第二章铁路运输8高科技

铁路智能运输系统的特点
智能性——在铁路智能运输系统中，通过采用 先进的智能技术、通信技术、信息处理技术等 列车、线路、控制中心都具有一定的智能，即 具有判断、推理及学习能力。
高效率、高安全、高品质服务特性——在铁路 智能运输系统中，通过实施智能化营运管理、 智能化行车控制与调度、智能化铁路资源管理 等实现铁路运输的高效性。
综合性——在传统的铁路运输系统中，各个业 务系统之间彼此孤立，缺乏横向联系，而铁路 智能运输系统更强调系统的综合化、集成化， 基于先进的无线通信等技术列车、线路、控制 中心、用户之间都可以随时交换信息，从而使 各业务系统之间的横向联系得到加强。
协调性——在铁路智能运输系统中人、车辆、 线路之间的信息交互是充分的，人可以随时得 到车辆的基本信息、运营情况、线路的基本情 况，车辆可以得到客流的信息、固定设施及移 动设施的状况，线路同样可以得到来自人和车 辆的信息，即客流、车辆的实施运营信息等。
单元式重载列车——是把大功率机车双机或多 机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一 个运输“单元”，并以此作为运营计费的单位。
组合式重载列车——是由两列及其以上同方向 运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列 车。
整列式重载列车——是由大功率单机或多机重 联牵引，列车由不同型式和载重的货物车辆混 合编组，达到规定重载标准（牵引重量达到 5000吨及其以上）的列车。目前，中国繁忙干 线上开行的重载列车主要为这种模式。
铁路智能运输系统
所谓铁路智能运输系统（RITS）就是集成了电 子技术、计算机技术、现代通信技术、现代信 息处理技术、控制与系统技术、管理与决策支 持技术和智能自动化技术等，以实现信息采集 、传输、处理和共享为基础，通过高效利用与 铁路运输相关的所有移动、固定、空间、时间 和人力资源，以较低的成本达到保障安全、提 高运输效率、改善经营管理和提高服务质量目 的新一代铁路运输系统。
时速200公里以上的12条（其中时速250公里 的10条，时速220公里的1条，时速200公里的 1条）：
合宁高速铁路 2019年4月18日 156公里
（合肥至南京，全程运行时间54分）
胶济高速铁路 2019年12月20日 393公里
（青岛至济南，全程运行时间2小时15分）
石太高速铁路 2009年4月1日 231公里 （石家庄至太原，全程运行时间1小时06分） 合武高速铁路 2009年4月1日 364公里 （合肥至武汉，全程运行时间2小时） 甬台温高速铁路 2009年9月28日 275公里 （宁波至台州至温州，全程运行时间1小时13
日本高速新干线铁路网
比利时高速铁路示意图
Figure I-3 Réseau T.G.V. en Belgique
高速铁路与公路、航空相比，其主要技 术优势表现在： –1）速度快、旅行时间短。 –2）行车密度高、运量大。 –3）高速列车乘座舒适性好。 –4）土地占用面积小。 –5）能耗低。
（三）铁路运输组织现代化
铁路运输组织现代化是一项巨大的系统工程， 主要由客运组织现代化、货运组织现代化和行 车组织现代化三大部分组成。
客运组织现代化主要包括：客流预测、客流组 织、客运计划的自动编制、客票预售系统、客 运站管理信息系统和客运服务现代化等。
货运组织现代化主要包括：货运计划的自动编 制、货票信息管理系统、货运站管理信息系统 和集装箱管理信息系统等。
2019年1月3日，世界第一辆载人高温超导磁 悬浮实验车在成都西南交通大学研制成功。该 车采用国产高温超导块材，底部3毫米厚的车 载薄底液氮低温容器连续工作时间大于６小时 ，悬浮净高23毫米，加速度１米/秒，悬浮总 重量530公斤，可载5人。
（二）重载运输
重载运输是除高速铁路以外，铁路现代化的又 一个标志。重载运输是指在先进的铁路技术装 备条件下，扩大列车编组，提高列车重量的运 输方式。
TMIS系统掌握全面运输信息，详实、准确、 全面，故可在统计、分析、结算等方面，为决 策支持系统提供方案。
