王啟山，李 冒

(1. 青藏鐵路公司拉薩辦事處拉薩火車站;2. 中國中鐵二院工程集團有限公司)

目前，客運快速化和公交化，貨運物流化、重載化和集裝化以及高速公路的逐步建成，智能化城市交通系統(tǒng)和智能化綜合運輸系統(tǒng)的建設以及信息技術的廣泛應用，以追求綜合效益最佳的物流業(yè)的發(fā)展以及交通運輸安全技術的日新月異的發(fā)展，表明各種運輸方式在運營管理、技術裝備逐步實現(xiàn)現(xiàn)代化，為滿足市場的巨大需求，提高鐵路運輸在市場的核心競爭力，保證鐵路運營過程的可靠性和安全性，智能鐵路系統(tǒng)應運而生。

智能鐵路系統(tǒng)整合集成運用傳感器、通信與計算機技術等現(xiàn)代化通訊手段，實現(xiàn)了信息的采集、處理和傳輸，在提高速度的同時，保證了鐵路運輸系統(tǒng)的安全和服務質(zhì)量。該系統(tǒng)主要包括列車控制系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、天氣預報系統(tǒng)、電子導航系統(tǒng)、實時路人信息、地面軌道監(jiān)測傳感器、智能平交道口、列車計劃與實時調(diào)度、編組場管理系統(tǒng)、交通運輸管理系統(tǒng)、交通信號系統(tǒng)、機車人員監(jiān)視預警系統(tǒng)、旅客咨詢系統(tǒng)等集成架構。

1 鐵路調(diào)度智能化

調(diào)度指揮是鐵路運輸?shù)暮诵慕M成部分，保證運輸系統(tǒng)在規(guī)定時間內(nèi)高效、正點的完成運輸任務。在傳統(tǒng)的既有線調(diào)度指揮過程中，進路自動控制由調(diào)度所和車站兩種方式控制完成。無論哪種方式駕駛員都不能介入，但在智能鐵路系統(tǒng)中，駕駛員可以直接控制道岔辦理進路。目前，調(diào)度集中系統(tǒng)(CTC)在美國、歐洲和日本得到廣泛應用，該系統(tǒng)實際是一種遙控和遙信系統(tǒng)，可以使調(diào)度員在顯示屏前對區(qū)域內(nèi)的行車進行調(diào)度指揮，并自動記錄下行車蹤跡。

要建成列車運行指揮智能化系統(tǒng)，必須具備以下三個系統(tǒng)功能:(1)列車運行的有關信息的自動采集與傳輸;(2)列車運行狀態(tài)的自動記錄與傳輸;(3)列車運行調(diào)整的智能化。

1.1 列車運行信息的自動采集

調(diào)度員的任務是安全、準確、迅速的指揮列車的運行。在傳統(tǒng)的調(diào)度指揮中，調(diào)度員通過向車站值班員聯(lián)系，在了解區(qū)段內(nèi)列車運行情況的基礎上，再向值班員發(fā)出指令，從而指揮列車運行。傳統(tǒng)的調(diào)度指揮方式人為干擾因素大，效率低，存在安全隱患，與鐵路提速、擴能的要求是不相符的。在IRTS 系統(tǒng)中，實現(xiàn)了區(qū)段內(nèi)列車運行相關信息采集和傳輸?shù)淖詣踊?，也就是說，調(diào)度員可以直接通過調(diào)度中心的監(jiān)視屏(儀)，掌握列車在區(qū)段的運行情況、列車在車站的到發(fā)情況、股道的占用情況、進路的開放情況、道岔與信號的協(xié)調(diào)等自然運行信息。

如何實現(xiàn)信息實時、準確的采集和傳輸是問題的關鍵所在。將ITS 的傳感技術、紅外手段、視頻技術和微波傳輸?shù)刃畔⒒夹g應用到IRTS 上，以實現(xiàn)無線傳輸和地面有線傳輸相結合的信息傳輸。車載系統(tǒng)通過與地面線路兩側(cè)系統(tǒng)間信息的傳遞，可以采集到前方列車速度、相距距離和是否有泥石流等自然災害造成斷軌等信息，車站控制系統(tǒng)通過接受車載系統(tǒng)傳輸回來的信息將其發(fā)送至調(diào)度中心，調(diào)度中心收集信息后再將調(diào)度命令傳回至車站，由車站下達至各個列車或直接下達命令至列車指揮運行。

