鐵路智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)淺析

徐源

摘 要：智能交通系統(tǒng)（ITS）是近年來(lái)國(guó)際上很引人注目的交通運(yùn)輸科技發(fā)展的新領(lǐng)域，它的基本思想是用高新技術(shù)綜合解決當(dāng)今世界的交通擁擠、堵塞、安全、擴(kuò)能以及與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展等問(wèn)題，它在發(fā)達(dá)國(guó)家已得到發(fā)展，部分成果已達(dá)到實(shí)用的地步。結(jié)合了鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)（RITS）的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展，探討了中國(guó)RITS設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并分析了中國(guó)RITS的若干關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：鐵路智能運(yùn)輸 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系 科技管理

中圖分類號(hào)：U29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）02（c）-0034-01

1 鐵路智能交通系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展

20個(gè)世紀(jì)80年代，我國(guó)開始致力于鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)信息化基礎(chǔ)工程的建設(shè)工作中，到現(xiàn)在已經(jīng)步入了初級(jí)向較高級(jí)過(guò)渡的發(fā)展階段。鐵道部在兩千年年底推出開展了《RITS體系框架研究》項(xiàng)目，預(yù)示著我國(guó)真正開始了對(duì)RITS體系框架的研究。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)將建成總長(zhǎng)度18000 km的高速鐵路網(wǎng)。就當(dāng)前的情況來(lái)看，深入探討并研發(fā)符合我國(guó)國(guó)情的RITS，成為擺在鐵路交通行業(yè)面前十分緊迫的任務(wù)。

2 當(dāng)下中國(guó)RITS設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 當(dāng)前所具備的設(shè)計(jì)方法無(wú)法適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化的實(shí)際需求

RITS原本的業(yè)務(wù)和全新開展的業(yè)務(wù)混合在一起較為雜亂、系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候依舊需要進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)與整頓，這對(duì)于信息系統(tǒng)提出了更高的要求。但是從現(xiàn)有的情況來(lái)看，當(dāng)前所具備的設(shè)計(jì)方法還無(wú)法適應(yīng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化的實(shí)際需求，因此，需要在未來(lái)的研究工作中進(jìn)一步的深入與強(qiáng)化。

2.2 在系統(tǒng)規(guī)劃和總體設(shè)計(jì)方面缺乏形式化和嚴(yán)密性

從國(guó)內(nèi)外RTIS研究發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，盡管在戰(zhàn)略規(guī)劃、體系框架、旅客信息、及列車控制以及列車運(yùn)營(yíng)管理等方面開展了一些研究工作并取得了一定成績(jī)，但迄今為止尚未形成一套科學(xué)、系統(tǒng)、完整的設(shè)計(jì)理論的技術(shù)環(huán)境復(fù)雜，建設(shè)周期長(zhǎng)、耗資巨大，單憑經(jīng)驗(yàn)難以保證系統(tǒng)的可靠性、適應(yīng)性、可擴(kuò)充性以及系統(tǒng)整體最優(yōu)，需要有科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。

2.3 沒(méi)有充分重視系統(tǒng)的整體優(yōu)化問(wèn)題

RITS是一個(gè)集底層控制、實(shí)時(shí)調(diào)度、運(yùn)營(yíng)管理于一體的多功能、多任務(wù)的復(fù)雜大型信息系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)在系統(tǒng)建設(shè)中至關(guān)重要。由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和總體優(yōu)化設(shè)計(jì)，缺乏局部與總體協(xié)調(diào)，目前各鐵路信息系統(tǒng)之間存在著應(yīng)用散亂、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不統(tǒng)一等問(wèn)題，信息計(jì)算及其他資源難以共享，造成資源浪費(fèi)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)對(duì)于系統(tǒng)的建成結(jié)果而言起到了決定性的作用，其合理性將直接決定著系統(tǒng)利益效率的獲取，也就是說(shuō)系統(tǒng)能不能從整體上顯示最優(yōu)化水準(zhǔn)，要不然的話就算是系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行或者是單純的看其中的環(huán)節(jié)是過(guò)關(guān)的，也并不能表示系統(tǒng)整體性能的強(qiáng)勁。所以說(shuō)系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的開展必須要站在全局的角度上去觀察思考，確保系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化。

3 中國(guó)RITS的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 面向貨物運(yùn)輸?shù)闹悄芗夹g(shù)

