鐵路智能交通系統(tǒng)研究

陳天鷹 劉賀軍 胡亞峰

（北京全路通信信號研究設(shè)計(jì)院，北京 100073）

鐵路是發(fā)展中國家的主要交通工具之一。伴隨著高速鐵路的迅猛發(fā)展，安全高效、經(jīng)濟(jì)舒適的鐵路交通日益獲得大眾的青睞。鐵路智能交通系統(tǒng)是在較完善的軌道交通設(shè)施基礎(chǔ)上，將道路、車輛、旅客和貨物有機(jī)結(jié)合在一起，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)及控制技術(shù)，完成對鐵路交通信息的實(shí)時采集、傳輸和分析，協(xié)同處理各種鐵路交通情況，使鐵路運(yùn)輸服務(wù)和管理實(shí)現(xiàn)智能化。

R ITS致力于強(qiáng)化鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩煽啃?，提升對旅客服?wù)的水平，提高鐵路企業(yè)的運(yùn)營效益。R ITS的基礎(chǔ)是信息集成，核心是智能。從廣義上說，R ITS是一種人工智能系統(tǒng)，用感知軌道交通

1 RITS概述

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和全球化進(jìn)程的加速，運(yùn)輸需求不斷增長。受制于有限的運(yùn)力，交通擁堵漸成常態(tài)，事故頻發(fā)，對其有效控制和管理已成為政府和公眾關(guān)注的大問題。解決這一矛盾的傳統(tǒng)方法是加大基礎(chǔ)設(shè)施投入，新建或改造道路與其他交通設(shè)施。但城市空間越來越有限，拆遷費(fèi)用不斷升高，能源日漸短缺，這一方法越來越有局限性。自上世紀(jì)90年代以來，信息技術(shù)被引入運(yùn)輸系統(tǒng)，把道路、車輛、人等眾多要素綜合起來，借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)、通信及控制等技術(shù)管理交通，從而產(chǎn)生了智能交通系統(tǒng)(ITS)[1][2]。數(shù)據(jù)的傳感器、帶有軌道交通知識的處理器和執(zhí)行軌道交通功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)來模擬人類智能，達(dá)到鐵路運(yùn)輸服務(wù)和管理的智能化。在R ITS中，人、系統(tǒng)與服務(wù)對象以全新方式相聯(lián)并相互作用，智能貫穿于整個運(yùn)輸過程，信息在系統(tǒng)的各成員間共享，包括旅客、貨主、司機(jī)、調(diào)度員、代理商及各級政府機(jī)構(gòu)。

本文通過回顧國內(nèi)外R ITS的研究進(jìn)展，提出中國R ITS的基本組成、總體結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)體系，并在此基礎(chǔ)上分析中國RITS的若干關(guān)鍵技術(shù)。

2 RITS研究進(jìn)展

2.1 國外RITS研究與發(fā)展現(xiàn)狀

美國聯(lián)邦鐵路局在2002年制定的鐵路研究、開發(fā)與示范5年戰(zhàn)略規(guī)劃中明確指出：智能鐵路系統(tǒng)(IRS)是未來鐵路的發(fā)展方向，并將其中部分關(guān)鍵系統(tǒng)的研究開發(fā)列入具體規(guī)劃中[3]。IRS集成傳感器、計(jì)算機(jī)和通信等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行控制、故障檢測、計(jì)劃及調(diào)度等功能，使鐵路靈活響應(yīng)運(yùn)輸市場的變化。

歐盟于1980年12月設(shè)立了歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng) (ERTMS) 項(xiàng)目，作為歐洲21世紀(jì)干線鐵路的總體解決方案[4][5]。該項(xiàng)目致力于建立全歐洲統(tǒng)一的鐵路信號標(biāo)準(zhǔn)，保證各國列車在歐洲互通運(yùn)營，提高運(yùn)輸管理水平。ERTM S以ETCS為列車控制標(biāo)準(zhǔn)，GSM-R為通信平臺，歐式應(yīng)答器為定位手段，包括ETCS、GSM-R和運(yùn)營管理3個子系統(tǒng)。

法國于1986年開始研發(fā)名為ASTREE的地鐵連續(xù)實(shí)時列車監(jiān)控系統(tǒng)，作為ETCS的一個補(bǔ)充[6]。該系統(tǒng)的核心是使用最新數(shù)據(jù)處理和通信技術(shù)，對列車運(yùn)行實(shí)施全面的監(jiān)控，從而有效地管理線路，改善能源和車輛的利用效率。系統(tǒng)包括車載設(shè)備、地面數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)控制中心3部分。

