高速铁路智能交通综合信息系统中关键问题的探讨
中国高铁存在的问题及对策
中国高铁存在的问题及对策中国高铁存在的问题及对策【摘要】从21世纪的初期开始，中国的高铁建设拉动了高速铁路经济的飞快进步，并已经逐渐取得全世界的关注，对于高铁这种新型产业的研究及探索非常重要的。
高铁经济具有非常大的战略意义，对我国经济的发展也有很大的促进作用，然而，目前我国的高铁仍旧存在着很多的问题，我们需要正确看待这些问题，实施有效的对策以促进我国高铁经济的快速高效发展。
【关键词】高铁；促进作用；对策；高效发展1 研究背景及意义如今我国已经建立了比较完整的铁路运营管理系统，这在一定程度上保证了高铁运营的安全性，也取得了令人欣慰的成绩。
不仅为广大公民提供了方便、实用而又安全的服务，在另一方面也促进了我国经济的快速稳定发展。
现我国每日进入运营状态的“和谐号”已经超过1000列，服务的旅客达将近百万人。
在高铁进入运营后，原本的铁路运输压力降低，使铁路可以增加自身的货运量，增强完善原有的产品运输系统，这在一定程度上为今后货运质量的提升提供了坚实的后盾。
高铁的发展是我国改革开放以来的一场重要革命。
然而3 我国高铁发展过程中出现的问题我国的高速铁路系统正在以无法想象的速度前进，仅仅用将近5年的时间便实现了国际上需要40多年才能走完的高铁发展路程。
然而，在迅速发展的过程当中也不断显示出其中存在的弊端以及问题。
3.1 高铁票价较高，普通公民并未获益在我国，相对于普通的列车来说，高铁所用时间更短，乘坐也更便捷、舒服，当然它的票价也相对较高。
乘客纵然想乘坐，较高的价格也使得很多乘客望而却步。
尤其在春节或其他重要日子，特快车往往处于一票难求的状态，然而在动车上却往往是空位。
这一定程度上表明了高铁的高昂票价与人们的生活水平之间的差距还是很大的。
在大多数情况下，高铁并不是广大人民的理想选择。
比如说在武汉到广州的高速铁路进入运营阶段后，两者之间的运行时间由原本的10个小时减少至3个小时，然而却很少有人乘坐。
后来铁道部为了增加其购买率，减少了多辆武汉到广州的普通列车。
交通行业未来发展趋势与挑战
交通行业未来发展趋势与挑战引言交通行业一直是国家发展的重要支柱之一，随着科技和社会的不断进步，交通行业也将迎来巨大的变革。
未来，交通行业面临着许多发展趋势与挑战。
本文将探讨未来交通行业的发展趋势与挑战，并且分析可能的解决方案。
1. 新能源车辆的兴起•新能源车辆，如电动车和氢能源车辆，将成为未来交通行业的重要选择。
•这些新能源车辆具有环保、节能的特点，可有效减少尾气排放。
•然而，新能源车辆在充电设施建设、续航里程等方面仍存在挑战。
2. 自动驾驶技术的发展•自动驾驶技术将成为未来交通行业的重要发展方向。
•自动驾驶车辆减少了人为操作的风险，提高了行车安全性。
•然而，自动驾驶技术在法律法规、安全性等方面还需进一步完善。
3. 互联网与交通行业的融合•互联网的发展使得交通行业与智能技术的结合成为可能。
•通过智能交通系统，可以实现交通拥堵的智能管理，提高交通效率。
•但是，数据隐私、网络安全等问题也需要引起重视。
4. 高速铁路的发展•高速铁路是未来交通行业的重要发展领域。
•高速铁路的快速、安全、便捷将成为人们出行的首选。
•然而，高速铁路建设和维护的成本较高，需要解决相关经济问题。
5. 航空业的创新发展•航空业作为国际交通行业的重要组成部分，面临许多挑战与机遇。
•现代科技的发展使飞机更加安全、节能和环保。
•然而，航空业需要应对价格竞争、民航安全等问题。
6. 城市交通拥堵问题的解决•随着城市化进程的加快，城市交通拥堵成为了一大难题。
•通过智能交通管理系统和交通优化策略，可以有效缓解交通拥堵。
•然而，这需要政府、企业和居民共同努力。
7. 绿色出行方式的推广•为了减少环境污染，推广绿色出行方式是重要举措。
•大力发展公共交通、鼓励步行和骑行等绿色出行方式。
•然而，这需要解决公共交通的不便利性和骑行安全等问题。
8. 高效物流的发展•随着电商和物流行业的蓬勃发展，高效物流成为必要条件。
•利用物联网技术和大数据分析，提高物流效率和准确性。
面向交通安全监测领域的光纤传感技术
面向交通安全监测领域的光纤传感技术摘要：在我国，很多交通设施都建于20世纪七八十年代，急需维护和翻建，而25年以上交通设施的维护费用一般是新建交通设施维护费用的几倍，而使用30年的交通设施每平方米的维护费用是10年交通设施的4倍多。
频繁的交通设施垮塌事故在造成着巨大社会经济损失的同时，也影响着社会公众的心理。
因此，有必要对结构状态监测，评估及改进办法开展进一步的深入研究，并形成更加科学的监测方法、更加可靠的智能监测传感元件、更加智能化的安全监测系统，来弥补现有监测手段的单一性，状态评估对象的局限性，安全监测系统决策指导能力不足等缺点，从而避免突然性的交通设施垮塌事故给人民生命财产所带来的损失。
关键词：交通安全监测；光纤传感技术引言光纤传感技术最早的发展始于1977年，在接下来的发展的几十年间，伴随着光通信技术的发展，光纤传感技术得到了飞速的发展。
和传统的各类传感器相比，光纤传感器有一系列独特的优点，如灵敏度高、电绝缘性好、耐腐蚀、防爆、光路有可弯曲性，便于与计算机联接、结构简单、重量轻、体积小等。
由于这些优点，光纤传感技术的应用已经逐步从军事领域发展到了电力、石油、石化、交通和建筑等各个工业领域，在公共安全、国防、工农业安全生产、环保等重大安全监测领域有着重要应用。
随着技术不断更新发展，己出现一些能实用且可在接收现场测试的传感结构。
尤其是分布传感技术进行动态分布测试，可用于全光网络中，使其具有可“感知”光纤被损害的功能。
光纤传感技术在全光网络中的应用将会使全光网络更加安全可靠。
1光纤传感器的传感机理按传感机理，光纤传感器可分为功能型和非功能型传感器；按照被调制的光波参数不同，光纤传感器又分为：强度调制传感器、相位调制传感器、频率调制传感器、偏振调制传感器、波长调制等不同工作原理的光纤传感器。
随着光纤传感技术的不断发展，各种新型的光纤传感器层出不穷。
最新的一些技术进展包括光子晶体光纤传感器、聚合物光纤传感器、长周期光纤光栅传感器、光纤白光干涉传感器等。
高速铁路线路选择及优化方法研究
高速铁路线路选择及优化方法研究高速铁路作为一种重要的交通工具，对于提高交通运输效率、促进区域经济发展具有重要意义。
然而，在高速铁路规划过程中，如何选择最优线路以及如何优化已有线路成为了研究的重点。
本文将从高速铁路线路选择和优化方法两个方面进行深入探讨。
一、高速铁路线路选择方法研究在高速铁路线路选择中，需要综合考虑多个因素，包括地形地貌、人口分布、经济发展水平、环境保护等。
具体而言，可采用以下方法进行研究：1. 线路效益评价模型：建立基于综合效益的评价模型，综合考虑线路的运输效益、经济效益、环境效益等方面，对不同线路进行综合评价，从而选择最优线路。
2. 现实条件分析：通过考察现实条件，包括地理环境、人口状况、经济水平等，分析线路选择的可行性。
例如，如果某地区地形险峻、人口稀少，可能不适宜建设高速铁路。
3. 多目标规划方法：将高速铁路线路选择看作一个多目标规划问题，考虑建设成本、运行成本、交通流量等多个指标，利用多目标优化方法得到较好的解。
通过以上方法的研究，可以得到高速铁路线路选择的合理结果，从而为实际规划提供参考。
二、高速铁路线路优化方法研究高速铁路线路优化是指对已有线路进行改进和优化，以提高运行效率和安全性。
常用的线路优化方法有：1. 智能交通系统优化：基于智能交通系统的优化方法，通过对高速铁路运行数据的分析，提出合理的优化措施，例如提前进行列车调度、优化车辆间隔等。
2. 仿真模型优化：通过构建高速铁路的仿真模型，模拟不同优化策略对线路的影响，通过模拟结果选择最优方案。
3. 运行时间表优化：通过对高速铁路列车的运行时间表进行经济学和运筹学的优化，减少列车之间的空闲时间和排队等待时间，从而提高线路的利用率。
通过以上线路优化方法的研究，可以针对已有线路进行优化，提高高速铁路的运行效率和安全性。
综上所述，高速铁路线路选择和优化方法的研究对于高速铁路规划和建设具有重要的意义。
选择合理的线路可以最大程度地发挥高速铁路的效益，而优化已有线路可以提高铁路的运行效率和安全性。
综合交通运输系统的建设和优化
综合交通运输系统的建设和优化随着人们生活水平的提高和城市化进程的加快，交通运输已经成为一个不可或缺的部分。
而如何建立一个高效、快捷、安全、环保的综合交通运输系统，已成为城市化进程中一个迫切需要解决的问题。
一、综合交通运输系统的定义综合交通运输系统是指在道路、铁路、水路、航空等多种运输方式的基础上，通过有机整合、统一调度和互联互通，实现全方位、多层次、高效便捷的综合交通运输网络。
二、建设与优化1、交通基础设施建设建设合适的交通基础设施是创建综合交通运输系统的基础，也是优化综合交通运输系统的关键。
