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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
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