日本鐵道技術(shù)綜合研究所于2001年開始了名為Cy berRail的鐵路智能交通系統(tǒng)研究[7]。在CyberRail框架下，旅客、鐵路工作人員、各運(yùn)輸公司可自由傳輸、收集和處理信息；旅客可隨時收到依據(jù)個人需求而定制的旅行計(jì)劃及個人導(dǎo)航信息；運(yùn)輸公司可根據(jù)旅客需求優(yōu)化運(yùn)輸計(jì)劃，以提供更好的服務(wù)和更高的安全性；利用最新的信息和通信技術(shù)，鐵路運(yùn)輸方式與其他運(yùn)輸方式能實(shí)現(xiàn)無縫銜接。

2.2 中國RITS研究與發(fā)展現(xiàn)狀

我國自上世紀(jì)80年代即開始鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的信息化基礎(chǔ)工程建設(shè)。如今鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（TM IS）、鐵路調(diào)度指揮管理信息系統(tǒng)(DM IS)和鐵路客票預(yù)定和發(fā)售系統(tǒng)（PM IS）3大綜合信息管理系統(tǒng)已日益完善，并初步實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)間的信息共享，為將來RITS的實(shí)施建立了良好的基礎(chǔ)。

當(dāng)前，我國鐵路智能運(yùn)輸正處于初級向較高級過渡的發(fā)展階段，相關(guān)單位在列車時刻表自動編制、編組站自動化作業(yè)、列車智能控制等方面已取得了一定的應(yīng)用成果。鐵道部于2000年底成立《R ITS體系框架研究》項(xiàng)目，標(biāo)志著我國對R ITS體系框架的研究正式起步[8][9][10]。隨著京津城際高速鐵路和武廣高速鐵路的開通運(yùn)營，我國高速鐵路的運(yùn)營速度已超過世界最高水平。到2020年，我國將建成18 000 km的高速鐵路網(wǎng)。為引領(lǐng)世界高速列車技術(shù)的發(fā)展，鐵道部與科技部于2010年初聯(lián)合設(shè)立《智慧型高速列車》項(xiàng)目，著力研制智能型下一代高速列車系統(tǒng)。

研究并開發(fā)適應(yīng)我國國情的R ITS，已成為我國鐵路發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

3 中國RITS構(gòu)想

3.1 中國RITS基本組成

鐵路運(yùn)輸以為用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)為出發(fā)點(diǎn)。結(jié)合我國鐵路運(yùn)輸?shù)木唧w現(xiàn)狀，我國R ITS用戶主體可分為內(nèi)部用戶、外部用戶和關(guān)聯(lián)用戶等3類，如圖1所示。

圍繞R ITS“高安全可靠性、高效率、高服務(wù)水平”的目標(biāo)，結(jié)合我國鐵路運(yùn)輸現(xiàn)狀，對各類用戶需求進(jìn)行分析，可將中國R ITS劃分為智能旅客服務(wù)、智能貨物運(yùn)輸、智能調(diào)度指揮、智能列車運(yùn)行控制、車輛智能維護(hù)、路網(wǎng)智能維護(hù)及鐵路企業(yè)智能管理系統(tǒng)等7個子系統(tǒng)。

(1)智能旅客服務(wù)系統(tǒng)

該系統(tǒng)建立在完善的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，通過裝備在軌道、列車、車站的傳感器和傳輸設(shè)備，向鐵路運(yùn)營控制中心提供管轄范圍內(nèi)的實(shí)時交通信息；系統(tǒng)同時采集氣象、政務(wù)、公安及其他交通系統(tǒng)的實(shí)時信息，并將處理后的信息實(shí)時發(fā)布給旅客。系統(tǒng)向旅客提供鐵路交通信息、多式聯(lián)運(yùn)信息、氣象信息及與出行相關(guān)的其他信息；旅客根據(jù)這些信息確定出行方式并選擇路線；系統(tǒng)對旅客出行提供輔助決策支持。系統(tǒng)實(shí)時分析旅客偏好，提供從出行前至到達(dá)終點(diǎn)站為止的全程信息服務(wù)。

(2)智能貨物運(yùn)輸系統(tǒng)