其中包括公路、高速公路、铁路、高速铁路、航空、水路等各种交通基础设施的建设。
建立高速公路网络，通过路网互联互通，加强城乡间、城市间和城市内部的联系；同时，建设铁路通过铁路联运和高速铁路，缩短大城市之间的距离和运输时间。
开发水路交通，加强内陆河流，河港的建设和整治，通过水路运输，解决区域间的运输问题。
推进航空交通的发展，尤其是在研发高速列车和航空飞行器等方面的应用，进一步提高交通物流的效率和速度。
2、智能交通系统在综合交通运输系统中引入智能交通系统，是提高交通运输的效率、安全性和节能环保的重要手段。
如通过互联网技术，实现交通信号灯的自动控制，提高道路交通的流量和拥堵情况；使用无人驾驶技术，实现自动驾驶，减少车辆事故的发生；运用智能交通导航系统，提高客流量和旅游效率等。
3、绿色交通系统在保障高效便捷的同时，建立一个环保的综合交通运输系统是保障可持续发展的必要条件。
建立起低碳、绿色的交通运输系统，不仅可以减少污染和浪费，降低空气污染和温室气体排放，也可以节约能源，提高交通运输的可持续性。
（1）推广新能源汽车和燃料电池汽车，实现交通运输的清洁化。
（2）在城市规划中，强调步行、骑行、公共交通的优先引导，形成多元化的交通方式。
4、综合运输管理体系综合运输管理体系是整合和协调交通运输系统各个环节、资源和运输载体，制定相应的财务、安全、运输、环境、法律等管理规范和政策，最大程度地保障整个综合运输系统的效率和安全。
高速铁路智能交通系统中的CBTC技术分析
１ ． ３北美先进达控制铁路行车 的。由列车本身检测列车所在位
给列车， 控制列车运行。 ① 轨道 电路定位 。 这是最基 本的列车定位方法 ， 它可 以在
可 以告知后续列车继续前行 的距 离， Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ 车载设备＋ 传 统列控系统 。 Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ １ 级是指地面信号＋ 查询应 断分区 占用并传 输信息， 答器＋ 轨道 电路。 Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ ２ 级是指轨道 电路＋ 查询应答器 ＋ Ｇ Ｓ Ｍ — Ｒ 。 列车根据距离采取相关的减速或制动 。 它可以缩小列车 的安全
２ 国内列车 控制 系统一 一 ＣＴ Ｃ Ｓ
对列 车的即时速度进行积分 的方法得到列车的运 国内Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ 技 术借鉴 了欧＇ ￣ ＋ Ｉ Ｅ Ｔ Ｃ Ｓ 系统 ， 并 根据 国内铁 路实 时运行速度 ， 情做了相 应 的修 改 。 分 成了６ 级， Ｉ ￣ ［ Ｊ Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ４ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ３ Ｄ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ３ 、 行距 离。 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ ２ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ １ 、 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ Ｏ 。 Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ 一 ２ 通 过Ｚ Ｐ Ｗ ２ ０ ０ ０ 轨道 电路检测列车 ４ 结 束语 的位置 ， Ｃ Ｔ Ｃ Ｓ 地面设备据列车 占用情况和运营计划通过轨 道电
． ３列车定位技术 先进列 车控制 系统是 采用无线 技术 和计算 机技 术 ， 通 过 ３
而且相 对比较 置， 通过无线通信 将列车位 置信息送 到地面， 地面中心根据 来 不需对 当前设备 做较大改动就 能实现列 车定位 ，
适 用的范围也很广 而定位 的精确度 则是取决于轨道 电 自各列车 的位置和站 内进路状态等 信息， 决定列车可 以安全运 安 全， ②计轴定位。 它是以计算机技术为核心 ， 加上外部设 行 的区间和速 度 ， 并通过无 线通信报告列车 ， 列 车再根据来 自 路 的长度。
高速铁路技术的新发展趋势
高速铁路技术的新发展趋势随着国家经济的不断发展和人民生活水平的提高，对于交通运输行业的需求也越来越高。
高速铁路技术是目前世界上最为先进的铁路技术，在中国的成功应用更是引领了全世界的发展趋势。
本文将从技术、经济和环保三个方面来探讨高速铁路技术的新发展趋势。
一、技术方面1. 超高速铁路技术现有的高速铁路技术中，时速最高的是中国的复兴号高速动车组，最高时速可达350公里/小时。
然而，距离真正的超高速铁路技术还有很大的距离。
超高速铁路技术的目标是实现超过600公里/小时的时速，以满足日益增长的高速交通需求。
在实现超高速铁路技术的过程中，需要克服许多技术难题，如牵引力、制动力、安全等方面。
因此，超高速铁路技术仍然处于研究和试验阶段。
2. 磁悬浮列车技术磁悬浮列车技术是目前高速铁路技术中的一种先进技术。
磁悬浮列车不需要轨道，而是通过磁悬浮技术悬浮在轨道上运行。
磁悬浮列车具有运行平稳、时速快等优点，已成为未来高速铁路技术的一个方向。
中国目前已经建成了世界上最长的磁悬浮列车线路——上海磁浮示范运营线，未来还将继续推进磁悬浮列车技术的研究和应用。
二、经济方面1. 转向智能化在高速铁路的建设及运营过程中，传统的轨道工程及设备维护费用十分昂贵，尤其是对于那些需要大量维护人员及设备的交锋轨道及轮轨系统（如复兴号高速动车组）。
为了降低这些成本、提高系统运行效率，需要加强对于高速铁路智能系统的研发及应用。
这些智能系统包括智能交通调度系统、智能轨道崩溃检测及预测系统等。
通过这些先进的智能化技术的应用，既可以提高高速铁路运输的安全性，又可以降低运营成本。
2. 数据化管理高速铁路与信息化的结合是必要的，数据化管理可以实现对于高速铁路系统、行车机组、车站及运输等方面的信息化管理、统计及分析。
数据化管理可以加强对高速铁路的整体管理，包括客流管理、检测监测、运营调整、可持续性评估等，从而优化运营管理效能，提升运输质量。
三、环保方面1. 车体材料的研发及应用高速铁路列车的重量较大，在运营过程中会产生一定的能源消耗及噪音污染。
综合交通体系发展重点专项规划
综合交通体系发展重点专项规划综合交通体系发展重点专项规划是指针对综合交通体系建设中的关键问题和重点难点，有针对性地提出一揽子具体实施方案和措施的规划文件。
以下是一份关于综合交通体系发展的重点专项规划，包括规划目标、重点任务和实施措施等内容。
一、规划目标1.优化交通布局，提升综合交通网络的覆盖范围和质量水平。
2.完善交通基础设施，提高交通设施的智能化和可持续发展水平。
3.增强交通管理水平，提高综合交通运行效率和服务质量。
4.推动交通一体化发展，促进综合交通的互通互联和便捷快速。
二、重点任务1.建设高效便捷的综合交通网络（1）完善高速公路网络布局，优化高速公路的服务能力和通行效率。
（2）改造提升城市道路网络，优化交通组织，提高道路的通行能力。
（3）加强铁路、航空等交通方式的联通，提高综合交通的互联互通程度。
（4）建设便捷高效的公交、地铁等城市公共交通系统，提供便民出行服务。
（5）发展智能交通系统，提高交通管理和服务水平。
2.提升交通基础设施水平（1）加强交通设施建设，扩大投资规模，提高交通基础设施的完善程度。
（2）推动交通基础设施的智能化改造，提高设施的信息化管理和运行效率。
（3）加强交通设施维护和保养，确保设施的安全可靠性和使用寿命。
3.加强交通管理水平（1）完善综合交通运行管理体制机制，提高管理水平和服务质量。
（2）推进交通管理信息化建设，建立综合交通管理信息系统。
（3）加强交通管理人员培训，提高管理人员的综合素质和专业能力。
4.推动交通一体化发展（1）加强各交通方式之间的协调配合，提高综合交通的互通互联程度。
（2）推动城乡交通一体化发展，提高农村地区的交通服务水平。
（3）推进交通创新发展，鼓励新技术、新模式在综合交通领域的应用。
三、实施措施1.加大资金投入，保障综合交通建设和发展的资金需求。
2.建立健全综合交通规划编制和审批制度，确保规划的科学性和可行性。
3.加强政府对综合交通建设和管理的领导和支持，提高政府相关部门的协调能力。
智能交通系统发展历程及关键技术概述
更安全的道路环境
