新時(shí)期鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的研究

摘 要：由于科技水平的不斷提升，使得鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)成為鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展方向，其具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，可以使運(yùn)輸服務(wù)得到改善，并使得運(yùn)輸安全性得到顯著加強(qiáng)，因此，本文對(duì)新時(shí)期鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行全面詳細(xì)的研究。此次研究對(duì)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的重要性進(jìn)行明確，從而使其能夠得到有效的研究，進(jìn)而為鐵路行業(yè)發(fā)展提供保障。

關(guān)鍵詞：新時(shí)期;鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng);研究

中圖分類號(hào)：U29-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 前言

隨著人工智能技術(shù)以及計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的普及應(yīng)用，使得鐵路運(yùn)輸模式出現(xiàn)一定的改變，其開(kāi)始向智能運(yùn)輸方向進(jìn)行發(fā)展，這樣不僅使其運(yùn)營(yíng)安全質(zhì)量得到提升的同時(shí)，使其運(yùn)輸效率也顯著提高，如何有效構(gòu)建鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因此，需要對(duì)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行全面的研究。此次研究對(duì)豐富鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)方面的知識(shí)具有理論性意義，對(duì)指導(dǎo)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的有效形成具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)性意義。

1 鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的定義和特征

1.1 定義

在現(xiàn)代運(yùn)輸系統(tǒng)以及智能信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)（RITS）。其定義為：該系統(tǒng)中對(duì)信息處理技術(shù)、通信技術(shù)等進(jìn)行涵蓋，這樣可以使信息的采集、傳輸與共享等有效實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，對(duì)鐵路運(yùn)輸相關(guān)的移動(dòng)、時(shí)間等資源進(jìn)行有效應(yīng)用，這樣能夠利用較低的成本，來(lái)對(duì)其安全運(yùn)輸進(jìn)行保障。另外，可以使其運(yùn)輸效率得到顯著的提升，以此來(lái)對(duì)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行全面提升的一種全新鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)[1]。

1.2 特征

對(duì)該系統(tǒng)來(lái)講，其特征主要在以下方面中進(jìn)行體現(xiàn)：第一，互通互聯(lián)和信息共享，該系統(tǒng)中具有定位、檢測(cè)、信息處理等功能，這就要求子系統(tǒng)之間需要進(jìn)行有效的互聯(lián)互通，這樣不僅可以使通信的順暢度得到確保，而且能夠使信息共享有效實(shí)現(xiàn);第二，智能處理，該系統(tǒng)中對(duì)模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能技術(shù)進(jìn)行全面應(yīng)用，這樣可以使行車控制、綜合調(diào)度等智能化處理得以實(shí)現(xiàn)，以此來(lái)使鐵路生產(chǎn)運(yùn)行向智能化方向轉(zhuǎn)變的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn);第三，協(xié)同工作，該系統(tǒng)能夠全面協(xié)調(diào)固定設(shè)施以及移動(dòng)設(shè)施等，使其能夠有效結(jié)合成一個(gè)整體，這樣可以使運(yùn)營(yíng)管理信息系統(tǒng)以及運(yùn)營(yíng)指揮系統(tǒng)等共同作業(yè)，以此來(lái)對(duì)其運(yùn)行效率進(jìn)行全面的提升;第四，按需配置，在系統(tǒng)信息共享機(jī)制的前提下，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)分析系統(tǒng)內(nèi)外的需求，并在需求的基礎(chǔ)上，來(lái)完成資源的動(dòng)態(tài)化配置，從而使高效、按需驅(qū)動(dòng)的目的得以實(shí)現(xiàn)[2]。

2 我國(guó)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略分析

總體來(lái)講，我國(guó)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展戰(zhàn)略主要分為以下幾個(gè)階段：第一，信息感知階段，鐵路信息化發(fā)展具有一定的成熟性，并開(kāi)發(fā)出對(duì)應(yīng)的信息系統(tǒng)，但系統(tǒng)彼此之間無(wú)法進(jìn)行有效的連接，從而導(dǎo)致缺乏整體性、協(xié)同效應(yīng)以及信息感知度不足等問(wèn)題出現(xiàn)，因此，在該階段中，主要是對(duì)GIS、EDI等技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，使信息采集以及傳輸?shù)募皶r(shí)性和高效性得以實(shí)現(xiàn)，并能夠使共享信息的平臺(tái)得以構(gòu)建;第二，協(xié)同運(yùn)作階段，當(dāng)上述階段有效完成之后，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)或傳感器技術(shù)來(lái)進(jìn)行有效輔助，使鐵路信息的采集、整合、共享等工作有效完成，從而使綜合信息共享平臺(tái)得以形成，進(jìn)而對(duì)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)作提供保障。在該平臺(tái)之上，在無(wú)線通信技術(shù)的輔助下，來(lái)對(duì)綜合運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)和綜合調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，這樣可以使鐵路運(yùn)營(yíng)和調(diào)度管理的便捷性得到保障，同時(shí)，使鐵路固定資源以及人力資源等利用效率顯著提升，甚至使資源的配置得到有效優(yōu)化，從而使各個(gè)工種協(xié)同作業(yè)以及統(tǒng)籌管理有效完成，進(jìn)而對(duì)鐵路規(guī)模經(jīng)濟(jì)潛力進(jìn)行充分的挖掘;第三，自動(dòng)化階段，該階段需要具備相應(yīng)的智能控制以及決策等能力，在系統(tǒng)或模式識(shí)別技術(shù)的基礎(chǔ)上，使確定環(huán)境的數(shù)學(xué)建模有效完成，以此來(lái)對(duì)未來(lái)狀況進(jìn)行正確的推斷。另外，對(duì)非確定對(duì)象進(jìn)行建模時(shí)，需要將知識(shí)模型引入其中，這是系統(tǒng)模擬人類理解能力之后，來(lái)完成復(fù)雜環(huán)境下決策的關(guān)鍵所在[3]。

