铁路智能运输系统_RITS_

关键词： 智能交通； 铁路智能运输系统； 铁路运输
中图分类号： Ｕ２９－ ３９
文献标识码： Ａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ａｂｏｕｔ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｒａｉｌｗａｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ａｔ ｌａｓｔ ｓｏｍｅ ｕｓｅ－ ｆｕｌ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｎ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｒａｉｌｗａｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒ ａｎｓｐｏｒ ｔａｔｉｏｎ， Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｒ ａｎｓｐｏｒ ｔ Ｓｙｓｔｅｍ， Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｒ ａｎｓｐｏｒ ｔ
（ ３） 取消地面信号和轨道区段 空闲检查设 备及相 港湾铁路的先进列车 控制系统 ＡＡＴＣ 等 等， 它们在铁
应电缆， 降低了设备成本。
路交通运输中发挥着重要作用。这些系统尽管尚不能
（ ４） 在实施上可以根据实际情况采用不同级别的 称为完整的铁路智能运输系统， 但其研究都属于铁路
技术， 逐步进行系统升级。
Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｒａｉｌｗａｙ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ＲＩＴＳＣ）， 我国的智 能铁路系统的研究将得到进一步的推动和发展。
３．１ 铁路运输管理信息系统（ ＴＭＩＳ） 为提高铁路运输业的运输效率和运输服务质量， 铁道部于 １９９４ 年开始大规模建 设覆盖全国 的铁路运 输管理信息系统 ＴＭＩＳ（ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｉｏｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒ－ ｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ，ＴＭＩＳ） ， 以实现全国铁路运输管理的信 息化。ＴＭＩＳ 是世界上最复杂、最庞大的运输管理信息 系统， 也是我国＂九五＂重点科技攻关项目。该系统已于 ２００４ 年完成工程建设任务。 ＴＭＩＳ 包括： 确报信息系统、货票信息系统、编组站 信 息 系 统 、货 运 营 销 及 生 产 管 理 信 息 系 统 、车 辆 管 理 信 息 系 统 、铁 道 部 调 度 信 息 系 统 、集 装 箱 追 踪 信 息 系 统 、大 节 点 货 车 追 踪 信 息 系 统 等 子 系 统 ， 涉 及 ５ 万 多 公里铁路营运线。此外， 为便于传输各信息点采集的 信息建立了高度集中的、易于管理与维护的 网络管理 系统和网络运行中心， 机关局域网、企业内 部网、运输 信息查询及综合办公自动化系统等辅助系统， 形成了 开放、稳定、可靠、安全的全国性 ＩＰ 网络。ＴＭＩＳ 硬件平 台 配 置 了 Ｃｏｍｐａｑ Ａｌｈｐａ 、ＩＢＭ ＲＳ６０００、ＨＰ ９０００、Ｄｅｌｌ ＰＥ２４００、Ｃｉｓｃｏ 交换机和路由器等设备， 运行 ＳＣＯ－ Ｕ－
向通信。行车命令从无线闭塞中心 ＲＢＣ（ Ｒａｄｉｏ Ｂｌｏｃｋ
（ ３） 面向需求的运输规划和调度
Ｃｅｎｔｅｒ，ＲＢＣ） 传给列车， 利用查询应答器实现列车定
（ ４） 智能列车控制
位。轨道区段是否空闲及列车完整性仍依靠区间设备
目 前 ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 系 统 致 力 于 实 现 两 个 层 次 的 目
来考虑， 因此智能铁路运输系统便应运而生。
１ 铁路智能运输系统
铁路运输具有特殊性， 铁路智能运输系统要从铁 路运输的独特视角来研究， 以便充分挖掘交通基础设 施和信息基础设施的潜力， 实现更高效率、更高安 全、 更高品质服务的铁路运输。因此铁路科研工作者提出 铁 路 智 能 运 输 系 统 （Ｒａｉｌｗａｙ Ｉｎｔｅｌｌｉ － ｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ， ＲＩＴＳ）必须是集成了电子技术、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、信息和人力资源， 以较 低 的 成 本 达 到 保 障 安 全 、提 高 运 输 效 率 、改 善 经 营 管 理 和提高服务质量为目的新一代铁路运输系统。
术 、人 工 智 能 技 术 、组 合 优 化 技 术 以 及 计 算 机 网 络 与
