及分析决策实现铁路与其他运输方式无缝衔接。主要包括用户导航及多式联运信息提供、运输规划和调整、智能列车控制、铁路信息发布及交换四个部分。

欧洲铁路研发使用的ERTMS系统（欧洲列车运行管理系统）由ETCS（欧洲列车控制系统）、GSM-R（铁路专用全球移动通信系统）和ETMS（欧洲运输管理系统）三子系统。ERTMS系统有确保列车的运营安全和线路车辆的优化配置两个主要功能。

美国联邦铁路局研究智能铁路系统（IRS）主要包括数字数据通信网、差分GPS系统、主动列车控制系统、能源管理系统、智能气象系统、智能化平交道口系统、战术规划系统、战略规划系统、调车场管理系统、机车运用计划系统、乘务员运用计划系统、效益管理系统、紧急情况报警系统、旅客咨询系统【3】。

2中国铁路智能现状

目前我国已投入使用的铁路信息系统包括铁路运输管理信息系统(TMIS)、列车调度指挥系统(TDCS)、铁路列车运行控制系统(CTCS)、计划调度管理系统（OPMS）、行车组织策划系统（TOPS）、车号自动识别系统（ATIS）、机车信号系统（LBS）、列车超速防护系统（ATP）、编组站综合自动化系统(CIPS)、铁路客票发售与预订系统(TRS)、铁路办公信息系统(OMIS)、数字移动通信系统(GSM-R)等系统。

我国现使用的铁路信息系统大多为运输组织领域的应用系统，在人性化客货服务系统、智能化紧急救援与安全系统、各个子系统间互联互通方面与国外差距较大。

3中国铁路智能系统框架构成建议

根据国内外铁路智能系统的发展模式分析，建议中国铁路智能系统建设采取先整体后局部的模式开发，即先构建铁路智能框架，再具体开发对应的应用程序。这种开发模式可进行系统分析和设计，避免了开发过程中的混乱模式。

通过研究日本CyberRail和美国IRS这两个系统体系框架以及欧洲的ERTMS系统，并结合我国铁路现状，分析我国智能铁路系统框架主要由公共基础平台、电子商务系统、运输组织系统、实时监测系统、设备及基础设施管理系统、智能办公系统、安全信息系统以及决策支持系统8个部分组成。

(1)公共基础平台:旨在构建完善的铁路信息传输通信网络，实现铁路智能各子系统之间信息的交换及共享，发挥信息化整体效益。主要包括通信网络、信息共享、公共基础信息、信息安全保障、铁路门户五个部分【5】。

(2)电子商务系统:旨在充分发挥铁路运输的优势，与客户进行信息交流和互动式服务，提升铁路的市场竞争力。由客运方面的旅客服务系统、客票发售及预订管理系统、自动售检票系统、车站导向指示系统五个部分；及货运方面的货运服务系统、多式联运信息系统两个部分。(3)运输组织系统:主要为铁路运输的调度指挥、生产作业部门服务，旨在实现运输组织智能化，保障运输安全，提升运输生产效率。主要包括前面提到的现已投入使用的TMIS、TDCS、OPMS、CTCS、CIPS、LBS、ATIS、ATP、TOPS系统，还应该包括铁路工作人员用于管理的旅客运输管理系统、货物运输管理系统等系统。

(4)实时监测系统:通过收集声音、动静态图像信息为其他信息提供服务。包括线路监测系统、桥隧监测系统、信号监测系统、电网监测系统、机车车辆监测及定位追踪系统、车站监测系统、气象地质监测系统等系统组成。

(5)设备及基础设施管理系统:通过实时监控系统提供移动及固定设备的信息，协助发现潜在危机。除此之外，该系统还负责移动及固定设备的检修维护管理工作。主要包括车辆管理信息系统、机务管理信息系统、工务管理信息系统、电务管理信息系统等系统，这些系统主要为车辆段、机务段、工务段、电务段等部门服务。

(6)智能办公系统:旨在提高工作效率，实现办公自动化，主要包括办公信息系统、财务管理信息系统、人力资源管理信息系统、统计分析系统等系统。

(7)安全信息系统:主要包括铁路运营安全系统及信息网络安全两部分。铁路运营安全系统还应包括应急救援指挥系统、事故统计分析系统等系统。

(8)决策支持系统:旨在辅助工作人员进行决策分析。主要包括客运营销辅助决策支持系统、货运营销辅助决策支持系统、安全信息分析及应急救援决策支持系统、线路规划决策支持系统、运输组织优化决策支持系统、机务及乘务工作人员运用计划决策支持系统等系统组成。

4.结束语

作为未来铁路运输发展的必然趋势，铁路智能系统随着科技的进步也在不断发展，越来越多的先进技术将被注入铁路智能系统中。例如现在有学者在研究“北斗”卫星导航系统在铁路智能运输系统中的应用，RFID技术在铁路集装箱堆场进出口的应用，远程传感技术自动检测轴温并报警等前沿技术与铁路智能系统的结合。因此，铁路智能系统的框架制定就是为了给工程实践以有效的理论指导，协调各方面的先进技术，以免造成缺乏规划、建设混乱的局面，更好的引进各方先进技术与铁路智能系统相融合。