3 鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展的目標(biāo)

在新時(shí)期之下，我國(guó)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展目標(biāo)主要包括以下方面內(nèi)容：第一，對(duì)全路月度貨物運(yùn)輸方案以及運(yùn)行圖等智能編制系統(tǒng)構(gòu)建完成;第二，構(gòu)建智能控制系統(tǒng)，使列車自動(dòng)駕駛、自動(dòng)停車等得以實(shí)現(xiàn)，以此來(lái)對(duì)列車最優(yōu)速度運(yùn)行進(jìn)行保障;第三，完成智能調(diào)度指揮系統(tǒng)的構(gòu)建，這樣可以智能調(diào)整列車群的運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，可以有效的、自動(dòng)化的調(diào)整列車運(yùn)行;第四，使編組站綜合自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn);第五，在列車調(diào)度的基礎(chǔ)上，對(duì)相應(yīng)的自動(dòng)安全系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，這樣當(dāng)列車處于行駛狀態(tài)時(shí)，可以自動(dòng)評(píng)估前方的潛在風(fēng)險(xiǎn)，并合理化使用應(yīng)對(duì)措施;第六，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施以及移動(dòng)設(shè)施的智能維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，這樣可以使鐵路基礎(chǔ)或移動(dòng)設(shè)施的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)以及遠(yuǎn)程診斷等得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，對(duì)合理化的維修計(jì)劃進(jìn)行制定，以此來(lái)使養(yǎng)護(hù)維修智能化管理得以實(shí)現(xiàn);第七，為了能夠利用多樣化方式，來(lái)對(duì)旅客提供全面的高質(zhì)量服務(wù)，需要對(duì)服務(wù)體系進(jìn)行完善，并對(duì)電商系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建;第八，合理化提供聯(lián)運(yùn)服務(wù)，使無(wú)縫中轉(zhuǎn)得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，可以為旅客提供酒店預(yù)定、接送旅客等服務(wù);第九，對(duì)智能化決策支持系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建，這樣可以使城市交通狀況以及站前交通承運(yùn)建議實(shí)時(shí)傳送給旅客，以此來(lái)使旅客、貨主的個(gè)性化服務(wù)得以實(shí)現(xiàn);第十，使貨運(yùn)的門到門服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)，這樣旅客在不出門的情況下，就可以使貨運(yùn)到站、包裝、裝卸等貨運(yùn)過(guò)程有效完成;第十一，對(duì)全程物流鏈服務(wù)體系進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)業(yè)務(wù)辦理流程進(jìn)行簡(jiǎn)化，使一鍵訂單或一鍵退貨有效完成;第十二，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)進(jìn)行不斷完善;第十三，對(duì)符合該系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)代管理機(jī)制進(jìn)行構(gòu)建[4]。

4 新時(shí)期鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的框架

4.1 服務(wù)框架

服務(wù)框架指的是為了使用戶的需求得到滿足，該系統(tǒng)所應(yīng)具備的處理能力。將鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的高品質(zhì)服務(wù)、高安全性、高效率等當(dāng)做目標(biāo)，來(lái)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行有效的劃分，使其構(gòu)成成分包括智能化用戶導(dǎo)航系統(tǒng)、智能化行車控制與調(diào)度系統(tǒng)等。

4.2 邏輯框架

其主要是為了確定用戶所有需求是否得到滿足，鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)需要對(duì)相應(yīng)的功能進(jìn)行提供，同時(shí)，對(duì)各個(gè)功能之間交互的信息流以及數(shù)據(jù)流進(jìn)行全面提供。

4.3 物理框架

物理框架可以使邏輯框架中的功能得到有效的實(shí)體化以及模型化，將功能相近的實(shí)體進(jìn)行全面的歸納，這樣可以對(duì)直觀的系統(tǒng)或子系統(tǒng)進(jìn)行獲取[5]。簡(jiǎn)言之，邏輯框架的具體實(shí)現(xiàn)形式以物理框架為主。