ＭＯＳ （ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ Ｓａｆｅｔｙ ，Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｓｈｉｎｋａｓａｎｓｎ，ＣＯＭＯＳ） 、计算机 和无线电 辅 助 列 车 控 制 系 统 ＣＡＲＡＴ （Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｎｄ Ｒａｄｉｏ Ａｉｄｅｄ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ）、先进列车管理和通讯系统 ＡＴ－ ＡＣＳ （ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｔｒａｉｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ－ ｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ） 等系统。随着 ＲＩＴＳ 研究的深入， 日本开始 认识到在已有工作的基础上从总体上规划铁路智能
（ １） 实现了源自文库一的欧洲规范。高速列车可以跨国
除以上两个系统外， 还有美国的先进列车控制系
运行， 用户组对欧洲各国铁路的加入是开放的。
统 ＡＴＣＳ、 法 国 铁 路 的 连 续 实 时 追 踪 自 动 化 系 统 ＡＳ－
（ ２） 通过提高速度和缩短列车间隔提高了运输效率。 ＴＲＥＥ、北 美 的 先 进 铁 路 电 子 系 统 ＡＲＥＳ、美 国 旧 金 山
ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 的基本机制就是一个由 ＩＴ 构 成的多式 联 运 的 电 脑 运 输 空 间 。该 运 输 电 脑 空 间 就 是 不 间 断 地 观测多式联运网络中移动目标的位置、状态以及其 它 数据， 并在由信息系统和网络组成的电脑空间中进行 记录和追踪。根据这些信息可为指挥和控制提供决 策 。以 连 续 定 位 、实 时 高 效 通 讯 、信 息 智 能 处 理 和 分 类 管理、服务终端等为关键技术。因此 ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 是一个 功能增强的铁路系统， 是使用先进的信息和通信技 术， 实现安全、高效、一体化的多式联运交通系统．
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《 现场总线技术应用 ２００ 例》
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控制管理
中间一级， 区间通过信号机不复存在， 在第一级的基
（ １） 多式联运信息和个人导航
础上增加了行车命令无线传输功能， 整个区间存在双
（ ２） 铁路相关信息发布和交换的通用信息平台
如轨道电路、计轴器等。第三级是 ＥＴＣＳ 的最高级应 标： （ １） 提供实时的多式联运旅客信息服务 ， 即为旅客
用， 完全取消了地面信号系统和地面检测列 车完整性 提 供 关 于 旅 行 前 信 息 、门 到 门 的 旅 行 导 航 、交 通 受 阻
的设施。采用移动闭塞模式， 在第二级基础 上增加的 时的旅行计划调整服务等方面的更方便、更可靠、更
控制管理 文章编号：１００８－ ０５７０（２００６）０７－ ３－ ００１６－ ０４
中 文 核 心 期 刊《 微 计 算 机 信 息 》（ 管 控 一 体 化 ）２００６ 年 第 ２２ 卷 第 ７－３ 期
铁路智能运输系统(RITS )
Ｔｈ ｅ Ｄｅ ｖｅ ｌｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｉｎ ｔｅ ｌｌｉｇ ｅ ｎ ｔ Ｒａ ｉｌｗ ａ ｙ Ｔｒａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒｔ Ｓ ｙｓ ｔｅ ｍ
技 引言
２ 国外铁路智能运输系统研究状况
术
自 １９ 世纪铁路诞生以来， 如何 提高铁路运 输的
安全、效率和服务就一直是世界各国铁路运 输业面临
创 的主要课题。铁路运输的实践和研究证明： 单靠扩大 基 础 投 资 、增 修 高 速 铁 路 是 不 够 的 ， 必 须 从 系 统 的 观
新 点出发用科学的手段把列车、线路和运营管理综合起
２．１ 欧洲铁路运输管理系统 ＥＲＴＭＳ 随着欧共体蓬勃兴起， 欧洲铁路需建立一个统一的 铁路运行管理系统和统一的列车运行控制系统， 以便于 使铁路运输与其他运输业进行有力的竞争。欧共体于 ２０ 世纪 ８０ 年代末组织开发欧洲列车控制系统 ＥＴＣＳ（ Ｅｕ－ ｒｏｐｅａｎ Ｔｒａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ，ＥＴＣＳ） ， 后又设立了欧洲铁 路运输管理项目 ＥＲＴＭＳ（ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｒａｉｌ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｍａｎａｇｅ－ ｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ ， ＥＲＴＭＳ） ，它们合成统称为 ＥＴＣ－ Ｓ／ＥＲＴＭＳ， 作为欧洲 ２１ 世纪干线铁路总体解决方案。 