該系統(tǒng)以鐵路網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)鐵路信息管理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代物流理論對貨物運(yùn)輸進(jìn)行智能化管理，并為貨主提供從托運(yùn)前至到站的全方位信息服務(wù)。系統(tǒng)綜合利用衛(wèi)星定位、地理信息系統(tǒng)、物流信息、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多式聯(lián)運(yùn)信息，有效組織貨物運(yùn)輸，提高貨運(yùn)效率。

(3)智能調(diào)度指揮系統(tǒng)

該系統(tǒng)面向調(diào)度指揮人員，具有計(jì)劃制定與調(diào)整、行車指揮、設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)、環(huán)境監(jiān)測等功能。系統(tǒng)對路網(wǎng)交通信息實(shí)時監(jiān)視，對列車運(yùn)行進(jìn)行控制，涵蓋了鐵路運(yùn)營調(diào)度的所有關(guān)鍵業(yè)務(wù)，涉及鐵路運(yùn)輸組織、通信信號、牽引供電、安全監(jiān)控、綜合維護(hù)等諸多專業(yè)技術(shù)，是一個包括運(yùn)營決策、過程控制、運(yùn)輸信息管理、設(shè)備管理和網(wǎng)絡(luò)管理的綜合系統(tǒng)。

(4)智能列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括調(diào)度集中、列車控制及聯(lián)鎖等3部分功能。系統(tǒng)采用先進(jìn)的信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)列車自動定位，對列車運(yùn)行及車站作業(yè)進(jìn)行智能化控制。系統(tǒng)具有自檢測、自診斷和自決策能力，能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下高效運(yùn)用及全生命周期能力保持與優(yōu)化。

(5)車輛智能維護(hù)系統(tǒng)

該系統(tǒng)實(shí)時采集在途與在庫機(jī)車、車輛、動車組的軸溫、速度及各部件的狀態(tài)參數(shù)等信息，綜合協(xié)調(diào)運(yùn)用、作業(yè)和檢修等需求，實(shí)現(xiàn)檢修基地內(nèi)作業(yè)計(jì)劃動態(tài)管理、過程自動控制、現(xiàn)存車追蹤管理、故障自動預(yù)測與防護(hù)等功能，提高車輛維護(hù)智能化水平。

(6)路網(wǎng)智能維護(hù)系統(tǒng)

該系統(tǒng)整合工務(wù)、電務(wù)、高壓電等部門的維修管理技術(shù)，對鐵路網(wǎng)固定設(shè)施進(jìn)行智能化保養(yǎng)和維修。系統(tǒng)對路基完整度、風(fēng)速、落物等影響行車安全的參數(shù)實(shí)時監(jiān)測并預(yù)警，為路網(wǎng)維修人員提供遠(yuǎn)程診斷手段及輔助決策支持。

(7)鐵路企業(yè)智能管理系統(tǒng)

該系統(tǒng)立足于中國鐵路的現(xiàn)狀，結(jié)合鐵道部、各路局及相關(guān)企業(yè)的已有技術(shù)和設(shè)施，對現(xiàn)有各信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，建立以鐵道部為中心的智能管理系統(tǒng)，并為相關(guān)運(yùn)輸業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供支撐平臺。系統(tǒng)整合各級企業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)資源統(tǒng)一調(diào)度、流程統(tǒng)一優(yōu)化、生產(chǎn)統(tǒng)一組織、信息集散共享，以降低業(yè)務(wù)成本，提高運(yùn)行效率，提升鐵路運(yùn)輸?shù)暮诵母偁幜Α?/p>

需要指出的是，各系統(tǒng)間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與工作流程互相交叉，是一個有機(jī)整體，共同服務(wù)于中國鐵路交通智能化這一目標(biāo)。

3.2 中國RITS總體結(jié)構(gòu)

確保每一列運(yùn)行列車的安全可靠、提升每一位旅客和貨主的滿意度是R ITS系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。因此，研究R ITS結(jié)構(gòu)必須以信息集成與智能決策為核心，統(tǒng)一考慮列車、線路、車站、供電、通信和信號等要素，整體設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

中國R ITS通過各種數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)列車、基地、車站、鐵路局及鐵道部等相關(guān)單位間的信息共享與交換。配合各數(shù)據(jù)中心，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫，實(shí)現(xiàn)分布式海量數(shù)據(jù)的采集、交換、存儲及智能化處理。中國RITS的信息流轉(zhuǎn)關(guān)系如圖2所示。