4.4 通用技術(shù)平臺(tái)框架

想要使鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的研究與建設(shè)順利開(kāi)展，在鐵路智能化構(gòu)建初期，對(duì)該系統(tǒng)的通用技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行全面研究，這樣能夠高效管理共享空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)，以此來(lái)對(duì)信息溝通缺乏流暢性等問(wèn)題進(jìn)行解決。對(duì)通用技術(shù)平臺(tái)來(lái)講，為了使鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)所需通訊以及信息共享得以實(shí)現(xiàn)，該平臺(tái)可以對(duì)系統(tǒng)的技術(shù)與規(guī)范進(jìn)行明確，對(duì)該技術(shù)平臺(tái)框架構(gòu)建的意義主要體現(xiàn)在以下方面：第一，該系統(tǒng)通用技術(shù)平臺(tái)以數(shù)據(jù)提供者的形式存在，可以使基礎(chǔ)信息自動(dòng)采集得以實(shí)現(xiàn)，特別是采集列車定位技術(shù)，其能夠?qū)α熊嚾旱膶?shí)時(shí)位置進(jìn)行精準(zhǔn)的提供，這樣可以為緊急事件救援、顯示列車追蹤等提供重要的數(shù)據(jù)支撐;第二，該平臺(tái)以數(shù)據(jù)傳輸者的形式存在，對(duì)先進(jìn)的有線或無(wú)線通信方式進(jìn)行提供，這樣可以使車與車之間、車與地之間的信息傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn);第三，該平臺(tái)以數(shù)據(jù)管理者的形式存在，其可以對(duì)現(xiàn)存信息資源進(jìn)行有效整合，并對(duì)異構(gòu)或異域數(shù)據(jù)庫(kù)信息共享機(jī)制進(jìn)行全面研究，同時(shí)，對(duì)統(tǒng)一規(guī)范化的鐵路信息共享平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建，以此來(lái)使信息全面共享得以實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)統(tǒng)一鐵路基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行構(gòu)建，在空間數(shù)據(jù)的前提下，使鐵路信息資源得到有效的強(qiáng)化，同時(shí)，不同業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)之間的資源互通與共享得以實(shí)現(xiàn)。

5 新時(shí)期鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

5.1 列車定位技術(shù)

當(dāng)前，使用頻率最高的幾種定位技術(shù)是：第一，軌道電路方式，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在花費(fèi)相對(duì)較少、使用相對(duì)便利等方面，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，可以有效完成列車鎖定工作，當(dāng)其電路長(zhǎng)度不斷增長(zhǎng)時(shí)，其精準(zhǔn)度也會(huì)隨之提升;第二，在應(yīng)答器基礎(chǔ)上完成的定位方式，其應(yīng)用也相對(duì)普遍，其給出的列車信息以點(diǎn)式的方式來(lái)呈現(xiàn)，其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在即使處于惡劣環(huán)境之下，其還可以保持較高的工作穩(wěn)定性，并且其使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)，維修所需花費(fèi)的費(fèi)用相對(duì)比較低;第三，GPS，該定位系統(tǒng)主要對(duì)衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)進(jìn)行應(yīng)用，在列車中對(duì)GPS信號(hào)接收器進(jìn)行設(shè)置，其能夠?qū)πl(wèi)星所釋放的信號(hào)進(jìn)行接收，在信號(hào)特征以及接收時(shí)間的基礎(chǔ)上，對(duì)列車所處的空間位置進(jìn)行判斷。

5.2 車輛智能維修技術(shù)

對(duì)車輛狀態(tài)感知技術(shù)來(lái)講，為了能夠真正獲取車輛運(yùn)行需求，其需要對(duì)傳感器進(jìn)行設(shè)置，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要體現(xiàn)出一定的針對(duì)性，以此來(lái)對(duì)列車狀態(tài)和自身準(zhǔn)確感應(yīng)進(jìn)行保障。同時(shí)，合理劃分列車感應(yīng)目標(biāo)，如列車安全性能，對(duì)各個(gè)方面涉及的信息進(jìn)行全面獲取和分析，從而為列車維修和保養(yǎng)提供重要的數(shù)據(jù)支撐。

6 結(jié)論

從本文的論述中可知，對(duì)鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，其能夠?qū)煌l件進(jìn)行有效的改善，使交通擁堵現(xiàn)象得到緩解，還可以使鐵路信息服務(wù)得到全面共享，使得信息交流堵塞的現(xiàn)象得到妥善解決，因此，需要對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行全面深入的研究，從而使其作用或現(xiàn)實(shí)意義得到充分的凸顯，進(jìn)而為鐵路行業(yè)的健康發(fā)展提供基礎(chǔ)保障。

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作者簡(jiǎn)介：侯明明（1985—），男，山東壽光人，本科，工程師，研究方向：鐵路運(yùn)輸規(guī)劃與管理。