基于智能铁路运输系统ITS-R的研究

【摘 要】运输系统是我国经济发展的动脉，而铁路网络由于稳定性高、价格低廉、安全性高，在运输系统当中占据重要地位，发展智能铁路运输系统ITS-R，可以显著提升铁路运行的自动化水平与智能化水平。基于此，本文主要分析智能铁路运输系统ITS-R的主要原理，探讨其具体应用与未来发展。

【关键词】智能铁路运输系统ITS-R;控制系统;智能传送

中图分类号： U294.88;X731文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）35-0125-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.35.057

Research on its-r Based on Intelligent Railway Transportation System

HAN Wen-jun

（Nanjing institute of railway technology， Nanjing Jiangsu 210031， China）

【Abstract】The transport system is the artery of China"s economic development， and the railway network because of high stability， low price， high security， in the transport system occupies an important position， the development of intelligent railway transport system its-r， can significantly improve the level of automation and intelligent railway operation. Based on this， this paper mainly analyzes the main principles of its-r of intelligent railway transportation system， and discusses ITS specific application and future development.

【Key words】Intelligent railway transportation system its-r; Control system; Intelligent transport

0 引言

數字铁路、智能铁路是铁路运行系统未来的发展方向，对其发展内涵进行相关回顾，可以促进铁路发展的自动化、信息化、自动化建设，为未来铁路运行系统发展方向，进行框架制定，指引良好的科学发展模式，提高整个系统运行的效率。

1 铁路智能运输系统ITS-R的主要内容

铁路运输系统是一项复杂的运行系统，既要保障智能化的状态感知。以及智能化的信息互联，还要应用网络超算以及业务协同系统等等，对于整个铁路运输过程当中的相关数据，进行高效、高速、准时、安全、优化的把控。因而，在这样的背景下，利用数字化网络以及智能化技术，对铁路运行系统进行升级，是时代的必然要求：

（1）在智能铁路运行系统发展方面，美国和日本处于发展的前列，形成了一批具有代表的研究系统，例如美国的铁路智能运输系统ITS-R等等。本文主要结合该系统，对于数字铁路智能铁路的未来发展进行相关探讨，尤其是针对智能铁路系统的体系标准、系统设计和优化进行相应的分析。

（2）从目前的发展模式上来看，智能铁路运输系统，主要包含货物的高速化运输、客运的高速化连接、精细化的装配分析，以及有效的运输组织调度、安全技术保障，以及相关的拓展智能化等等。

（3）这种技术信息系统，要求整合系统装备、清洁、人性化管理以及相应的国际化标准支持，对于铁路运输的管理进行重新流程建设。在进行技术发展的过程当中，智能铁路运输系统根据时空环境，进行数字化的状态感知，主要包含对于不同链路的系统研究，对于大容量传输的整校融合，以及对于融合的有效处理以及可视化的数据表达等等。

（4）这种智能化的感知系统建立在全面信息分享、即刻信息处理和整合信息融合的基础之上，可以对于铁路货物等相关的运输数据，进行高效的灵活分析，并且应用大数据的自动化数据分析，以及人工智能的自动学习、决策知识等等，进行相关的协同计算，提高整个感知能力，在最小成本的范围内，提高网络运量的，实现最小的信息延迟以及货物延迟。

2 铁路自动控制系统的相应特点

2.1 线性发展特征

铁路的线性发展，是其运输系统最为显著的特征，因而，在进行智能化建设的过程当中，可以实现铁路沿线共享，达到最优运营决策，这种信息共享的方式可以对铁路运行周边的城镇，进行有效的整合，通过这种共享、信息保障、未来决策的正确性。同时，信息系统还可以利用人工智能的自动学习功能，对于维护流程进行有效的优化，以及利用整合相关管理当中的一些有效信息，尽可能高效地将获得到的相关信息数据传达给决策者与经营者，通过这种实时分析的方式，改善列车运营的相关性能。

2.1 信息化特征

铁路自动控制系统融合了信息处理、信息通信、信息共享、信息决策、智能分析、智能学习、智能传输、智能处理，是一个可以进行移动空间共享的综合化管理系统。

一方面，在信息维护运营方面，它具有高运能高安全高效益，高服务品质的相关特点，可以通过集合控制优化管理科学决策，提高整个系统运行的自动化程度。目前我国已经加入到了智能化铁路运行系统的研发当中。另一方面，它还具有安全高效，低碳，和谐环保等综合效果。

3 未来铁路智能运输系统ITS-R的发展

3.1 未来铁路智能运输系统ITS-R的发展框架

首先，该系统可以通过网络互联实现信息共享，通过子系统的集成，实现各个子系统与终端系统的信息共享，在畅达的网络当中，进行相关信息的灵活沟通。

其次，在智能化处理方面，自动控制系统可以综合调度资源，尤其是根据铁路运行过程当中的一些资源分配突发情况。进行智能化的处理，从而协调人力资源管控，进行高效的铁路生产运营体系监控。

