浅谈智能铁路运输系统

王启山，李 冒

(1. 青藏铁路公司拉萨办事处拉萨火车站;2. 中国中铁二院工程集团有限公司)

目前，客运快速化和公交化，货运物流化、重载化和集装化以及高速公路的逐步建成，智能化城市交通系统和智能化综合运输系统的建设以及信息技术的广泛应用，以追求综合效益最佳的物流业的发展以及交通运输安全技术的日新月异的发展，表明各种运输方式在运营管理、技术装备逐步实现现代化，为满足市场的巨大需求，提高铁路运输在市场的核心竞争力，保证铁路运营过程的可靠性和安全性，智能铁路系统应运而生。

智能铁路系统整合集成运用传感器、通信与计算机技术等现代化通讯手段，实现了信息的采集、处理和传输，在提高速度的同时，保证了铁路运输系统的安全和服务质量。该系统主要包括列车控制系统、全球定位系统、天气预报系统、电子导航系统、实时路人信息、地面轨道监测传感器、智能平交道口、列车计划与实时调度、编组场管理系统、交通运输管理系统、交通信号系统、机车人员监视预警系统、旅客咨询系统等集成架构。

1 铁路调度智能化

调度指挥是铁路运输的核心组成部分，保证运输系统在规定时间内高效、正点的完成运输任务。在传统的既有线调度指挥过程中，进路自动控制由调度所和车站两种方式控制完成。无论哪种方式驾驶员都不能介入，但在智能铁路系统中，驾驶员可以直接控制道岔办理进路。目前，调度集中系统(CTC)在美国、欧洲和日本得到广泛应用，该系统实际是一种遥控和遥信系统，可以使调度员在显示屏前对区域内的行车进行调度指挥，并自动记录下行车踪迹。

要建成列车运行指挥智能化系统，必须具备以下三个系统功能:(1)列车运行的有关信息的自动采集与传输;(2)列车运行状态的自动记录与传输;(3)列车运行调整的智能化。

1.1 列车运行信息的自动采集

调度员的任务是安全、准确、迅速的指挥列车的运行。在传统的调度指挥中，调度员通过向车站值班员联系，在了解区段内列车运行情况的基础上，再向值班员发出指令，从而指挥列车运行。传统的调度指挥方式人为干扰因素大，效率低，存在安全隐患，与铁路提速、扩能的要求是不相符的。在IRTS 系统中，实现了区段内列车运行相关信息采集和传输的自动化，也就是说，调度员可以直接通过调度中心的监视屏(仪)，掌握列车在区段的运行情况、列车在车站的到发情况、股道的占用情况、进路的开放情况、道岔与信号的协调等自然运行信息。

如何实现信息实时、准确的采集和传输是问题的关键所在。将ITS 的传感技术、红外手段、视频技术和微波传输等信息化技术应用到IRTS 上，以实现无线传输和地面有线传输相结合的信息传输。车载系统通过与地面线路两侧系统间信息的传递，可以采集到前方列车速度、相距距离和是否有泥石流等自然灾害造成断轨等信息，车站控制系统通过接受车载系统传输回来的信息将其发送至调度中心，调度中心收集信息后再将调度命令传回至车站，由车站下达至各个列车或直接下达命令至列车指挥运行。

1.2 列车运行状态的自动记录与传输

我国铁路网密集，客货混跑等运输现状使得运行图的编制难度较大，若运行图直接由人工绘制，工作量繁重且质量不高。因此，IRTS 系统在具备列车运行信息的自动采集和传输的基础上，还必须具备记录和保存运行状态相关信息的功能，比如进、出站时刻，股道占用情况等，建立起列车运行信息的数据库，通过数据库的调用，进一步实现运行图编制的自动化。

1.3 运行调整的智能化

列车运行调度指挥智能化的关键是运行调整的智能化。所谓的“按图运行”是指列车按照调度员制定的日班计划和阶段计划有序运行。然而，在实际的列车运行中，存在太多偶然因素和不可控制因素，使得实际与计划有一定偏差。目前，我国制定阶段计划几乎仍然是人工作业，调度员用尺子、铅笔逐个列车逐个区段进行推算，并随时记录列车的运行实践。调度员在众多复杂因素的条件下，要在很短的时间内制定一个质量较高的调整方案，的确是一件非常困难的事情。智能化调度的运行调整就是在计划运行图的基础上，根据实际情况自动调整运行图，保证全路列车有序、高效的运行。目前运行调整的自动生成已基本能够实现，只是所生成运行图还需人工调整核查，运行图质量的可靠性有待提高。

2 国外智能铁路的研究成果

2.1 德国公司

德国成功研制出新一代的智能铁轨。这种铁轨不仅可以精确测定地震波到达铁路的时间和方位，还可分辨出地震、火车、人或动物所引发的不同震频，从而可以避免人员伤亡。

Railion 公司是一家德国列车运营商，它致力于开发一种适用于欧洲市场的智能货车系统，以满足今后10 －20年欧洲市场运量的增长。通过安装远程信息处理装置，目前它已经能够实现实时监测货车与货物，及时发现时刻表错误，自动获取列车车况信息等。

2.2 思科公司

基于标准的开放式思科智能网络能够利用移动IP 转接器满足公共交通行业的各种无线接入要求。即使车辆移动时接入模式可用性会有所变化，这些转接器也能提供永久连接。例如，即将到达拥有热点的车站时，火车可能会使用Wi－Fi;但在两个车站之间运行时，可能会使用GPRS。由于思科网络能够提供永久无线连接，因而使运行中的车辆能够获得与有线位置相同的连接质量，为乘客提供更可靠、更安全、更有效的乘车体验。

2.3 丹麦公司

丹麦铁路服务公司正在使用的一个无线平台。这是一款涵盖数据库、Java 机、通信、门户和设备管理的全面解决方案，可以由此简化整个流程。在对外服务中，该系统可以提供列车时刻信息，记录乘客人数，并使用信用卡的支付方式售票。

［1］汪希时，张勇，张民. 智能交通系统与智能铁路交通系统分析［J］.北方交通大学学报，2000.

［2］蒲云，张殿业，黄庆. 中国列车运行调度指挥智能化研究［J］.科技前沿与学术评论，2002.