系統(tǒng)包含車載數(shù)據(jù)交互中心、交換站點(diǎn)和主數(shù)據(jù)交互中心等3類數(shù)據(jù)中心。車載數(shù)據(jù)交互中心負(fù)責(zé)統(tǒng)一獲取和管理從車載傳感器及旅客終端獲得的各類數(shù)據(jù)，經(jīng)預(yù)處理后將這些數(shù)據(jù)上傳到交換站點(diǎn)；交換站點(diǎn)是連接列車和主數(shù)據(jù)交互中心的紐帶，能有效提高實(shí)時性，降低主數(shù)據(jù)交互中心的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷；主數(shù)據(jù)交互中心是所有數(shù)據(jù)的集散地，存儲R ITS的所有數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中式、一體化存儲和管理。

基于數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程，可按層次將中國R ITS劃分為5個平臺，如圖3所示。

實(shí)時信息采集與傳輸平臺：完成對車站、路網(wǎng)等地面設(shè)施的實(shí)時信息采集，通過車站終端獲取旅客及貨主的實(shí)際需求，通過車-地通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對列車運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時獲取，通過骨干網(wǎng)與數(shù)據(jù)交換中心進(jìn)行信息交互。

數(shù)據(jù)交換與處理平臺：在物理架構(gòu)、數(shù)據(jù)交換容量、數(shù)據(jù)庫級別等方面滿足海量數(shù)據(jù)處理需要，完成數(shù)據(jù)的交換、存儲和處理，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時性、穩(wěn)定性、可靠性和安全性。

應(yīng)用管理平臺：從管理、設(shè)計(jì)及運(yùn)行維護(hù)等層面對各類信息進(jìn)行處理；建立具有模擬、預(yù)警和展示等功能的監(jiān)控中心，使列車與路網(wǎng)的每一關(guān)鍵狀態(tài)都可被監(jiān)測、評判和預(yù)警；能給出各類故障的維修方案，對各類運(yùn)營實(shí)況給出應(yīng)對策略。

智能決策平臺：應(yīng)用各類智能技術(shù)為旅客和貨主提供決策支持，為調(diào)度指揮人員提供優(yōu)化方案，完成對鐵路交通系統(tǒng)的安全、服役性能、維修的評估與決策。

系統(tǒng)管理與維護(hù)平臺：具有自監(jiān)測和自診斷功能，對RITS的各平臺進(jìn)行維護(hù)，包括RITS設(shè)備維護(hù)、交互平臺維護(hù)、數(shù)據(jù)庫維護(hù)及系統(tǒng)安全保障等。

3.3 中國RITS標(biāo)準(zhǔn)體系

標(biāo)準(zhǔn)化是R ITS大范圍應(yīng)用的基礎(chǔ)，同時也會大力促進(jìn)R ITS的實(shí)施。建立中國R ITS標(biāo)準(zhǔn)體系，需要從系統(tǒng)框架的邏輯和物理結(jié)構(gòu)出發(fā)，明確R ITS需制定標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域；從互操作性出發(fā)，對各子系統(tǒng)間交換的數(shù)據(jù)流進(jìn)行抽象，確定系統(tǒng)總體架構(gòu)，并將之分為若干組成部分；對每一部分進(jìn)行分解與細(xì)化，確定數(shù)據(jù)接口規(guī)范。

R ITS標(biāo)準(zhǔn)可以多種形式的規(guī)范文件存在，包括組件規(guī)則、材料設(shè)備的功能定義與技術(shù)規(guī)格、數(shù)據(jù)協(xié)議、運(yùn)行條件及系統(tǒng)操作規(guī)程等。根據(jù)功能層級，可將R ITS標(biāo)準(zhǔn)劃分為通用標(biāo)準(zhǔn)與分系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)兩層。通用標(biāo)準(zhǔn)層包括術(shù)語及定義、基礎(chǔ)信息分類編碼及表述兩部分。分系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)包括7部分，即專用數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)、旅客服務(wù)、貨運(yùn)服務(wù)、調(diào)度指揮、列車運(yùn)行控制、車輛檢修及路網(wǎng)維護(hù)。

在R ITS標(biāo)準(zhǔn)體系里，所含標(biāo)準(zhǔn)并不一定都是新制定的標(biāo)準(zhǔn)，可直接借用已成熟的鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也可借用其他國家或其他行業(yè)的成熟標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)范圍一致時，應(yīng)盡量把國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化為國際標(biāo)準(zhǔn)，把中國RITS推向世界。