借助智能交通系统的技术手段，提高道路安 全水平，减少交通事故的发生。
更舒适的出行体验
通过智能交通系统的调度和规划，为公众提 供更加舒适、便捷的出行体验。
更环保的可持续性
发展绿色出行模式，减少交通对环境的影响 ，实现可持续发展的目标。
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信号灯控制
根据实时交通情况，对道路信号 灯进行智能控制，以实现交通流
量的优化分配。
智能车辆导航
通过为车辆提供实时的道路信息 和交通信息，帮助驾驶员规划最
佳路线，提高车辆行驶效率。
紧急事件处理
在遇到交通事故或紧急情况时， 控制与优化技术能够迅速响应并 重新规划路线，减少交通拥堵和
事故处理时间。
03
智能交通系统应用场 景及案例分析
智能交通系统在自动驾驶中的应用及案例
智能交通系统在自动驾驶中发挥着重 要作用，包括车辆定位、道路信息感 知、交通场景识别等方面。
VS
案例：Waymo利用智能交通系统和 自动驾驶技术实现了公共道路上的自 动驾驶，提高了道路安全性和运输效 率。
04
智能交通系统面临的 挑战与解决方案
技术瓶颈与解决方案
智能交通系统在城市交通中的应用及案例
智能交通系统在城市交通中应用广泛，包括交通信号控制、交通视频监控、智能 停车、交通违法检测等方面。
案例：北京市朝阳区利用智能交通系统实现对拥堵路段的实时监测和智能调度， 提高了交通运行效率。
智能交通系统在高速公路中的应用及案例
智能交通系统在高速公路中的应用主要包括智能路侧设备 、车辆诱导、交通信息发布等方面。
案例：上海市高速公路利用智能交通系统实现车辆诱导和 交通信息发布，提高了车辆行驶安全性和效率。
智能交通安全监测与预警系统
智能交通安全监测与预警系统一、引言随着交通工具的不断发展和交通流量的不断增加，交通安全问题愈加凸显。
为了降低交通事故的发生率，智能交通安全监测与预警系统应运而生。
本文将介绍智能交通安全监测与预警系统的工作原理、应用场景及未来发展方向。
二、智能交通安全监测系统智能交通安全监测系统是利用高科技手段，如传感器、摄像头、雷达等，对交通环境进行实时监测，以获取交通流量、交通状态、交通事故等数据。
该系统可以准确地记录并实时分析交通情况，帮助交通管理部门改善道路交通管理，并提高道路安全性。
2.1 工作原理智能交通安全监测系统的工作原理分为三个步骤：数据采集、数据处理和数据应用。
首先，通过传感器、摄像头等设备，采集道路交通数据，如车辆数量、车辆速度、道路拥堵情况等。
然后，对采集到的数据进行处理和分析，提取有用的信息，如交通流量统计和交通事故预测等。
最后，根据分析结果，交通管理部门可以制定相应的策略和措施，提高道路交通安全性。
2.2 应用场景智能交通安全监测系统可以广泛应用于各种交通场景。
一方面，该系统可以用于监测城市道路的交通情况，包括道路拥堵程度、交通事故发生率等。
这些数据可以帮助交通管理部门实时调整交通信号，优化道路规划，提高城市交通效率。
另一方面，智能交通安全监测系统可以应用于高速公路和高速铁路等长途交通场景，监测车辆速度、车辆间距等参数，以提供实时安全提示和预警，减少交通事故的发生。
三、智能交通预警系统智能交通预警系统是基于智能交通安全监测系统，通过实时监测交通情况，对潜在的交通事故风险进行预测和预警。
该系统利用先进的算法和模型，结合历史交通数据和实时交通数据，分析道路交通环境，预估未来的交通状况，并及时发出预警信息，帮助驾驶员和交通管理部门做出相应决策。
3.1 预测和预警机制智能交通预警系统的核心是预测和预警机制。
该机制基于历史交通数据、实时交通数据和交通模型，通过数学建模和数据分析，预测未来的交通流量、交通状态和交通事故概率。
关于智慧高铁全生命周期经济性研究的思考——以京张高铁为例
第20卷第1期2021年1月北京交通大学学报(社会科学版)J o u r n a l o fB e i j i n g J i a o t o n g U n i v e r s i t y (S o c i a l S c i e n c e sE d i t i o n )V o l .20 N o .1 J a n .2021关于智慧高铁全生命周期经济性研究的思考 以京张高铁为例张秋生,朱子璇,姚舒戈,焦敬娟,林晓言(北京交通大学经济管理学院,北京100044)摘 要:智慧高铁全生命周期经济性研究包括对智慧高铁全资产㊁全产业链和全生命周期的智能化技术经济战略㊁策略和方法的研究㊂智慧高铁全生命周期经济性研究对我国智慧高铁建设发展意义重大㊂根据京张高铁的实践,智慧高铁全生命周期分析框架可以从建设和运营两个阶段来考虑,建设阶段包括工程设计㊁工程施工㊁装备建造㊁车站建设四个方面,运营阶段包括设备维修㊁运行安全㊁灾难防护㊁能源环境㊁运输组织㊁企业管理㊁服务质量七个方面㊂智慧高铁全生命周期经济性研究应涵盖五大研究方向和三大核心问题㊂五大研究方向,即:智慧高铁经济理论内涵㊁生产函数系统模型㊁产业生态链复杂经济性㊁经济社会复杂经济性㊁激励机制规划设计㊂三大核心问题,即:智慧高铁全生命周期的技术先进性与经济合理性最佳结合问题㊁智慧高铁产业生态链可持续发展理论与方法论问题㊁全生命周期下经济社会复杂经济性的理论和关键技术问题㊂关键词:智慧高铁;全生命周期;经济性中图分类号:F 503;U 29-39 文献标识码:A 文章编号:1672-8106(2021)01-0046-09收稿日期:2020-09-01基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目 智慧高铁全生命周期经济性研究 (2020J B D Z 009),项目组长林晓言㊂作者简介:张秋生,男,北京交通大学经济管理学院教授,博士生导师㊂研究方向:企业并购㊁公司金融㊂朱子璇,女,北京交通大学经济管理学院博士研究生㊂研究方向:产业经济㊂姚舒戈,男,北京交通大学经济管理学院硕士研究生㊂研究方向:技术经济及管理㊂焦敬娟,女,北京交通大学经济管理学院副教授,博士㊂研究方向:运输经济㊁经济地理㊂通讯作者:林晓言,女,北京交通大学经济管理学院教授,博士生导师㊂研究方向:产业经济㊁运输经济㊁技术经济㊂e m a i l :x y l i n @b j t u .e d u .c n 感谢周渝慧教授在论文成稿过程中的启发式贡献㊂一㊁引 言智能技术作为可以提升应用方全生命周期效能的代表性颠覆技术,正在释放科技革命和产业变革积蓄的巨大能量,形成推动经济社会发展的强大新引擎㊂智能技术在交通运输业的应用始自20世纪90年代,主要领域为高速公路和城市交通,并以 智能交通 概念的提出为标志㊂在综合交通运输体系中,铁路具有绿色㊁准时㊁大体量的技术经济特征,一直以来在大宗远距离运输市场上发挥着骨干作用㊂但是随着经济社会发展进入后工业化㊁后运输化阶段,特别是伴随着信息技术近于零边际成本的普及,旅客和货物的交通运输市场包括城市交通的需求特点呈现出近距离㊁小体量㊁时效性等碎片化㊁分散化趋势,这类需求日渐占据运输市场主要份额㊂为了应对需求的变化,世界各国纷纷制定符合自身国情的智慧铁路发展战略并开展实践,例如,欧盟的S h i f t 2R a i l 科技创新项目㊁德国的铁路4.0战略㊁法国的T E C H 4R A I L 计划㊁英国的智能基础设施(I n t e l l i g e n t I n f r a s t r u c t u r e )战略㊁瑞士的S m a r t R a i l 4.0㊁日本的C y b e r -R a i l 研究计划㊁美国的S m a r t e rR a i l r o a d 计划等㊂如何通过将数字技术㊁智能技术应用于传统铁路系统,迅速提升其全生命周期综合效能和市场竞争力,从而更好发挥轨道交通综合技术经济优势,已成为世界各国普遍共识和亟待解决的实践难点问题㊂为促进我国铁路数字化㊁智能化发展,我国发布了一系列战略㊁规划和策略㊂2017年,十九大报告提出 交通强国 战略,对我国包括铁路运输业高质量发展提出更高要求,为其转型升级指明了方向㊂同年,中国铁路总公司(2018年12月5日后更名为中国国家铁路集团有限公司)发布新时期下‘铁路信息化总体规划“,提出建设中国标准的智慧铁路信息系统(C R I S ),建设 C R 1623标志性工程,即构建一体化信息集成平台,打造 战略决策㊁运输生产㊁经营开发㊁资源管理㊁建设管理㊁综合协同 六大企业级业务系统,健全 网络安全体系㊁信息化治理体系 两大体系,提升 客户服务㊁生产经营㊁开放共享 三大能力,并将智能京张高铁项目作为信息化示范项目之一㊂同年,智慧京张㊁智慧京雄等重大工程项目正式启动㊂2018年3月,中国首次开展 高铁智能化 试验,中国铁路总公司在北京至沈阳高铁辽宁段启动 高速铁路智能关键技术综合试验 ㊂至同年5月,包括时速350公里的复兴号 长编组动车组专项试验等多个项目顺利完工,综合试验取得阶段性成果,这些成果被应用于北京至张家口高铁㊁北京至雄安新区城际铁路的高铁智能化建设㊂2019年12月30日,京张高铁正式开通运营㊂京张高铁汇集了智能建造㊁智能装备㊁智能运营等多项技术攻关成果,是中国首条采用B I M 技术设计㊁建造㊁施工的设计时速350公里的智能铁路㊂总体来看,在‘国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)“和‘国务院关于振兴装备制造业的若干意见“等顶层设计引领下,可以说以京张高铁为代表,我国高铁智能化建设已正式启动实践进程㊂但与此同时我们也发现,实践再一次走在了理论前面,智慧高铁作为工业化㊁运输化㊁信息化㊁城市化等融合发展的实践场景之一,如何将其融入交通强国战略并长期服务于国家现代化强国目标,还有许多理论问题需要研究和探讨㊂本文聚焦于智慧高铁全生命周期经济性问题,在充分认识智慧高铁全生命周期经济性研究重大意义基础上,以京张高铁为例对智慧高铁全生命周期分析框架㊁智慧高铁全生命周期经济性研究的关键问题及研究技术路线进行一些思考和探讨,以期对我国智慧高铁的建设发展有所贡献㊂二、智慧高铁全生命周期经济性分析及其研究意义本文所定义的全生命周期经济性分析,主要是指对产品从设计㊁制造/施工㊁使用/经营到报废回收各个阶段的成本与收益进行识别与计算,从而实现对该产品全面经济性予以综合评估的分析方法㊂该方法起源于早期对产品全生命周期内环境的分析,后经不断发展㊁完善,被各领域广泛应用㊂该方法在铁路领域的应用,对铁路充分发挥技术经济优势产生了显著影响㊂智慧高铁作为世界铁路运输史上的又一次重大革新,借助全生命周期经济研究方法对其进行综合评估,充分发挥智慧高铁的自身价值并带动交通运输系统经济效率的全面提升是必然趋势㊂(一)全生命周期分析思想及其在铁路领域的广泛应用早期的全生命周期评价(F u l l L i f eC y c l eA n a l y s i s ,F L C A )是对一个产品或工艺流程整个生命周期内直接和间接环境影响的分析㊂F L C A 也称作从摇篮 到 坟墓 的分析,在发展中逐渐拓展为一种对产品系统全生命周期有关的输入㊁输出及其潜在影响进行汇编和评估的技术方法㊂Z o e t e m a n 等[1](2019)使用全生命周期成本分析(L i f eC y c l eC o s tA n a l y s i s ,L C C A )评估了西班牙马德里地铁扩建计划中使用的轨道结构,以及荷兰铁路嵌入式轨道结构的财务可行性㊂Z o e t e m a n 等[2](2001)将全生命周期成本(L i f eC y c l eC o s t ,L C C )和可靠性(A v a i l a b i l i t y )相结合,以荷兰高速铁路H S L S o u t h 为例,研究了包括投资优化㊁成本维护㊁可用性和可靠性在内的全生命周期成本以支持决策㊂汪盈盈[3](2007)总结了国外采用L C C 法评价高速铁路无砟轨道经济性的研究经验,并试用L C C 法于我国无砟轨道㊂N i s s e n [4](2009)对瑞典铁路的道岔和道口的L C C 值进行了测算,探索使用L C C 作为基础设施管理决策工具的可行性㊂季学胜[5](2009)对C T C S -3列控系统的整个生命周期进行了系统评估,并尝试建立了符合我国国情和路情的高铁列控系统及系统评估体系㊂为提高欧洲交通系统R AM S(可靠性㊁可用性㊁可维护性和安全性)㊁降低L C C 值,2009年,欧盟I N N O T R A C K 项目发布研究报告,介绍了衡量R AM S 和L C C 值的指标,以及如何将两者有效结合并应用在铁路领域[6]㊂H o f f a r t [7](2010)以铁路运营过程的供应商和客户为研究对象,对信号系统的全生命周期进行了分析㊂L a m i k 等[8](2012)讨论了R AM S 和L C C 结合应用的原则以及数据搜集分析阶段的重要因素和边界条件,并尝试将两者应用于铁路轨道领域㊂V a n d a n j o n 等[9](2012)将L C A 方法应用于铁路基础设施全生命周期的环境影响和能源消耗测算,旨在确定环境保护标准下铁路建设项目的最佳实践方式㊂宋晓东等[10](2014)建立了高速铁路和高速公路各自生命周期不同阶段的碳排放量及减排回收期的核算模型㊂陈进74第1期 张秋生等:关于智慧高铁全生命周期经济性研究的思考84北京交通大学学报(社会科学版)2021年杰等[11](2016)以京沪高铁为例,根据L C C A理论将高速铁路全生命周期划分为建材生产㊁施工建设㊁运营维护和报废拆除处置4个阶段,构建全生命周期碳排放模型,对线路的全生命周期碳排放进行了定量分析㊂从既有文献看,对于铁路领域的全生命周期分析主要集中在碳排放㊁能源消耗领域,整体经济性研究仍以定性为主,全生命周期的综合评价研究还有待加强,在智慧高铁领域的应用更不多见㊂智慧高铁全生命周期经济性分析是对智慧高铁系统在建设㊁运营及升级改造全生命周期面向效率㊁效益和可靠性的经济研究,这项研究将对建设发展智慧高铁㊁抢抓人工智能等国家重大战略机遇㊁实现世界高铁技术领先优势等多重目标具有重大意义㊂(二)智慧高铁全生命周期经济性研究的重要意义铁路数字化并非是对技术本身的追求,通过数字技术实现铁路系统的降本增效才是最终目的㊂智慧高铁是数字技术在铁路全生命周期范围内的集成应用,这一特点使得对智慧高铁全生命周期费用效益的识别测算变得复杂㊂对于智慧高铁全生命周期经济性的评价需要技术经济学㊁工程经济学㊁项目管理学及系统科学等相关领域理论和方法的支撑㊂在数字技术和铁路系统的融合过程中,技术先进性和经济合理性的平衡至关重要,如何通过量化手段对智慧铁路系统进行全生命周期的技术经济分析,进而实现更好的经济效益是亟待解决的问题㊂智慧高铁全生命周期经济性研究是贯穿于智慧高铁全资产㊁全产业链和全生命周期的智能化技术经济战略㊁策略和方法㊂智慧高铁与其他轨道交通以及经济社会发展的网络协同经济性研究,都需要对智慧高铁以实现高品质易行服务为目标的全资产㊁全生命周期投入㊁质量和效益的演化逻辑及其复杂网络经济性开展国际前沿科学研究㊂相关研究的重要意义主要体现在以下几个方面:1.对智慧高铁经济性的系统性研究是充分发挥铁路技术经济优势,促进人工智能同经济社会发展深度融合,借助人工智能抢抓战略机遇㊁占据发展制高点的重大战略需要㊂数字化技术将在全生命周期范围内为铁路系统带来全新的变革,从建设期到运营期,数字化㊁智能化对于铁路将产生多方面的影响,既有利于提高工程及装备设计㊁运行安全㊁灾难防护㊁运输组织㊁企业管理㊁运输服务水平的质量效益,也有利于降低工程施工㊁装备建造㊁设备维护成本的成本效益,还有利于提高节能减排的环境效益,最终产生促进社会发展的综合经济效益㊂2.对智慧高铁经济性的系统性研究是对铁路数字化过程中技术可行性和经济合理性的平衡,是通过数字技术实现铁路全系统降本增效的关键㊂效益驱动下的铁路数字化可以使铁路系统实现整体效能的提升,在全生命周期范围内提升效率㊁增强质量的同时降低建设运营的全生命周期成本㊂为实现上述目标,智慧高铁建设过程中技术与经济的平衡是关键㊂3.对智慧高铁经济性的系统性研究,通过建立能够对 智能化 进行费用效益识别和测算的指标体系和测算标准,为分析智慧高铁经济性提供基础㊂对于智慧高铁而言,智能化是贯穿工程建设㊁装备制造㊁运营维护的全生命周期的技术集成,全生命周期思想为分析智能技术对铁路发展的影响提供了系统视角㊂建立智慧高铁项目全周期经济性评估体系,可为分析和实现智慧高铁乃至全交通运输系统的经济性提供基础㊂4.对智慧高铁经济性的系统性研究,可为提升国家 中国智造 全球竞争力,提高我国高铁国际竞争力提供支撑㊂高铁全球价值链治理的实质是核心技术掌控者建立标准,控制链上企业,发挥协调作用,主导生产与分配,追求价值链租金份额最大化㊂面对国际高铁市场的激烈角逐以及部分国家对于中国高铁技术与标准自主创新能力的质疑,中国要占领制高点就必须进行核心技术研发,推动高铁的智能化改造是可行选择㊂从全资产㊁全产业链和全生命周期的视角,明确智慧高铁经济性的理论含义㊁研究边界㊁核心关键技术,将有助于我国更好应对铁路智能化发展进程,率先在国际上提出智慧高铁全生命周期经济理论和中国参数,从而实现我国高铁国际竞争力的大幅提升㊂三、智慧高铁全生命周期经济性分析框架根据京张铁路的实践,智慧高铁全生命周期的分析框架可以从建设期和运营期两个阶段来考虑㊂其中建设期包括工程设计㊁工程施工㊁装备建造㊁车站建设四个方面,运营期分为设备维修㊁运行安全㊁灾难防护㊁能源环境㊁运输组织㊁企业管理㊁服务质量七个方面㊂如图1所示㊂图1 智慧高铁全生命周期分析框架示意图(一)建设阶段1.