1.2 列車運行狀態(tài)的自動記錄與傳輸

我國鐵路網(wǎng)密集，客貨混跑等運輸現(xiàn)狀使得運行圖的編制難度較大，若運行圖直接由人工繪制，工作量繁重且質(zhì)量不高。因此，IRTS 系統(tǒng)在具備列車運行信息的自動采集和傳輸?shù)幕A上，還必須具備記錄和保存運行狀態(tài)相關信息的功能，比如進、出站時刻，股道占用情況等，建立起列車運行信息的數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫的調(diào)用，進一步實現(xiàn)運行圖編制的自動化。

1.3 運行調(diào)整的智能化

列車運行調(diào)度指揮智能化的關鍵是運行調(diào)整的智能化。所謂的“按圖運行”是指列車按照調(diào)度員制定的日班計劃和階段計劃有序運行。然而，在實際的列車運行中，存在太多偶然因素和不可控制因素，使得實際與計劃有一定偏差。目前，我國制定階段計劃幾乎仍然是人工作業(yè)，調(diào)度員用尺子、鉛筆逐個列車逐個區(qū)段進行推算，并隨時記錄列車的運行實踐。調(diào)度員在眾多復雜因素的條件下，要在很短的時間內(nèi)制定一個質(zhì)量較高的調(diào)整方案，的確是一件非常困難的事情。智能化調(diào)度的運行調(diào)整就是在計劃運行圖的基礎上，根據(jù)實際情況自動調(diào)整運行圖，保證全路列車有序、高效的運行。目前運行調(diào)整的自動生成已基本能夠?qū)崿F(xiàn)，只是所生成運行圖還需人工調(diào)整核查，運行圖質(zhì)量的可靠性有待提高。

2 國外智能鐵路的研究成果

2.1 德國公司

德國成功研制出新一代的智能鐵軌。這種鐵軌不僅可以精確測定地震波到達鐵路的時間和方位，還可分辨出地震、火車、人或動物所引發(fā)的不同震頻，從而可以避免人員傷亡。

Railion 公司是一家德國列車運營商，它致力于開發(fā)一種適用于歐洲市場的智能貨車系統(tǒng)，以滿足今后10 －20年歐洲市場運量的增長。通過安裝遠程信息處理裝置，目前它已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測貨車與貨物，及時發(fā)現(xiàn)時刻表錯誤，自動獲取列車車況信息等。

2.2 思科公司

基于標準的開放式思科智能網(wǎng)絡能夠利用移動IP 轉(zhuǎn)接器滿足公共交通行業(yè)的各種無線接入要求。即使車輛移動時接入模式可用性會有所變化，這些轉(zhuǎn)接器也能提供永久連接。例如，即將到達擁有熱點的車站時，火車可能會使用Wi－Fi;但在兩個車站之間運行時，可能會使用GPRS。由于思科網(wǎng)絡能夠提供永久無線連接，因而使運行中的車輛能夠獲得與有線位置相同的連接質(zhì)量，為乘客提供更可靠、更安全、更有效的乘車體驗。

2.3 丹麥公司

丹麥鐵路服務公司正在使用的一個無線平臺。這是一款涵蓋數(shù)據(jù)庫、Java 機、通信、門戶和設備管理的全面解決方案，可以由此簡化整個流程。在對外服務中，該系統(tǒng)可以提供列車時刻信息，記錄乘客人數(shù)，并使用信用卡的支付方式售票。

［1］汪希時，張勇，張民. 智能交通系統(tǒng)與智能鐵路交通系統(tǒng)分析［J］.北方交通大學學報，2000.

［2］蒲云，張殿業(yè)，黃慶. 中國列車運行調(diào)度指揮智能化研究［J］.科技前沿與學術評論，2002.