再次，对于协同处理方面，智能控制系统可以通过这些沟通设施配备以及移动设施配备，使整个设施形成一个联合的优化主体。这种方式可以尽可能的提高铁路运行以及物资调动的安全性，可靠性以及灵活性。

最后，从本质上来看，智能化铁路运输系统是一种按需分配的系统，可以根据系统内各个子模块上传递一些相关需求，实现高效、低碳、按需驱动的相关调配，这种方式大大更替了原有的铁路运输系统管理体系，减少了人力资源的调度存在的失误等等[1]。

3.2 未来铁路智能运输系统ITS-R的发展方向

在未来，铁路智能运输系统ITS-R主要是向可测、可视、可控和可响应四个方向发展。

3.2.1 建设可测系统

可测系统要按照铁路运输的层次、力度、状态，进行相应的感知，也就是说进行全面的数据收集，这种体系框架主要是在目前智能铁路运输系统客户，上传的数据模块的配合，以及外部与内部环境之间的信息交流来实现的。进行层级控制过程当中，要对智能铁路运行系统的感知层面、存储、传输层面、地上连接层面进行优化配合，尤其是集合数据模型和互操作技术等等，实现整个信息的有效融合、存储、处理显示和挖掘。可测系统是整个传输系统的支撑基础部分，通过这种实时的信息感知，铁路智能运行可以对的运力分配有一个初步结果，并通过整合在线分析的方式，将该结果与线上终端共享，实现对于特殊情况的把控，方便管理决策人员，根据传输路线当中存在的一些变动问题，进行灵活的路线更定。

3.2.2 建设可视系统

在可视层面，主要依靠感知层、传输层融合，以及实现层的相互配合，利用网络安全技术，物联网技术，大容量通信技术，互操作技术，云计算技术以及知识推理技术。实现计算机智能细算、群智能优化学习以及自制系统相关感知。这种方式符合未来铁路的发展方向，可以利用分布式并行计算，形成初级云系统，并且在更广泛的范围内，通过异构协同的安全，构建一个可以抵抗外敌入侵的安全员，并通过自主自治维持，实现整个系统智能云的建设，大大提升整个系统运行的安全性以及合理性。可视化系统可以与大数据的可视化系统充分整合在一起，并运用在线探测技术、远程控制技术与物联网技术等等，通过对网络连接模式的重组与分析，实现资源的共享，方便管理人员进行在线控制，对于一些需要进行剥除的部分进行屏蔽，避免过多的线路传输信息，导致信息控制的共享性下降。

3.2.3 可控系统建设

通过内部与外部的联通内部组织业务的细化，以及运输状态的相应维护与管控，可以实现对外服务功能体效应拓展，尤其是对于外部业务层进行相应的分析，对客运货运电子商务，以及相关的系统服务进行灵活的规划，这种层次化的划分框架，可以对系统当中的耦合性进行及时的规避，通过技术提升的角度，对于各个层面进行系统性感知，从而更加高速的回应客户的需求。一方面，通过可控系统可以实现智能化分类，对于不同的铁路运输系统信息进行整合，深入进行数据的挖掘，避免接受错误的指令。

3.2.4 可响应系统建设

在发展模块当中，可以通过元数据以及适应网络本体相互操作，实现对于自体和主体的相互适应性操作，这种相应的操作模式在工业宽带网络以及智能制造体系当中，拥有着良好的发展前景，可以在复杂动态环境下，实现数学模型的建立，进行数字化物理系统管理、网络管理、自主网络管理。也就是说，通过这种网络化建设，铁路高度自主化阶段可以得到实现，并通过全面信息化、系统集成化、高度自主化这一建设流程，促进铁路信息管理网络向高级化的方向发展[2]。这对于铁路网络运力的提升、与其他运输系统的灵活配合、自身安全性的全面提升，具有非常重要的作用。

4 结论

综上所述，智能铁路运输系统可以显著提高轨道交通运输能力，提高其市场竞争能力，为民众提供更加智能化的运输服务。从本文的分析可知，研究智能化铁路运输系统，有利于我们从技术进步的角度，看待目前智能化发展的技术融合。因而，我们要加强系统性研究，在细分领域进行优化探索，并且从需求功能方案、互操作、云计算等综合角度，对于智能系统的运输维护模式进行相应的系统分析。

【参考文献】

[1]朱剑.基于RITS体系下的智能铁路运输系统框架结构设计[J].自动化与仪器仪表，2018（09）：90-93.

[2]贾昆鹏.铁路智能交通运输系统（ITS-R）在鐵路自然灾害预警系统的相关研究[J].科技与企业，2013（15）：115.

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