4 RITS關(guān)鍵技術(shù)分析

4.1 面向旅客服務(wù)的智能技術(shù)

（1）旅客出行前信息提示

系統(tǒng)充分利用廣播、電視、報(bào)紙、互聯(lián)網(wǎng)等媒體及固定電話、移動電話等通信工具，為旅客出行提供準(zhǔn)確、及時的信息服務(wù)。系統(tǒng)通過互聯(lián)網(wǎng)為旅客提供各類客運(yùn)信息的發(fā)布與查詢，并及時獲取反饋意見；為旅客提供電話、短信等聲訊服務(wù)；通過公共媒體提供旅客信息服務(wù)；與其他公共服務(wù)系統(tǒng)互通，為旅客提供關(guān)聯(lián)查詢服務(wù)；為旅客出行時間、方式、線路選擇提供輔助決策支持。

關(guān)鍵技術(shù)包括旅客出行輔助決策、旅客個性化服務(wù)信息提取與推送。

（2）旅客站內(nèi)信息服務(wù)

系統(tǒng)充分利用車站內(nèi)的信息終端，為旅客提供全方位服務(wù)。系統(tǒng)以電話、觸摸屏等方式提供交互式的列車狀態(tài)、旅程和行包位置查詢；以大屏幕方式提供列車正晚點(diǎn)預(yù)告及原因通告、列車到發(fā)時刻和站臺信息；設(shè)立電子引導(dǎo)裝置，為旅客提供便捷的站內(nèi)向?qū)?；?shí)時收集旅客的語音及文字反饋意見，并上報(bào)給相關(guān)部門。

關(guān)鍵技術(shù)包括車站信息通道設(shè)計(jì)、客服系統(tǒng)與調(diào)度系統(tǒng)信息交互。

（3）旅客在途信息服務(wù)

車載信息系統(tǒng)獲取旅客偏好及需求信息，為旅客提供個性化的信息服務(wù)。車載信息系統(tǒng)利用滾動式電子顯示裝置，提供列車速度、位置、前方到站、預(yù)計(jì)到達(dá)時間等運(yùn)行信息，同時可提供天氣、新聞等外部信息；利用旅客信息終端為旅客提供音樂、電視、電影等多媒體點(diǎn)播服務(wù)；為旅客提供電話、互聯(lián)網(wǎng)等通信服務(wù)。

關(guān)鍵技術(shù)包括大容量車-地信息傳輸、用戶偏好分析、個性化服務(wù)設(shè)計(jì)等。

（4）自動售檢票技術(shù)

該技術(shù)包括自動售票與自動檢票。系統(tǒng)提供現(xiàn)金、銀行卡、信用卡等多種支付手段；旅客可在車站自動售票機(jī)或服務(wù)窗口購票，也可通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程購票；系統(tǒng)提供紙質(zhì)和電子式的檢票方式，也提供基于旅客個人身份和生物特征的驗(yàn)票方式；系統(tǒng)同時提供各次列車的乘客統(tǒng)計(jì)功能。

關(guān)鍵技術(shù)包括售票系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全、貨幣自動識別、車票防偽技術(shù)。

（5）多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)

旅客多式聯(lián)運(yùn)指通過多種運(yùn)輸方式，將旅客從出發(fā)地運(yùn)至目標(biāo)地。多式聯(lián)運(yùn)可降低旅客出行成本，提高運(yùn)輸效率，進(jìn)而解決交通擁擠等社會問題。系統(tǒng)提供旅客多式聯(lián)運(yùn)一票制服務(wù)；系統(tǒng)與公路運(yùn)輸、航空運(yùn)輸?shù)认到y(tǒng)交互，動態(tài)分析客流，設(shè)計(jì)并優(yōu)化多式聯(lián)運(yùn)線路。

關(guān)鍵技術(shù)包括多式聯(lián)運(yùn)線路優(yōu)化、各運(yùn)輸方式協(xié)作、各運(yùn)輸方式成本定價(jià)。

4.2 面向貨物運(yùn)輸?shù)闹悄芗夹g(shù)

（1）貨主托運(yùn)前服務(wù)

系統(tǒng)通過互聯(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；提供貨主輸入信息的挖掘功能，實(shí)現(xiàn)貨運(yùn)量的預(yù)測。