参考文献：

【1】贾利民,日本铁路智能运输系统的建设与发展,世界轨道交通,2004-2 【2】贾利民,李平.铁路智能运输系统——体系框架与标准体系,中国铁道出版社,2004,08:16~17 【3】李平,杨峰雁,张莉艳,贾利民.关于中国铁路智能运输系统的研究,2005年中国智能自动化会议论文集,2005 【4】中华人民共和国铁道部,铁信息[2005]4号关于发布《铁路信息化总体规划》的通知,2005

第二篇：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。

第三篇：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。

参考文献: [1]贾利民；秦勇；张媛.数字铁路、智能铁路与铁路智能运输系统[J].中国铁路,2012,(3):16-20 [2]刘大为；郭进；王小敏；陈建译；杨扬.智能铁路信号系统展望[J].中国铁路,2013,(12):25-28 [3]陈天鹰；刘贺军；胡亚峰.铁路智能交通系统研究[J].铁路通信信号工程技术,2010,7(4):15-21 [4]贾利民, 李平.铁路智能运输系统:体系框架与标准体系[M].北京:中国铁道出版社, 2004.[5]周华国.智能交通系统(ITS)在铁路上的应用[J ].中国铁路, 1998,(9).[6]宁 滨.铁路信息化建设的探讨[J ].中国铁路, 1999,(7)[7]聂阿新.铁路智能运输系统应用前景、框架体系和关键技术研究[J].中国铁道科学,2002,23(2): 15-20.

第四篇：钢铁企业铁路运输系统优化研究（定稿）

钢铁企业铁路运输系统优化研究

江娜

（华菱涟钢物流管理中心湖南 娄底417009）

摘 要:铁路运输是钢铁企业厂内运输的主要方式，本文对钢铁企业铁路运输系统的现状进行了研究，总结了钢铁企业和一般企业铁路运输相比下运输系统的特点，分析了铁路运输系统优化的基本步骤和途径。

关键词：钢铁企业；铁路运输；系统优化；研究

1.钢铁企业铁路运输概况

铁路运输是钢铁企业的大动脉，肩负着运送物资、保障生产的重任。铁路运输总量一般可占到全厂运量的70%一80%，每年有多则上千万吨少则数百万吨的生产原辅料、燃料、半成品和成品源源不断地通过铁路专用线运进工厂车间或发往全国。是企业生产的重要基础设施，常被称为企业的生命线。

1.1.钢铁企业铁路运输特点

除了一些铁路运输的共性外，钢铁企业铁路运输与一般铁路运输存在着以下几个方面的特点。

1.1.1厂区布局

我国各大中型钢铁企业由于建厂较早，改扩建中没有进行合理规划，另外受地形条件限制，厂内轨道线路复杂不规范，没有专业的编组场地和驼峰设备。在厂区内，铁路和道路几乎普遍采用平面交叉。事故多发，给铁路运输能力的提升增加困难。在炼铁站高炉区，纵列式是高炉最佳的排列方式，可以有效的降低列车的走行干扰，增加线路的通过能力；横列式排列方式虽然节约土地资源，易于改扩建，但是不利于列车走行，还会增加道岔数目，使线路变得狭窄，加之铁水区的运输作业繁忙，易产生大量交叉干扰，限制列车走行速度。

1.1.2运输目标

钢铁企业铁路运输除了办理路、厂车辆交接，接发货物外，还要担负厂内中转运输任务，在运输生产过程中特别考虑要安全性、时间性和准确性。(l)安全性

钢铁企业厂内运输大部分属于特种货物运输，例如在运输铁水的过程中，铁水的温度大约在1200℃一1300℃之间，如果在运输的过程中出现脱轨造成车辆倾覆，大量铁水流出，不但作业人员的生命会受到严重的威胁，而且在短时间内铁水会凝结，造成机车、车辆、线路以及附近设备大面积熔化，由于线路及通信设备不能在短时间内修复，导致生产严重停滞，经济损失巨大。

(2)时间性

钢铁企业铁水罐车在高炉下的停留时间是固定的，停留时间与出铁水的时间要相一致，根据生产作业要求，超过这个时间，罐车必须离去，由于高炉出铁批次的限制，罐车的数量和停留次数也是固定的。延误高炉区铁水运输，不仅会造成炼铁站后续作业的等待，降低高炉的生产效率，还会延误炼钢站的生产，造成炼钢厂的设备空闲。

(3)准确性

钢铁企业为了提高生产效率，不延误出铁水的时间，要求调度人员不能排错进路，机车司机不能操作失误，列车取送铁水的罐车必须在指定的高炉下对位停放，所以必须确保铁路运输组织作业的准确性。

2.钢铁企业铁路运输系统优化基本内容

2.1行车组织

钢铁企业铁路道岔多，股道短，复用线路多，机车多、运行区域固定，特种车辆多，行车调度的难度往往高于一般铁路运输调度；特别是钢铁企业在进行运输生产的过程中，需要根据市场情况不断变更生产方向，新建厂房和产量调整导致厂区运输线路的频繁变动，几乎每隔几个月就要对厂区线路进行改造，致使行车组织更为复杂、多变。