工程设计㊂这是在工程建设前期就通过智能化数据采集分析手段制定智能化设计方案㊂京张高铁项目在工程设计中利用建筑信息模型(B I M )技术把二维图纸变成三维实景模型,做到了设备从原材料到运营维护的全生命周期管理,不但提高了施工效率,也提高了工程质量㊂2.工程施工㊂这是指根据工程设计文件在建设场地上用更高效更自动化的方式将设计意图付诸实现①㊂京张高铁工程施工中自主研发了智能化接触网腕臂㊁吊弦生产线和智能接触网立杆车㊁隧道内自动打孔安装平台等专业化工具㊂京张高铁清华园隧道头顶北京十号线㊁四号线及十三号线地铁,面对地铁严格的沉降标准,隧道盾构机上搭载具有感知㊁修正和自动调节功能的传感器②,所收集的设备状况㊁地下工作情况等数据直接上传到中铁十四局全国大盾构数据指挥中心,盾构专家24小时提供远程监控和技术服务㊂施工部门研发㊁投用的智能检测系统随时对海量数据进行处理分析,使风险处于可控状态,实现全过程智能管控[12]㊂京雄城际铁路项目则基于北斗卫星和G I S 技术实现精准铺轨,采用铺轨作业运输调度智能化控制平台,实现了铺轨作业运输调度指挥信息化㊁机车运行监控实时化㊁施工安全管理系统化㊁统计分析自动化四大目标③㊂3.装备建造㊂数字化技术使新设计㊁新产品和新材料可在投用前通过计算机进行虚拟测试,从而提高设计质量㊁降低制造成本㊂京张高铁首次采用了时速300~350k m 高速铁路自动驾驶技术(C T C S +A T O )[13]㊂韩国建设了数字化铁路综合试验线以进行铁路车辆和设备试验[14]㊂重载领域,通过仿真技术开发新产品,可以优化材料选用和装备生命周期,进而通过应用新型轻质材料减轻装备重量㊁增加有效载荷㊁降低单位成本㊂此外,数字化技术还可以帮助投用或生产环境友好型材料和产品㊂4.车站建设㊂京张高铁清河站融合多种智能元素,通过采用智能安全帽㊁无人机航拍㊁机器人放线㊁深基坑自动化实时监测技术等多种技术,构建起了 智慧工地④㊂京雄铁路雄安站从设计和施工到交付和运营,全程采用智能设计理念㊁智能建造技术,凭借与物联网㊁大数据㊁云计算㊁人工智能㊁B I M 等先进技术的紧密融合,成为中国铁路车站创新发展的标志性工程⑤㊂(二)运营阶段铁路智能化程度的提高将优化铁路运输效率,降低服务成本[15]㊂1.设备维修㊂数字化技术被用来监控设施故障实现预测性维护,最终提高设备使用寿命㊂同时,预测性维护通常比故障修复或计划维护更节省成本㊂京张高铁首次采用智能供电运行检修管理系统㊁应急处置的智能调度系统㊁牵引供电设备故障预测与健康管理系统等多种智能化设备故障预测与维修系统㊂法国铁路公司S N C F 实施的庞大工业互联网战略已使得其列车维护成本下降约20%[16]㊂韩国将94第1期 张秋生等:关于智慧高铁全生命周期经济性研究的思考①②③④⑤见M B A 智库,工程施工㊂h t t p s ://w i k i .m b a l i b .c o m /w i k i /%E 5%B 7%A 5%E 7%A 8%8B %E 6%96%B D%E 5%B 7%A 5见光明日报, 令人惊叹的不只是快速与智能 京张高铁首发体验 ㊂h t t p ://w w w.x i n h u a n e t .c o m /t e c h /2019-12/31/c _1125406444.h t m 新华网,京雄城际铁路北京段:92.4公里,浓缩千年智与梦㊂h t t p ://w w w.b j .x i n h u a n e t .c o m /b j y w /2019-09/26/c _1125042833.h t m 东方网,京张高铁第一大站新建清河站主体封顶多种智能元素构建起 智慧工地 ㊂h t t p ://n e w s .e a s t d a y .c o m /e a s t d a y /13n e w s /a u t o /n e w s /c h i n a /20181025/u 7a i 8144671.h t m l 新京报,京雄城际雄安站预计明年底投入使用㊂h t t p ://w w w.b jn e w s .c o m.c n /n e w s /2019/11/13/649129.h t m l05北京交通大学学报(社会科学版)2021年数字化技术用于改进轨道㊁电务㊁信号设备的日常维护㊂俄罗斯计划引入一个基于数字化㊁无线通信等技术,具有全面故障诊断和远程监控功能的系统用于基础设施日常维护㊂2.运行安全㊂智能技术可以通过加强危害监测㊁提高重复错误预防能力㊁自动预测㊁对冲潜在风险等方式保障铁路运行安全,例如智能技术可以通过自动减速或停车减少人为失误导致的事故进而减少损失[17]㊂京张高铁在原有通信系统中增加完善北斗技术,实现了施工及维护上道作业人员监控㊁应急通信㊁铁塔倾斜检测等多种能力,并对关键设施设备㊁重点工程结构等进行了实时监测,完善铁路防灾体系,以保障铁路运行安全㊂3.灾害防护㊂智能技术可以通过高分辨率地图技术㊁数据模拟等多种方式为防灾㊁救灾赋能㊂京张高铁项目采取智能机器人巡检方式,引入了基于大数据的健康自诊断系统和自然灾害监测系统,提升了变电所的智能化程度㊂同时,建立了八达岭长城地下站防灾疏散救援系统,进一步保障了铁路运行安全㊂4.能源环境㊂智能技术支撑下的先进制动系统㊁能源管理工具等将有利于减少列车运行中资源消耗和环境污染㊂此外,数字技术还将帮助实现无人驾驶列车的能耗最小化㊂京张高铁采用的自动驾驶系统可以有效地提高运输能力㊁降低运行能耗,其站点之一清河站采用了垃圾分类运输的气力输送生态系统,极大地保护了环境㊂据法铁估计,通过利用车辆或固定装置上的能源监控装置,可节省约20%的能源[18]㊂5.运输组织㊂通过将数字技术应用于运营,铁路运输更加高效㊁经济㊂京张高铁构建了基于A I的高速铁路智能调度系统,实现进路和命令安全卡控㊁列车运行智能调整㊁搭建行车信息数据平台㊁行车调度综合仿真以及A T O系统需要的行车计划上车等功能[19]㊂得益于数字技术发展,美国自1980年以来铁路交通密度增加了约200%,但铁路网络的规模没有显著增加,同时机车生产率提高93%,每列火车平均货运量提高了63%㊂数字技术的投用提高了铁路运营效率,进而使铁路得以保持价格竞争力㊂如今美国铁路货主可以用和1980年几乎相同的价格运输约两倍的货物[20]㊂此外,高速铁路信号系统智能化能够进一步提高其运输能力和服务水平,降低运营成本[21]㊂6.企业管理㊂京张高铁深度融合旅客服务㊁客运管理㊁车辆装备㊁应急指挥等众多业务,利用智慧技术建立了A I辅助决策㊁新一代旅服系统㊁智能管控服务等多功能平台㊂在美国,数字技术通过算法,帮助有着针对工作人员非常复杂的规章制度的铁路行业找出和业务需求匹配的设备和人员,帮助企业实现对资源的高效管理㊂此外,数字化技术支撑下的系统数据实时监测系统能够及时收集充足的数据,再通过大数据分析系统对复杂信息的分析整合和数据建模处理,铁路公司不但可以更有效地监控运营和更及时地采取措施,还可以将公司战略或运营决策与变化的市场紧密结合,以促进铁路系统以更低的成本提供更高的运营效率和服务质量,以及更安全可靠的环境[22-23]㊂7.服务质量㊂客运系统在数字化技术支持下可以通过火车站W i-F i网络识别移动设备进而识别用户,为旅客提供一系列个人定制的出行全过程服务㊂此外,智能化技术为车站刷脸快速进站㊁站内智能机器人导航提供了可能㊂京张高铁智能动车组按照 标准配置+奥运配置 的思路,可以提供多语播报㊁滑雪板存放㊁高速互联网覆盖㊁奥运赛事直播等多种服务㊂货运系统通过射频技术及信息系统可以跟踪货物及货车位置,从而使到货时间的预测更加准确,以帮助货主安排销售㊁广告等活动㊂例如,美国的智能货物申报系统使货物在节点等候时间由原来的5天缩短至数小时㊂智慧高铁项目系统庞大且生命周期较长,与生命周期较短的土木建筑工程相比,数据搜集与处理难度更大[24]㊂同时,铁路建设和运营过程涉及多利益主体,在其全生命周期过程中涉及到的机构主要包括:研发单位(科研院所)㊁设计单位(设计院)㊁施工单位(工程局)㊁运营部门(铁路局),以及使用铁路的用户和可能受到影响的沿线居民等,其中研发单位希望实现技术可靠性和经济可行性的综合优化,设计单位希望结构可靠,施工单位希望降低建设成本,运营部门希望降低维修成本,旅客和沿线居民希望安全可靠㊁环境影响低㊂不同主体追求目标的差异,使得对铁路项目进行全生命周期的分析更加复杂㊂既有研究下,铁路领域全生命周期成本方法的应用集中于对具体技术产品或工程项目的全生命周期分析,而对于系统整体的全周期经济性研究仍然十分欠缺㊂。
智能交通系统以及国内外研究现状
智能交通系统以及国内外研究现状一、引言随着科技的飞速发展和社会的信息化进程，智能交通系统的概念越来越受到广泛。
智能交通系统通过运用先进的信息技术、通信技术以及计算机处理技术，旨在提高交通系统的效率、减少交通拥堵、降低交通事故发生率，以及优化城市交通运营管理。