關(guān)鍵技術(shù)包括貨運(yùn)輔助決策、貨運(yùn)量預(yù)測。

（2）智能化編組

智能化編組主要是應(yīng)用先進(jìn)的智能技術(shù)，綜合考慮各站場設(shè)備條件與貨源分布，合理組織貨物列車解體和編組，以最優(yōu)路徑和最快速度完成貨物運(yùn)輸任務(wù)。

關(guān)鍵技術(shù)包括編組計(jì)劃優(yōu)化、解編作業(yè)優(yōu)化、配流方案優(yōu)化、到發(fā)線與調(diào)機(jī)的合理運(yùn)用。

（3）貨物在途信息查詢

系統(tǒng)為每一件貨物都配件電子標(biāo)簽，實(shí)時監(jiān)測貨物運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)行狀況，并對偏離計(jì)劃時刻進(jìn)行報(bào)警。貨主能通過互聯(lián)網(wǎng)查詢貨物的實(shí)時位置與狀況。

關(guān)鍵技術(shù)包括軌旁無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、貨車車輛定位。

（4）貨運(yùn)費(fèi)用結(jié)算平臺

貨主在該平臺上進(jìn)行運(yùn)費(fèi)結(jié)算。系統(tǒng)提供現(xiàn)金、銀行卡、信用卡等多種支付手段，支持站內(nèi)支付及互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程支付；支持根據(jù)季節(jié)和貨運(yùn)量靈活定價(jià)的機(jī)制。

關(guān)鍵技術(shù)包括結(jié)算平臺的網(wǎng)絡(luò)安全、貨幣自動識別技術(shù)。

（5）貨物多式聯(lián)運(yùn)服務(wù)

貨物多式聯(lián)運(yùn)指采用多種運(yùn)輸方式，將貨物從接收貨物的地點(diǎn)運(yùn)送到交付貨物的地點(diǎn)。貨物多式聯(lián)運(yùn)具有責(zé)任統(tǒng)一、手續(xù)簡單和安全迅速等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)與公路、航海、航空等運(yùn)輸系統(tǒng)交互，動態(tài)分析貨流，規(guī)劃并優(yōu)化多式聯(lián)運(yùn)線路。

關(guān)鍵技術(shù)包括多式聯(lián)運(yùn)線路優(yōu)化、各運(yùn)輸方式協(xié)作、各運(yùn)輸方式成本定價(jià)。

4.3 智能調(diào)度指揮系統(tǒng)

中國R ITS調(diào)度指揮系統(tǒng)包括7個子系統(tǒng)：計(jì)劃調(diào)度，列車調(diào)度，機(jī)車、車輛、動車組調(diào)度，供電調(diào)度，客運(yùn)調(diào)度，綜合維修調(diào)度和綜合監(jiān)控調(diào)度。智能調(diào)度指揮系統(tǒng)依靠先進(jìn)的智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的深度集成，采用集中控制方式來指揮列車運(yùn)行，以計(jì)劃為龍頭，以行車指揮為核心，提升列車調(diào)度指揮的自動化和智能化水平。

關(guān)鍵技術(shù)包括運(yùn)輸計(jì)劃優(yōu)化、列車運(yùn)行自動調(diào)整、進(jìn)路自動控制、系統(tǒng)可靠性保障。

4.4 列車運(yùn)行智能控制技術(shù)

（1）列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

該系統(tǒng)能根據(jù)列車運(yùn)行情況及外界環(huán)境的變化，實(shí)現(xiàn)自動或半自動的列車運(yùn)行和道岔控制，使列車以更高的速度和更短的間隔安全運(yùn)行。該系統(tǒng)包括車載計(jì)算機(jī)控制、地面控制、聯(lián)鎖及調(diào)度集中系統(tǒng)。

關(guān)鍵技術(shù)包括列車控制、高速的車地雙向通信技術(shù)、故障-安全設(shè)計(jì)。

（2）列車運(yùn)行安全評估與輔助決策技術(shù)

安全評估與輔助決策技術(shù)是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)列車控制系統(tǒng)自評估、自診斷和輔助決策的核心。其功能是應(yīng)用先進(jìn)的仿真技術(shù)和智能技術(shù)，處理列車運(yùn)行控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)安全性、服役性能和運(yùn)行狀態(tài)的評估，為各級管理部門提供輔助決策支持。

關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)字化建模、數(shù)據(jù)自動識別與分析、專家系統(tǒng)、輔助決策。