调度指挥管理信息系统——DMIS
铁道部调度指挥管理信息系统（DMIS）设计 为四层网络体系结构。
最上层是部调度中心运输调度管理系统，是 DMIS的核心。
铁路局调度中心处于第二层，在各铁路局所在 地，建有路局调度指挥中心局域网，通过专线 与铁道部及其所属各分局调度中心远程连接， 进行信息交换。铁路局调度中心具有铁道部调 度中心的所有功能。
行车组织现代化主要包括：编组计划和技术计 划及运行图的自动编制与铺画等计算机辅助调 度指挥系统、货车实时追踪和机车实时追踪管 理信息系统、确报管理信息系统、现在车及车 流推算信息系统、编组站及区段站管理信息系 统等。
（四）中国铁路信息化建设
自1975年铁道部电子中心开始筹备以来，经过 20多年的历程，铁路信息化事业从无到有，逐 步发展，特别是TMIS等系统建设以来，铁路 信息化建设已经初具规模。主要体现在以下几 个方面。 建立了一支全路统一管理的信息化队伍。
第二章铁路运输8高科技
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第八节 铁路高科技
–高速铁路 –重载运输 –铁路运输组织现代化 –中国铁路信息化建设 –铁路运营管理信息系统 –铁路科技创新发展蓝图
（一）高速铁路
一般认为列车运行的最高速度在每 小时200公里以上的铁路，就可以叫 做高速铁路。
第五，高速旅客列车一般采用电动车组。
第六，高速列车应设计为流线型，而且整个列 车构成一个流线型整体。
第七，高速列车要有强大的制动能力，确保在 一定的制动距离内能够停下来。目前世界各国 的高速列车，一般是采用新型制动装置以提高 制动能力，同时又适当延长制动距离。
第八，列车是根据信号的显示来运行的，脱离 了信号，安全毫无保证。一般的色灯信号显示 距离在1000米左右，如遇大雾等不良天气，则 能见度更差，而且行车速度高时，确认地面信 号很困难，因而不能适应高速行车的要求。为 了保证行车的安全，高速列车均需安装列车自 动控制装置，以电脑来代替人脑，自动控制列 车的运行速度和停车、起动。
目前我国已开通运营的高速铁路共8358公里（ 不含台湾地区ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，其中新建5149公里
标志着我国铁路建设已进入高科技时代
高速铁路技术是当代世界铁路的一项重大技术 成就，它集中地反映了一个国家铁路牵引动力 、线路结构、运行控制、运输组织和经营管理 等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技 和工业水平。高速铁路在经济发达、人口密集 的地区经济效益和社会效益突出。
铁路智能运输系统的三个层次
初级铁路智能运输系统 应用计算机技术、信息处理技术、地理信息技 术、数据通信技术等采集、传输、共享来自铁 路运输环境中的各类信息，并根据上述信息进 行初级的决策和控制。如现有的TMIS、DMIS 、ATIS、PMIS等，以及正在积极研究的铁路 地理信息系统等。
（武汉至广州，全程运行时间3小时16分）
郑西高速铁路 2019年2月6日 505公里
（郑州至西安，全程运行时间1小时58分）
沪宁高速铁路 2019年7月1日 301公里 （上海至南京，全程运行时间1小时13分） 沪杭高速铁路 2019年10月1日 202公里 （上海至杭州，全程运行时间45分）
日本磁浮列车技术
日本磁浮铁路的研制工作虽然比德国稍迟,但它 另辟蹊径，采用超导磁浮，也就是电动悬浮。 电动悬浮的特点是车辆重量轻、功率大、速度 高，由于悬浮高度达100～150毫米，对线路 的精度要求不高。电动悬浮最关键的问题是超 导材料价格昂贵，投资规模较大。
中国磁浮列车技术
2019年3月1日，中国第一条磁浮列车示范运 营线工程在上海浦东新区动工兴建。总投资为 89亿元人民币的上海磁浮快速列车干线，西起 上海地铁2号线的龙阳站，东至浦东国际机场 ，正线长约30公里，上下行折返运行，全线设 两个车站。设计最大时速达430公里，单向行 驶时间为8分钟。按设计水平，9节车厢可坐乘 客959人，每小时发车12列，按每天运行18小 时计，年客运量可达1.5亿人次。2019年12月 31日上海磁浮列车示范运营线建成通车。