因此在优化行车组织调度优先级别上，根据钢铁企业铁路运输系统的自身特点，本文建立钢铁企业铁路运输能力利用指标如下:

(l)道岔(组)占用时间。

道岔(组)占用时间指的是采用合理的技术作业过程和线路固定使用方案，一昼夜办理各项技术作业占用道岔(组)时间之和。车站咽喉区道岔较多，咽喉区最繁忙道岔利用情况通常制约着整个车站的通过能力，甚至成为制约全厂运输系统能力提升的瓶颈。

(2)轨道区段占用时间。

轨道区段占用时间指的是采用合理的技术作业过程和线路固定使用方案，一昼夜办理各项技术作业占用轨道区段时间之和。在分析区间通过能力时通常要分析区间线路即整个轨道区段占用时间。

(3)道岔(组)利用率。

道岔(组)利用率是指一昼夜道岔(组)占用时间与道岔(组)可占用总时间的比值。道岔(组)可占用总时间是指一昼夜除去交接班、线路检修等固定作业时间，道岔可被实际利用的时间。道岔(组)利用率是研究车站通过能力的重要指标之一。

(4)轨道区段利用率。

轨道区段利用率是指一昼夜轨道区段占用时间与轨道区段可占用总时间的比值。轨道区段可占用总时间是指一昼夜除去交接班、线路检修等固定作业时间，区段可被实际利用的时间。轨道区段利用率是研究区间通过能力的重要指标之一。

(5)列车等待时间。

列车等待时间是指列车接到运输命令以后，由于前方线路被占用或其他原因暂时不能前进，等待进路被开通的时间。在制定和优化企业运输组织方案时，应尽量降低各列车等待总时间。

(6)等待列车数。

等待列车数指的是不同列车产生敌对进路时，排队等待同一线路开放时的列车数目。通过等待列车数可以分析出现行设施及运输方案下，车站及区间的繁忙区域及主要冲突作业，等待列车数指标可以在列车等待时间指标中有所反映。

2.2运输“瓶颈”

在整个铁路运输系统中，运输能力最薄弱的环节总是对运输能力起决定性的限制作用或所谓“瓶颈”作用。在运输地位重要的车站、区间上，运输限制部位或“瓶颈”地段的通过能力利用，往往成为保证运输畅通和关系全局运输的关键。在这些部位或地段，需要通过周密的规划和计划，精心组织均衡运输，在保证一定的运输质量要求的前提下，尽可能减少运输波动，最大限度地是使用通过能力。

通过分析钢铁企业的铁路运输系统的特点，可知钢铁企业铁路运输通过能力受车站和区间通过能力影响较大，车站和区间通过能力是制约整个运输系统的“瓶颈”，对于运输系统这部分运输能力的提升是系统优化的重点。

3.钢铁企业铁路运输系统优化步骤

3.1进行钢铁企业铁路运输系统优化中，应根据企业发展规划，预测短期及中长期运量增长的需要，有计划有步骤地进行改扩建和运输组织优化。在运输系统的优化过程中主要考虑以下几个方面:

(l)产品需求量发生变化。当产品需求量超过现有生产系统的生产能力时，就需新建或扩建厂房，增设线路，优化运输组织方案，使运输能力满足生产需要;而产品需求量变小时，会使得原有生产系统出现不平衡现象，运能闲置。

(2)引入新技术、新工艺。新技术、新工艺的引入改变原有产品的生产制造过程，往往导致产品在厂内各车间运输流程的改变，对运输组织和厂内铁路布线均有较大的影响。

(3)新产品开发。新产品的问世通常意味着被市场淘汰的老产品下线，旧厂房的拆除，新厂房的选址、建立，运输设施设备的更新，对铁路运输系统具有深层次的影响。

3.2对钢铁企业铁路运输系统进行系统分析和优化，本文采取的基本步骤是:

(l)系统分析。通过和企业决策者的沟通和运量预测等手段，确定一定时期内运输系统拟达到的目标。对目标钢铁企业铁路运输系统现状和目前存在的问题进行深入的调研和分析，获取企业厂区地理信息、运输数据等必要分析信息。

(2)系统状况的量化分析。

确定企业铁路运输系统的瓶颈所在，依靠研究人员的规划经验找出运输紧张的影响因素，对重点区域提供改造方案。

(3)系统结构和功能的设计与实现。对系统的结构及功能进行优化设计，并予以实现。向企业提供多个铁路运输系统优化方案和分步实施方案，通过系统评价对各个待选方案的实施效果及工程造价进行比较和排序，供企业决策人选择。

小结

钢铁企业铁路运输系统优化研究涉及很多领域，研究程较为复杂，由于作者水平和时间有限，论文中还存在一些尚待研究的问题，任需要进一步完善。

作者简介:江娜（1982.4—），女，汉族，湖南醴陵人，就职于华菱涟钢物流管理中心，学士学位，研究方向为铁路运输。

第五篇：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。