4.5 車輛智能維修技術(shù)

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的車輛狀態(tài)感知技術(shù)

該技術(shù)根據(jù)列車運(yùn)行實(shí)際需求，確定車載感知對象并布置傳感器和電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)列車工作狀態(tài)的自動感知；將感知對象劃分為列車安全、列車運(yùn)行狀態(tài)、旅客舒適度及煙火報(bào)警等類別，分析各類的重要性差異，為車輛智能維修提供數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵技術(shù)包括敏感點(diǎn)優(yōu)化技術(shù)、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

（2）車輛維修的智能決策支持技術(shù)

該技術(shù)基于專家系統(tǒng)，建立車輛工況模型庫，定量評估車輛安全性和服役性能，將仿真結(jié)果與實(shí)測信息對比分析，結(jié)合履歷數(shù)據(jù)，提供個性化維修方案，并對修竣結(jié)果進(jìn)行分析與評估。

關(guān)鍵技術(shù)包括車輛工況建模、專家系統(tǒng)、輔助決策。

4.6 路網(wǎng)智能維護(hù)技術(shù)

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的路網(wǎng)設(shè)備管理

該技術(shù)為軌道、路基、橋梁、隧道和站場等路網(wǎng)設(shè)施配備電子標(biāo)簽及傳感器，實(shí)時感知這些設(shè)施的工作狀態(tài)；同時將這些設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化集成。維修人員可通過數(shù)字化平臺查詢關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時狀態(tài)與履歷信息。

關(guān)鍵技術(shù)包括海量數(shù)據(jù)處理、數(shù)字化建模、可視化技術(shù)。

（2）路網(wǎng)維護(hù)的智能決策支持技術(shù)

該技術(shù)基于專家系統(tǒng)，建立路網(wǎng)設(shè)備工況模型庫，辨識高壓供電故障、軌道結(jié)構(gòu)疲勞、軌道變形、坡體坍塌等信息，定量評估路網(wǎng)設(shè)備安全性和服役性能，將仿真結(jié)果與實(shí)測信息對比分析，結(jié)合履歷數(shù)據(jù)，提供個性化維護(hù)方案，并對維護(hù)結(jié)果進(jìn)行分析與評估。

關(guān)鍵技術(shù)包括路網(wǎng)工況建模、專家系統(tǒng)、輔助決策。

4.7 鐵路企業(yè)智能管理技術(shù)

實(shí)現(xiàn)鐵路交通智能化，鐵路企業(yè)管理智能化是其中一個重要和基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、運(yùn)輸資源管理與優(yōu)化及企業(yè)電子商務(wù)平臺搭建。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的有效管理是R ITS的基礎(chǔ)，包括各企業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)所需的各類靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。對這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)規(guī)范編碼、統(tǒng)一命名并降低冗余度，同時通過相應(yīng)的管理制度確保數(shù)據(jù)錄入的準(zhǔn)確性。

運(yùn)輸資源管理和優(yōu)化是中國R ITS的重要組成部分。運(yùn)輸資源包括鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)所需要的各種技術(shù)、設(shè)備、人員和資金等要素。通過對運(yùn)輸資源的有效管理和優(yōu)化，可提高設(shè)備、人員和資金等要素的配置效率，提高鐵路生產(chǎn)效率。

企業(yè)電子商務(wù)平臺通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)—企業(yè)和企業(yè)—消費(fèi)者兩種商務(wù)活動，是客票系統(tǒng)及貨運(yùn)費(fèi)用支付系統(tǒng)的有力支撐。該平臺通過整合網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航、內(nèi)容、鏈接等要素，對用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，優(yōu)化用戶體驗(yàn)，提升鐵路企業(yè)的營銷能力。

關(guān)鍵技術(shù)包括資源優(yōu)化配置、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)安全。

5 結(jié)束語

智能鐵路的發(fā)展方向影響著我國鐵路的整體發(fā)展方向和水平，對我國傳統(tǒng)的運(yùn)輸組織模式和觀念都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。R ITS建設(shè)周期長，涉及面廣，需整體規(guī)劃，分步發(fā)展。我國R ITS的實(shí)施應(yīng)充分利用現(xiàn)有各鐵路信息系統(tǒng)，加強(qiáng)R ITS的基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)研究，及時將研究成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品并推廣到鐵路運(yùn)輸?shù)母鱾€領(lǐng)域。

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