系統(tǒng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)為貨主提供各類貨運(yùn)信息的發(fā)布與查詢；為貨主提供電話、短信等聲訊服務(wù)；為貨主提供車輛預(yù)定與取消服務(wù)；提供面向貨主的輔助決策支持；給貨主帶來(lái)支持信息輸入的挖掘性能，從而完成對(duì)所載貨量多少的預(yù)計(jì)。系統(tǒng)給所運(yùn)載的所有貨品全部設(shè)置相應(yīng)的電子標(biāo)簽，針對(duì)貨物的每時(shí)每刻的狀態(tài)信息做到準(zhǔn)確掌握，同時(shí)針對(duì)發(fā)生的偏差問(wèn)題及時(shí)發(fā)出警示。作為貨主可以借助網(wǎng)絡(luò)根據(jù)自己的需求隨時(shí)查看貨物的所在位置及安全情況。貨主在該平臺(tái)上進(jìn)行運(yùn)費(fèi)結(jié)算。系統(tǒng)支持現(xiàn)金支付或者是銀行轉(zhuǎn)賬等方式；支持根據(jù)季節(jié)和貨運(yùn)量靈活定價(jià)的機(jī)制。

3.2 列車定位技術(shù)

目前常用的列車定位技術(shù)有以下幾種：軌道電路方式.這是一種應(yīng)用較為普遍的定位方法，它最為突出的優(yōu)勢(shì)特征就是所需花費(fèi)較低、運(yùn)用起來(lái)較為便利，不用在原有設(shè)備設(shè)施的基礎(chǔ)上做很大的調(diào)整就能夠完成對(duì)列車的位置鎖定工作。其定位精度取決于軌道電路的長(zhǎng)度；基于應(yīng)答器的定位方式，這是一種廣泛應(yīng)用的定位方法，它可以點(diǎn)式地給出列車定位信息，應(yīng)答器能在惡劣條件下穩(wěn)定工作，維修費(fèi)用低且使用壽命長(zhǎng)；全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS，GPS是隸屬于美國(guó)軍方的、基于衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的定位系統(tǒng)，別的位置檢測(cè)工作所運(yùn)用的原理指的就是在列車上面設(shè)置GPS信號(hào)接收器，這樣能夠獲取太空上超過(guò)四顆衛(wèi)星所放射的訊號(hào)，按照所收取的信號(hào)特征和獲取時(shí)間的差異成都判斷出列車的具體空間位置。

3.3 車輛智能維修技術(shù)

作用在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的車輛狀態(tài)感知技是通過(guò)掌握列車真正的運(yùn)作需要，有目的性的設(shè)置相應(yīng)的傳感器裝置，從而確保列車的運(yùn)行狀態(tài)能夠通過(guò)自身完成準(zhǔn)確感應(yīng)。并且把所感應(yīng)的目標(biāo)分成不同幾個(gè)方面，包括列車的安全性能、列車當(dāng)下的運(yùn)行情況、列車內(nèi)乘客的舒適情況等旅客舒適度等，通過(guò)對(duì)各個(gè)方面信息的獲取及重要性的分析，給車輛的維修與養(yǎng)護(hù)帶來(lái)相應(yīng)的依據(jù)。

3.4 通信技術(shù)

第一，無(wú)線通信系統(tǒng)：在鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)中，車站、調(diào)度部門、營(yíng)運(yùn)管理部門等經(jīng)常需要與行駛中的列車交換大量的實(shí)時(shí)信息，如列車位置、速度、加速度、調(diào)度指令、客流信息、緊急事件通報(bào)等。主要有：全球移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM；蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CDPD）；第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)IMT-2000。

第二，相對(duì)于無(wú)線通信技術(shù)而言，有線通信系統(tǒng)體現(xiàn)出較為明顯的優(yōu)勢(shì)特征。首先其在技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的比較完善，可靠程度較高，運(yùn)作時(shí)的效率也更為突出，更為重要的是這種系統(tǒng)所需要的成本費(fèi)用投入較低，可以適用于規(guī)模較大的傳輸工程中。主要有：以太網(wǎng)（Ethernet）；光纖分布式接口（FDDI）；異步傳輸模式（ATM）；綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)（ISDN）；公用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（CHINADD

N）；用分組交換網(wǎng)（CHINAPAC）。

4 結(jié)語(yǔ)

智能交通系統(tǒng)（ITS）是應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)解決交通問(wèn)題，包括改善交通條件，減少交通阻塞，人員傷亡及環(huán)境污染。從而確保有效提升社會(huì)生產(chǎn)力水平，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速前行提供更多的推動(dòng)性力量。發(fā)展鐵路ITS應(yīng)從解決實(shí)際問(wèn)題入手，使投入和效益成比例。加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的規(guī)劃和模塊的標(biāo)準(zhǔn)化工作，避免重復(fù)建設(shè)和系統(tǒng)間的不相容性。

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