分）
温福高速铁路 2009年9月28日 294公里 （温州至福州，全程运行时间1小时26分） 福厦高速铁路 2019年4月26日 226公里 （福州至厦门，全程运行时间1小时11分） 成灌高速铁路 2019年5月12日 65公里 （成都至都江堰，时速220公里）
昌九高速铁路 2019年9月20日 135公里 （南昌至九江，全程运行时间45分） 长吉城际铁路 2019年12月30日 111公里 （长春到吉林，全程运行29分） 海南东环铁路 2019年12月30日 308公里 （海口至三亚，全程运行1小时30分） 广珠城际铁路 2019年1月7日 144公里 （广州至珠海，全程运行41分，时速200公里）
第三层为各铁路分局调度中心，在各铁路分局 所在地，建有分局调度中心局域网。
最下层是基层网，主要包括车站联锁系统、区 间闭塞系统、调度监督系统、无线车次号自动 校核系统、车站值班员终端设备等等。
DMIS工程建设的总体目标是：建成覆盖14个 路局、33个分局、27条主要干线和51个局间 分界口的全路DMIS网，为行车调度指挥现代 化奠定坚实的基础。
国际重载协会认为，重载铁路必须满足以下三 条标准中的至少两条： 经常、定期开行或准备
开行总重至少为5000吨的单元列车或组合列车 ；在长度至少为150公里的线路区段上，年计 费货运量至少达2000万吨；经常、正常开行或 准备开行轴重25吨以上(含25吨)的列车。
铁路重载运输模式
按重裁列车的作业组织方法区分，铁路重载运 输有以下三种模式：
高速铁路有几个基本要求：
首先，线路多为复线。
其次，站间距离不能短。
第三，线路曲线半径和坡度的大小，决 定了这条线路的最高速度。因此，高速 铁路的线路尽可能平直。
第四，高速铁路不仅行车速度高，而且行车密 度也大。为了避免干扰，保证安全，高速铁路 的道口都是采用立交，而且铁路两侧用栅栏防 护，以防人、畜上路。
磁悬浮列车
磁浮列车从严格意义上说，是介乎于火车和飞 机之间的一种特别的运输工具。
目前世界上的磁浮列车大致为两种：一种以德 国为代表，利用磁体吸引力的电磁悬浮；一种 以日本为代表，利用磁体排斥力的电动悬浮。
德国磁浮列车技术
1922年，德国人赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬 浮原理，1934年公布了磁浮列车专利，从20 世纪60年代开始，德国进行实际研究工作并确 定不采用超导磁体而应用常规电磁技术，也就 是电磁悬浮。电磁悬浮的特点是采用常规磁铁 、工程易于实现、所耗能量较低、可以设计为 高速也可以设计为低速、始终悬浮无需辅助轮 、车辆及设备构造相对简单。但电磁悬浮的不 足之处是只悬浮10～15毫米高度，所以对线路 精度的要求相当高。
以下是几个主要国家的高速铁路发展情况 法国TGV
运行于巴黎-里昂高速铁路
Amsterdam Cologne
Li鑗e
Figure 2-2 Lignes parcourues par des T.G.V. en service commercial (situation en été1995)
德国ICE
建立了覆盖部、局、分局和主要站段的计算机 网络。
铁路计算机应用达到一定水平。
（五）铁路运营管理信息系统
铁路运营管理信息系统，简称ROIS，是铁路 运营部门大型、综合的计算机应用系统，是铁 路信息现代化的最主要组成部分。
铁路运输管理信息系统（TMIS）主要包括确 报、货票、运输计划、车辆、编组站、货运站 、区段站、分局调度、货车实时追踪、机车实 时追踪、集装箱实时追踪、日常运输统计、现 在车及车流推算、军交运输等子系统。
–6）环境污染小。 –7) 外部运输成本低。 –8) 列车运行准点。 –9) 安全可靠。 –10)不受气候影响，全天候运行。 –11)社会经济效益好。
截至2019年底我国开通运营的高速铁路：
时速350公里的5条：
京津高速铁路 2019年8月1日
120公里
（北京至天津，全程运行时间30分）
武广高速铁路 2009年12月26日 1069公里