本文将探讨智能交通系统的基本概念、组成以及国内外的研究现状。
二、智能交通系统概述智能交通系统是一种综合性的交通管理系统，它利用各种先进的技术和设备对交通运营进行实时监控、预测和管理，以提高交通系统的效率和安全性。
这些技术包括但不限于：先进的通信技术、大数据分析、人工智能、传感器技术等。
三、国内研究现状近年来，我国在智能交通系统领域的研究和应用取得了显著的进步。
国内的研究主要集中在以下几个方面：1、智能交通管控：我国在城市交通信号控制、交通诱导、公共交通优化等方面进行了深入的研究和实践，通过引入先进的算法和技术，提高了交通管控的效率和准确性。
2、智能车辆技术：我国在自动驾驶技术、智能网联汽车技术、车载智能设备等方面取得了重要的突破。
其中，自动驾驶技术已经从实验室阶段走向了实际道路测试阶段。
3、大数据和人工智能在交通领域的应用：我国利用大数据和人工智能技术对交通数据进行挖掘和分析，为交通决策提供更准确的数据支持。
例如，通过大数据分析可以对城市交通流量进行预测，为交通规划和调度提供参考。
四、国外研究现状与国内研究相比，国外在智能交通系统领域的研究起步较早，且在某些领域已经达到了领先水平。
以下是一些国外的研究重点：1、无人驾驶汽车：一些发达国家如美国、德国、日本等已经在无人驾驶汽车领域进行了大量的研究和实验，部分公司已经实现了无人驾驶汽车商业化运营。
2、智能公交系统：一些欧洲国家如英国、法国等在智能公交系统方面进行了深入的研究和实践。
通过引入先进的通信技术、传感器技术等，实现了公交车辆的实时监控和调度，提高了公交运营的效率和可靠性。
3、智慧城市交通规划：一些亚洲国家如新加坡、日本等在智慧城市交通规划方面进行了大量的研究和实践。
智能ai在解决高铁站拥堵及占座行为等问题中的应用
摘要：随着高铁出行人流量的不断增加，客流高峰时段检票口人流拥挤，同时在列车上随意占座及霸座现象时有发生。人
工智能领域已经取得较大进展,文章通过对产生拥堵等不良现象的原因进行分析，构建AI智能系统优化客流拥挤、不良占座
等问题°
关键词:高铁站拥挤;不良霸座;智能技术杜绝;AI身份比对
中图分类号:U472
智能系统实现人性化设计模块,首先，
同
时按下座椅旁的请求换座位 ，系统经过 信
息互换,
换座特殊服务。其次如遇小
等无法自主
的 ，可由监护人辅助
,
进行座位身份智能 ,
座。
极少可能如
目前在我国高铁客运站及列车座位上还缺乏
良好的系统构建，一方面对高铁入站安检环节没有 得以智能整合构建，另一方面对列车上挑战良俗、 缺失道德的占座、霸座乘客,缺少有效杜绝事件发
生的智能技术系统构建°
在AI的创新时代，高速网络互联、智能手机、 交通运输等领域都需要机器学习的创新力量°技 术的发展和需求的互补给予智能交通运输系统发
表7中国铁路运营发展已进入智能化阶段
时期
类型
主要特点
起步 起步-发展
发展 发展-跨越
传统型区间式 共享性-共享协同
型 智慧型大数据互联网+
以提高业务效率为主要目的 综合信息跨部门协同 理念融合，快速响应
云计算，大数据分析，科学决策等
收稿日期：203 -3 -02
-174 •
1站内拥堵及霸座行为性质分析
2020年第3期 （总第318期）
黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI
No. 3,2020
(Sum No. 318)
芦檪111•殏
《高速铁路ATO系统暂行技术规范》等8个标准性技术文件(送审稿)通过专家评审
铁道通信信号RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION2019年3月第55卷第3期March 2019Vol. 55 No. 3厂厂=▲《高速铁路ATO 系统暂行技术规范》 ｛技术 等8个标准性技术文件（送审稿）通过专If 里J 家评审2019年1月25日.中国铁路总公司科信部、工电部在北京组织仔幵关于《高速铁路ATO 系统暂行技术规范》等8个标准性技术文件（送审稿）夕家评审会。
会上与会专家逐条听取了编制单位（铁科院集I 才1公司.通号设计院，和利时公司.北京交大）关于修编说明的汇报.经认真讨论，同意通过评审。
▲《自主化C1CS-3级列控车载设备暂行技术条件》（送审稿）及《自主化无线闭塞中心暂行技术条件》（送审稿）通过专家评审2019年1月25 II ,中国铁路总公司科信部、T 电部在北京组织召开口主化C'TCS-3级列控$载设备、无线闭塞中心技术条件Q 家评审会。
会上与会专家逐条听取厂通号设计院关于《自主化CTCS-3级列控车载设备暂行技术条件》（送审稿）和《自主化无线闭塞中心暂行技术条件》（送审稿）修编说明的汇报，经认真讨论，同意通过评审。
（中国铁路总公司科技和信息化部）▲“基于协同指挥的高铁智能调度理论与方法研究”获得国家自然科学基金——高铁联合基金正 式立项国家自然科学基金委员会 中国铁路总公司高 速铁路基础研究联介基金（简称“高铁联合基金”）・ 主要是结合国家战略发展需求•资助我国铁路行业中与高速铁路发展密切相关领域的具有重要科学意义和应用价值的重大关键科学技术难题及共性问题的研究。
高铁联合基金旨在发挥科学基金的导向和协调作用•促进产、学、研结合，吸引和调动社会科技资源，开展以我国高速铁路发展为背景的相关领域 基础研究T 作，推动我国铁路行业H 主创新能力提升。
高铁联合基金属于国家级重点课题。
“基于协同指挥的高铁智能调度理论与方法研究”于2019年1月由国家门然科学基金会正式批 准立项。
高速铁路运行管理与智能化调度
高速铁路运行管理与智能化调度一、运行管理的重要性高速铁路运营管理是保障列车运行的关键环节，直接影响列车运行的安全、准时和高效。
随着高速铁路的不断发展，传统的人工运行管理已经无法满足日益增长的运输需求。
面对庞大的数据量和快速变化的环境，采用智能化调度系统成为解决问题的重要途径。
二、智能化调度技术的基本原理智能化调度技术主要包括数据采集、数据处理和决策制定三个环节。
首先，通过各类传感器和监测设备，采集列车运行中的各项数据，如速度、位置、能耗等。
然后，对采集到的数据进行处理和分析，提取关键信息，并根据统计模型和算法进行预测和调整。
最后，根据调度指令和优化策略，制定最佳运行方案，并通过自动化系统实施。
三、智能化调度系统的优势相比传统的人工调度模式，智能化调度系统具有以下优势：1. 数据获取更加准确和及时。
传感器和监测设备可以实时采集大量列车运行数据，减少了人为操作的随机性和主观性。
2. 响应速度更快。
智能化调度系统可以快速处理数据并制定最佳决策，实现实时调度和迅速响应，提高了列车运行的效率和准时性。
3. 降低事故风险。
通过数据分析和预测，可以及时发现潜在的问题和风险，并采取相应措施以预防事故的发生，提高了运营的安全性。
4. 提高运营效率和经济性。
智能化调度系统能够通过优化列车运行方案和资源配置，减少能耗和运营成本，提高了铁路运输的经济效益。
四、智能化调度实际应用案例目前，智能化调度技术已经在许多高速铁路运营中得到应用。
1. 列车运行监控与调度。
利用智能化调度系统，可以实时监控列车的运行状态和位置，并根据实际情况进行调度和指导，确保列车按时按线路运行。
2. 能耗管理与优化。
通过采集和分析列车的能耗数据，可以优化列车运行方案和车辆的能效管理，降低能源消耗和环境污染。
3. 故障预测与维修。
通过智能化调度系统的故障预测功能，可以提前发现和预测列车设备的故障，并及时调度维修人员进行维护，减少因故障造成的运行停顿时间。
交通运输中的智能化技术与应用
智能化技术可 以实时监测交 通流量，预测 交通需求，为 交通规划提供
数据支持。
智能化技术可 以通过仿真模 拟，评估交通 规划方案的有 效性和可行性。
智能化技术可 以辅助设计师 进行方案设计， 提高设计效率
和质量。
智能化技术对交通 运输的影响
智能化技术通过实时监控和调度优化，减少交通拥堵和延误 自动驾驶技术能够提高道路安全性和减少事故发生率 智能物流系统能够优化运输路径和提高货物配送效率 智能化技术能够提高公共交通系统的运营效率和乘客出行体验
智能物流系统的技术实现
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智能物流系统在交通运输中的应用 和影响
城市智能交通系统的建设现 状和成果
城市智能交通系统的定义和 功能
城市智能交通系统的发展趋 势和未来展望
城市智能交通系统在交通运 输中的重要性和意义
自动驾驶汽车：人工智能技术将推 动自动驾驶汽车的普及，提高道路 安全和运输效率。
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政策支持：各国政府对无人驾驶汽 车的研发和应用给予政策支持，推 动其商业化进程。