ＥＲＴＭＳ 包括 ＥＴＣＳ 和 ＧＳＭ－ Ｒ（ 铁路专用全球移动 通信系统） 。ＥＴＣＳ 为保持设备通用性， 确保高速列车能 跨 国 运 行 制 定 了 技 术 需 求 规 范 和 功 能 技 术 规 范 （ ＳＲＳ 和 ＦＲＳ） 。规范的技术 核心为以 欧 洲 车 载 设 备 （ Ｅｕｒｏ－ ｃａｂ） 为核心， 以欧洲查询／应答器（ Ｅｕｒｏｂａｌｉｓｅ） 为列车定 位修正基准， 以欧洲查询／应答器、欧洲环线（ Ｅｕｒｏｌｏｏｐ） 及欧洲无 线通信（ Ｅｕｒｏｒａｄｉｏ） 作为 车－ 地 信 息 传 输 的 通 道， ＣＢＴＣ 为欧洲列车运行控制系统发展方向。 为 满 足 不 同 用 户 的 功 能 需 求 和 操 作 需 求 ， ＥＴＣＳ／ ＥＲＴＭＳ 系统技术 需求规范和 功 能 技 术 规 范 中 规 定 系 统有不同的级。第一级是 ＥＴＣＳ 中最基础的一级， 使用 传统的地面信号系统， 采用固定闭塞方式运行， 通过 地面点式应答器将行车命令传给列车。利用轨道电路 来检查列车的完整性和列车位置。第二级是 ＥＴＣＳ 的
车 载 设 备 定 位 列 车 、监 视 列 车 的 完 整 性 ， 报 告 其 后 面 实时的信息。（ ２） 使铁路列车运营更灵活、更 安全、更
的线路是否空闲。
可 靠 、更 具 竞 争 力 。即 采 取 实 时 的 、面 向 需 求 的 列 车 运
ＥＴＣＳ／ＥＲＴＭＳ 系统的优点有：
营计划和基于通讯的智能行车指挥。
创 处理技术等在铁路运输中的运用， 我国铁路在信息化
建设方面已取得了丰富的成就， 如铁路运输管理信息
新 系统的（ＴＭＩＳ） 和调度管理信息系统（ＤＭＩＳ）等覆盖全国
的大规模信息系统； 新一代铁路列车运行控制系统 （ ＣＴＣＳ） 的开发和运用， 这些都为我国铁路智能运输系 统的开 发 建 设 打 下 了 较 好 的 基 础 。２０００ 年 我 国 组 建 “ 国 家 铁 路 智 能 运 输 系 统 工 程 技 术 研 究 中 心 ”（Ｔｈｅ
（华东交通大学）刘志红 王更生 魏明华
Ｌｉｕ ，Ｚｈｉｈｏｎｇ Ｗａｎｇ ，Ｇｅｎｇｓ ｈｅｎｇ Ｗｅｉ，Ｍｉｎｇｈｕａ
摘要： 介 绍 了 铁 路 智 能 运 输 系 统 （ ＲＩＴＳ） 的 国 内 外 研 究 、发 展 情 况 ， 最 后 提 出 了 发 展 我 国 铁 路 智 能 运 输 系 统 的 建 议 。
铁路智能运输系统涉及十分广泛的领域， 由以下 几 部 分 组 成 ： 先 进 的 运 输 管 理 系 统 、先 进 的 运 输 自 动 化系统、先进的列车控制系统、先进的旅客服务系统 、 先进的运输设施管理系统以及先进的安全保障系统。 其关键技术可归纳为 ： 数据传输、列车位置检测 、列车 自 动 操 纵 、进 路 自 动 控 制 、车 站 作 业 自 动 化 等 。与 传 统 的 铁 路 运 输 方 式 相 比 在 运 输 管 理 、运 输 安 全 性 、运 输 效 率 、运 输 服 务 质 量 等 方 面 有 明 显 优 势 。 刘志红： 讲师 硕士 基金项目：华东交通大学科研基金资助项目
ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 基本理念在于旅行的个性化服务。如给 旅客提供路线选择系统、列车运行的最新信息系统， 换 乘 车 站 旅 客 导 航 系 统 等 ， 这 类 服 务 又 称 为“用 户 服 务”。ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 要成为多式联运旅客有用和方便的工 具， 它就必须体现用户对系统的要求， 所以它的用户 服务可以划分为以下 ４ 个领域：
运输系统的重要性。ＲＩＴＳ 的概念及其体系框架的研究 开始引起注意。２０００ 年初日本铁路技术研究所于正式 提 出 了 面 向 铁 路 的 ＩＴＳ— ——智 能 铁 路 系 统 ＣｙｂｅｒＲａｉｌ。 其研究目的 在于定义 ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 的 系统架构， 针 对不 同铁路提供一致和通用信息的旅客信息服务， 以期实 现便捷的多式联运交通。
虽然铁路智能运输系统的概念近几年才提出来， 但发达国家致力于这方面的研究和运 用确已有 ４０ 余 年的历史， 特别是高速铁路诞生之后对铁路运营提出 了更为严峻的挑战， 促使各时期的先进技术不断地融 入到铁路运营管理中， 使得铁路运营管理的智能化、 现 代 化 程 度 不 断 提 高 。其 中 尤 以 欧 洲 、日 本 、美 国 等 国 家的研究更为引人注目， 产生了一批有代表的系统。
智能运输系统的研究范畴。
ＥＴＣＳ／ＥＲＴＭＳ 系统是在现有的未正式成为铁路智能 运输系统而属于 ＩＴＳ 范畴的项目中是发展最好的系统。
２．２ 日本 ２１ 世纪的智能铁路系统— ——ＣｙｂｅｒＲａｉｌ 日 本 研 究 开 发 了 新 干 线 列 车 运 行 管 理 系 统 ＣＯ－
３ 中国铁路智能运输系统研究状况 技 术 随 着 信 息 技 术 、数 据 通 信 传 输 技 术 、自 动 控 制 技