产业链完善：无人驾驶汽车的产业链 逐渐完善，包括硬件制造、软件研发、 运营服务等环节，为产业发展提供有 力支撑。
智能物流系统的定义和功能
智能物流系统的发展趋势和未来展 望
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高速公路：提高 了运输速度和效 率
高速铁路：实现 了快速、安全、 舒适的出行
航空运输：缩短 了远距离的旅行 时间
城市轨道交通：缓 解了城市交通压力， 提高了出行效率
智能化技术应用 于交通运输的背 景
智能化交通运输 方式的发展历程
智能化交通运输 方式的优势与特 点
交通运输中的智能交通管理平台
交通运输中的智能交通管理平台在当今快节奏的社会中，交通运输的重要性日益凸显。
随着城市的发展和人口的增长，交通拥堵、事故频发等问题给人们的出行带来了极大的困扰。
为了有效地解决这些问题，智能交通管理平台应运而生。
智能交通管理平台是一种融合了先进技术和创新理念的综合性系统，它通过对交通数据的采集、分析和处理，实现对交通流量的精准调控和优化。
这一平台涵盖了多个方面，包括交通信号控制、路况监测、车辆追踪、出行规划等，旨在提高交通运输的效率和安全性。
首先，让我们来了解一下智能交通管理平台是如何采集交通数据的。
传感器技术在其中发挥了关键作用。
道路上的感应线圈、摄像头、雷达等设备能够实时监测车辆的速度、流量、位置等信息。
此外，移动设备的普及也为数据采集提供了新的途径。
例如，智能手机中的地图应用可以通过用户的定位信息了解道路的拥堵情况。
这些丰富的数据如同血液一般，为智能交通管理平台的运行提供了源源不断的动力。
有了海量的数据，接下来就是如何对其进行分析和处理。
强大的数据分析算法和计算能力是必不可少的。
通过对历史数据和实时数据的挖掘和分析，平台能够预测交通流量的变化趋势，提前做出应对措施。
比如，在工作日的早晚高峰时段，平台可以根据以往的经验和实时数据，自动调整交通信号灯的时长，以最大程度地减少拥堵。
交通信号控制是智能交通管理平台的核心功能之一。
传统的交通信号灯往往按照固定的时间间隔切换，无法根据实际交通流量进行灵活调整。
而智能交通管理平台能够实现交通信号的自适应控制。
它根据各个方向的车流量实时调整信号灯的时长，确保道路的通行能力得到最大程度的发挥。
在一些复杂的路口，还可以采用智能的交通信号协调控制策略，使得多个信号灯之间相互配合，形成一个高效的交通流。
路况监测是保障交通安全和畅通的重要手段。
智能交通管理平台通过摄像头、无人机等设备，对道路的路况进行实时监控。
一旦发现事故、道路施工或恶劣天气等异常情况，平台能够迅速向相关部门和驾驶员发出警报，并提供绕行建议。
交通强国心得体会
交通强国心得体会交通，是国家发展的命脉，是经济繁荣的基石，也是人民生活便捷的保障。
当我们谈到“交通强国”这一宏伟目标时，心中涌起的不仅是对国家未来的美好憧憬，更是对我们日常生活将发生深刻变革的期待。
回顾历史，交通的发展一直是人类文明进步的重要标志。
从古代的丝绸之路，到近代的铁路、公路的兴起，再到现代的高速公路、高速铁路、航空运输的蓬勃发展，每一次交通方式的变革都极大地推动了社会的进步和经济的发展。
在当今时代，我国提出建设交通强国的战略目标，具有极其重要的意义。
这不仅是适应经济社会发展的需要，更是提升国家综合竞争力的关键举措。
一个强大的交通体系，能够有效地促进区域协调发展，缩小城乡差距，推动产业升级和优化资源配置。
交通强国的建设，首先体现在基础设施的完善上。
过去几十年，我国在交通基础设施建设方面取得了举世瞩目的成就。
高速公路里程不断增长，铁路网络日益密集，港口码头规模不断扩大，航空运输能力持续提升。
然而，与发达国家相比，我们在一些方面仍存在差距。
比如，部分地区的交通网络还不够发达，一些偏远地区的交通条件还比较落后。
因此，我们需要继续加大基础设施建设的力度，提高交通网络的覆盖范围和通达深度，让更多的人享受到便捷的交通服务。
科技创新是实现交通强国的重要驱动力。
随着信息技术、人工智能、大数据等新兴技术的快速发展，交通领域也迎来了前所未有的变革。
智能交通系统的应用，使得交通管理更加高效、精准；自动驾驶技术的研发，有望彻底改变人们的出行方式；新能源汽车的推广，有助于减少能源消耗和环境污染。
我们应积极推动交通领域的科技创新，加强产学研合作，提高自主创新能力，让科技创新为交通强国建设注入强大动力。
交通强国的建设，还需要注重绿色发展。
传统的交通方式在给我们带来便利的同时，也给环境带来了巨大的压力。
尾气排放、噪音污染、能源消耗等问题日益突出。
为了实现可持续发展，我们必须大力发展绿色交通。
加大对新能源汽车的支持力度，完善充电设施建设；推广公共交通和绿色出行方式，提高交通能源利用效率；加强对交通污染的治理，降低交通对生态环境的影响。
综合交通体系进一步完善
综合交通体系进一步完善交通在现代社会中起着举足轻重的作用，对于一个城市或国家的发展至关重要。
随着科技的不断进步和社会的不断发展，人们对交通的要求也越来越高。
为了满足人们对便捷、高效和可持续交通体系的需求，整个世界都在努力推动综合交通体系的进一步完善。
本文将从建设宏观交通网络、提升交通设施、推动智能交通等方面阐述综合交通体系的完善。
首先，建设宏观交通网络是综合交通体系完善的重要一环。
一个城市或地区的宏观交通网络直接影响着人们的出行效率和质量。
因此，应重点关注公路、铁路、航空以及水路等各种交通方式的衔接和协调。
特别是城市地铁的建设，可以大大缓解城市交通拥堵问题，提高出行效率。
此外，高速铁路和国际航班的增加也能够促进经济的发展和人员的流动。
因此，在综合交通体系的建设中，需要加大对宏观交通网络的投资和布局，实现各种交通方式的高效衔接。
其次，提升交通设施也是综合交通体系完善的重要手段。
交通设施不仅包括道路、桥梁、隧道等基础设施，还包括公交站点、停车场等配套设施。
为了提高交通的便捷性和流动性，应注重道路的规划和设计。
拥堵点的改造和疏导措施的实施可以有效减少拥堵，提高道路的通行能力。
此外，公交站点的设置和优化也能够改善公共交通的服务质量，提高市民出行的便利程度。
停车设施的设置和管理也是完善交通体系的重要一环，可以有效缓解停车难问题，提高城市空间利用效率。
另外，推动智能交通是综合交通体系完善的重要因素之一。
随着科技的不断发展，智能交通已经开始在一些地方得到应用，极大地提高了交通系统的效率和安全性。
例如，智能交通信号灯可以根据车流量进行智能调节，减少交通拥堵，并提升交通流动性。
智能交通系统中的互联网与大数据技术也能够提供实时交通信息和导航服务，帮助人们选择最佳出行方案。
此外，智能驾驶技术的发展将进一步提高交通的安全性和舒适性，减少交通事故的发生。
综合交通体系的完善需要政府部门、交通运输企业以及社会各界的共同参与。
高速铁路智能交通系统中的CBTC技术
高速铁路智能交通系统中的ＣＢＴＣ技术
高晶晶，陈霞，谈振辉
堕焦：焦量Ｉ
相邻ＳＣＣ之间的控制交换。ＳＣＣ通过管辖的多个 基站（ＢＳ）与其覆盖范围内的车载设备（ＯＢＥ） 实时双向联系。列车在区段内运行时，可通过全球 定位系统（ＧＰＳ）、查询应答器或里程计等装置实 现列车位置和速度的测定，ＯＢＥ利用无线方式通 过ＢＳ将列车位置、速度等信息发给ＳＣＣ。ＳＣＣ通 过ＢＳ周期地将目标位置、速度及线路参数等信息 发给其后行列车。后行列车的ＯＢＥ收到信息后， 根据前车运行状态（位置、速度、工况）、线路参 数（弯道、坡度）、本车运行状态、列车参数（列 车长度、牵引重量、制动性能等），采用车上计算、 地面（ＳＣＣ）计算或是车上、地面同时计算，并根 据铁路信号故障。安全原则，预期本车在一个信息 周期末的状态能否满足列车追踪间隔的要求，从而 确定合理的驾驶策略，实现列车在区段内高速、平 稳地以最优间隔追踪高效运行。
作宏观决策，同时接收ＤＣＣ的行车调度命令并分
发给相应列车。这一层可能是在每个车站上设置
ＳＣＣ；也可能是几个车站建立一个ＷＣＣ（例如区
间车站很小，车站股道不多，作业很少且行车密度
也小，就可以集中几个相邻车站成为一个ＷＣＣ）。
车设备（ＯＢＥ）是最基础的逻辑控制设施点，
即一方面采集列车定位信息、列车实时车速等，另
键技术。
关键词：铁路智能交通系统；基于通信的列车控制；列车定位；列车动态运行间隔控制
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａｎ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｔｒａｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌ（ＣＢＴＣ）ｏｖｅｒｓｅａｓ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ
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B! D’ 的接入权限 ! 并且实现功能号码的寻址 & %
高速铁路数字调度移动通信网络还要满足部分区 域# 如车站 $ 多业务多用户 # 点到多点通信 $ 的大流量接 并解决高速移动体频繁穿越小区时 ! 多业务 入的要求 ! 多用户的快速越 区 群 切 换 # 在* ) + )Z > 小 区! " )Z > L 的速度下 ! 每+ 和漫游带来的网 ) *Q要进行一次 切换 $ 络负荷急剧波动的问题 % # $高速铁路数字调度移动 通信网 传输链 路可靠 ! 性与安全性问题 铁路数字调度移动通信系统将传输安全数据和非 安全数据 ! 列 车 运 行 控 制 信 息 属 于 安 全 数 据! 它的实 时( 可靠 ( 安全的传输将直接关系到列车乃至成百上千 人的生命 % 信道模型是研究无线传输可靠性的重要基 础 % 现有无线信道模 型 没 有 考 虑 高 速 移 动 问 题 ! 因此 必须研究 我 国 高 速 铁 路 数 字 移 动 通 信 的 电 波 传 播 模 型! 以指导数字通信系统的组网设计 ( 网络优化与资源 分配 ! 在此模型基础 上 展 开 信 道 编 码 及 数 据 链 路 控 制 问题的研究 ! 进一步 提 高 传 输 链 路 的 可 靠 性 " 另 外! 开 放的无线网络极易受 到 有 意 无 意 的 电 磁 干 扰 ! 作为半 军事化的铁路运营管 理 ! 基于无线通信的安全性问题 也是一个重要问题 %
车务
机务
工务
电务
车辆
监测 诊断
灾情 预警
信息处理
综合数据处理
铁路地理信息系统
信息传输
无线通信
地面传输网络
信息采集 车站 ! 图! 车站 " 铁路智能交通综合信息系统 车站 !
信息 !! 铁路智能交通综 合 信 息 系 统 通 过 信 息 采 集 & 传输 & 信息处理和信 息 利 用 四 个 主 要 环 节 及 相 应 配 套 技术来实现整个铁路 运 输 系 统 的 信 息 化 与 智 能 化 % 使 铁路交通系统达到高效 & 安全 & 舒适的目的 ! 目前 % 在我国铁路智能交通综合信息系统发展中 % 在信息传输 " 通信 $ 以及信息利用 " 基于通信的控制 $ 环 节上存在着急需解决的问题 ! 我国铁路通信发展水平落后主要表现在无线通信 发展水平上 ! 我国铁路既有的无线通信系统包括无线 列车调度电话 " 无线列 调$ & 站 场 无 线 通 信 等 系 统! 这 些通信系统以模拟 & 窄 带& 话 音 通 信 为 主% 已经不能适 应我国铁路信息化 & 调度指挥和安全生产以及青藏铁 高速铁路和客运专线等发展需要 % 具 体 来讲 ) 路& ! 模 拟无线列 调 单 信 道 制 式 严 重 制 约 通 信 在 铁 路 中 的 应 用% 枢纽地区同频干扰严重 % 信道接入 困 难 * " 铁路移 动数据通信业务日益增多 % 无线车次号传输 & 列车尾部
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铁路智能 交 通 综 合 信 息 系 统 是 铁 路 智 能 交 通 的 ) 神经系统 * # 是最 重 要 组 成 部 分 $ 发 达 国 家 铁 路 智 能 交通综合信息系统的研究已经形成欧洲 ’ 美国 ’ 日本三 大研究 派 系 # 分别在 5 / 3 7 6 -’ 7 3 :’ $ 5 / 3 7 :的协调 下# 进行着各具特色的研究 # 并且已经为铁路交通带来
收稿日期 ! ! ) ) * A ) C A ) B"修回日期 ! ! ) ) * A ) [ A ! + 作者简介 &王 ! 欣 ! #女 #北京人 #博士研究生 $ + D [ B+"
能管理信息系统投 入 运 行 后 # 运量提高了+ 加拿 C\ % 大国铁 6 换 ( 公司 的 智 能 管 理 信 息 系 统 投 入 运 行 后 # 算周转量增加 ! "\ $ 随着 铁 路 运 输 向 高 速 化’ 信 息 化’ 智能化方向发 展# 铁路通信技术应 向 数 字 化 ’ 无 线 移 动 化’ 综合业务 化及宽带化方向发 展 $ 相 应 地 # 作为列车控制一部分 的信号系统也应 随 之 向 数 字 化 ’ 自 动 化 方 向 迈 进$ 但 是在我国 # 铁 路 通 信 信 号 系 统 发 展 缓 慢# 水平非常落 后# 与我国铁路交通其他方面发展不相适应 # 严重影响
信息流
+ ) #
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铁 !! 道 !! 学 !! 报
第! "卷
无线通信传递信息 ! 构成闭环控制系统 ! 使列车运行的 安全性大 大 提 高 " R 3 6 可以实现移动闭塞方式 "6 # 简 称 N0 ! 使两 N % T G H M P % > J P G = A ? & % = Z: Q P < >! :$ K0 U 提高列车在区间追踪运行的 列车追踪间隔大大缩 短 ! 密度 ! 从而大大提 高 铁 路 运 输 效 率 % 目 前 国 内 对 移 动 闭塞进行 了 初 步 研 究
风压等列车状态数据的传输目前都叠加在无线列调之 上% 使本已紧张的 无 线 信 道 不 堪 重 负 * # 目前我国铁 路车 + 地间的通信主 要 采 用 传 统 的 轨 道 电 路 方 式 % 只 能完成地对车单向数 据 传 输 % 传输速率只能达到几十
*# % 传输的内容以 简 单 控 制 信 息 为 主 , !随着列车 ? G P Q
& # 7 , / " + 5 8 " 7 HP L G QV J < @ P L <H < = < Q Q G P W G > & < > < H P G H P L < @ J G & X J G H P < & & G < H P P @ J H Q % @ P J P G % H G H P < @ J P < O G H W % @ > J A V U% V K U K V K # P G % HQ Q P < >G H% M @= % M H P @ J Q? < < HO G Q = M Q Q < O ’ 7 HP L < W % & & % X G H P L <Q P @ M = P M @ <% W P L <@ J G & X J H P < & & G < H P P @ J H Q A U UL K UG K % @ P J P G % H G H P < @ J P < O G H W % @ > J P G % HQ Q P < >L J Q? < < HV M P W % @ X J @ O ’ 3 L < HP L < G > % @ P J H = <% WO < T < & % G H L <= % >> M A V K U V V KP H G = J P G % HJ H OQ G H J & G H Q P < >G Q< > L J Q G Y < O ’ 2 G H J & & @ < H PV @ % ? & < > Q G HP L <= % >> M H G = J P G % HJ H OQ G H J & G H Q A K KQ U V UM K K KQ U P < >L J Q? < < HJ H J & Y < O G HO < P J G & ’ U & % 9 ) 6 & + $ /@ J G & X J H P < & & G < H P P @ J H Q % @ P J P G % H% = % >> M H G = J P G % H% = % H P @ % & UG K V % 为人类社 !! 铁路运输作为主 要 的 大 陆 性 运 输 方 式 # 会的进步 ’ 文明和科 学 技 术 发 展 做 出 了 巨 大 的 历 史 贡 献 $ 铁路运输系统作 为 一 种 工 业 生 产 过 程 # 经历了以 人力 ’ 机械 ’ 信息为主 体 的 各 个 发 展 阶 段 # 目前正逐步 向信息化 ’ 智能化 方 向 发 展 $ 铁 路 智 能 交 通 一 个 重 要 特征是高速化 # 高速是实现高效的基础 $ 目前 # 欧洲轮 轨铁路最高速 度 已 达 到 * ( " )Z > L$ 铁 路 交 通 在 高 速 化’ 信息化 ’ 智能化强大 ) 引 擎* 的 助 推 下# 正在世界范 围内迎来了又一个新的快速发展阶段 $ 用与铁路运输相关 的 所 有 移 动 的 ’ 固 定 的’ 空 间 的’ 时 间的及人力的资源 # 达 到 保 障 安 全’ 提 高 运 输 效 率’ 改 善经营管理和改进服务质量的目的的新一代铁路运输