基于智能鐵路運輸系統ITS-R的研究

韓文君

【摘 要】運輸系統是我國經濟發展的動脈，而鐵路網絡由于穩定性高、價格低廉、安全性高，在運輸系統當中占據重要地位，發展智能鐵路運輸系統ITS-R，可以顯著提升鐵路運行的自動化水平與智能化水平?；诖?，本文主要分析智能鐵路運輸系統ITS-R的主要原理，探討其具體應用與未來發展。

【關鍵詞】智能鐵路運輸系統ITS-R;控制系統;智能傳送

中圖分類號： U294.88;X731 文獻標識碼： A 文章編號： 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

數字鐵路、智能鐵路是鐵路運行系統未來的發展方向，對其發展內涵進行相關回顧，可以促進鐵路發展的自動化、信息化、自動化建設，為未來鐵路運行系統發展方向，進行框架制定，指引良好的科學發展模式，提高整個系統運行的效率。

1 鐵路智能運輸系統ITS-R的主要內容

鐵路運輸系統是一項復雜的運行系統，既要保障智能化的狀態感知。以及智能化的信息互聯，還要應用網絡超算以及業務協同系統等等，對于整個鐵路運輸過程當中的相關數據，進行高效、高速、準時、安全、優化的把控。因而，在這樣的背景下，利用數字化網絡以及智能化技術，對鐵路運行系統進行升級，是時代的必然要求：

（1）在智能鐵路運行系統發展方面，美國和日本處于發展的前列，形成了一批具有代表的研究系統，例如美國的鐵路智能運輸系統ITS-R等等。本文主要結合該系統，對于數字鐵路智能鐵路的未來發展進行相關探討，尤其是針對智能鐵路系統的體系標準、系統設計和優化進行相應的分析。

（2）從目前的發展模式上來看，智能鐵路運輸系統，主要包含貨物的高速化運輸、客運的高速化連接、精細化的裝配分析，以及有效的運輸組織調度、安全技術保障，以及相關的拓展智能化等等。

（3）這種技術信息系統，要求整合系統裝備、清潔、人性化管理以及相應的國際化標準支持，對于鐵路運輸的管理進行重新流程建設。在進行技術發展的過程當中，智能鐵路運輸系統根據時空環境，進行數字化的狀態感知，主要包含對于不同鏈路的系統研究，對于大容量傳輸的整校融合，以及對于融合的有效處理以及可視化的數據表達等等。

（4）這種智能化的感知系統建立在全面信息分享、即刻信息處理和整合信息融合的基礎之上，可以對于鐵路貨物等相關的運輸數據，進行高效的靈活分析，并且應用大數據的自動化數據分析，以及人工智能的自動學習、決策知識等等，進行相關的協同計算，提高整個感知能力，在最小成本的范圍內，提高網絡運量的，實現最小的信息延遲以及貨物延遲。

2 鐵路自動控制系統的相應特點

2.1 線性發展特征

鐵路的線性發展，是其運輸系統最為顯著的特征，因而，在進行智能化建設的過程當中，可以實現鐵路沿線共享，達到最優運營決策，這種信息共享的方式可以對鐵路運行周邊的城鎮，進行有效的整合，通過這種共享、信息保障、未來決策的正確性。同時，信息系統還可以利用人工智能的自動學習功能，對于維護流程進行有效的優化，以及利用整合相關管理當中的一些有效信息，盡可能高效地將獲得到的相關信息數據傳達給決策者與經營者，通過這種實時分析的方式，改善列車運營的相關性能。

2.1 信息化特征

鐵路自動控制系統融合了信息處理、信息通信、信息共享、信息決策、智能分析、智能學習、智能傳輸、智能處理，是一個可以進行移動空間共享的綜合化管理系統。

一方面，在信息維護運營方面，它具有高運能高安全高效益，高服務品質的相關特點，可以通過集合控制優化管理科學決策，提高整個系統運行的自動化程度。目前我國已經加入到了智能化鐵路運行系統的研發當中。另一方面，它還具有安全高效，低碳，和諧環保等綜合效果。

3 未來鐵路智能運輸系統ITS-R的發展

3.1 未來鐵路智能運輸系統ITS-R的發展框架

首先，該系統可以通過網絡互聯實現信息共享，通過子系統的集成，實現各個子系統與終端系統的信息共享，在暢達的網絡當中，進行相關信息的靈活溝通。

其次，在智能化處理方面，自動控制系統可以綜合調度資源，尤其是根據鐵路運行過程當中的一些資源分配突發情況。進行智能化的處理，從而協調人力資源管控，進行高效的鐵路生產運營體系監控。

再次，對于協同處理方面，智能控制系統可以通過這些溝通設施配備以及移動設施配備，使整個設施形成一個聯合的優化主體。這種方式可以盡可能的提高鐵路運行以及物資調動的安全性，可靠性以及靈活性。

最后，從本質上來看，智能化鐵路運輸系統是一種按需分配的系統，可以根據系統內各個子模塊上傳遞一些相關需求，實現高效、低碳、按需驅動的相關調配，這種方式大大更替了原有的鐵路運輸系統管理體系，減少了人力資源的調度存在的失誤等等[1]。

3.2 未來鐵路智能運輸系統ITS-R的發展方向

在未來，鐵路智能運輸系統ITS-R主要是向可測、可視、可控和可響應四個方向發展。

3.2.1 建設可測系統

可測系統要按照鐵路運輸的層次、力度、狀態，進行相應的感知，也就是說進行全面的數據收集，這種體系框架主要是在目前智能鐵路運輸系統客戶，上傳的數據模塊的配合，以及外部與內部環境之間的信息交流來實現的。進行層級控制過程當中，要對智能鐵路運行系統的感知層面、存儲、傳輸層面、地上連接層面進行優化配合，尤其是集合數據模型和互操作技術等等，實現整個信息的有效融合、存儲、處理顯示和挖掘?？蓽y系統是整個傳輸系統的支撐基礎部分，通過這種實時的信息感知，鐵路智能運行可以對的運力分配有一個初步結果，并通過整合在線分析的方式，將該結果與線上終端共享，實現對于特殊情況的把控，方便管理決策人員，根據傳輸路線當中存在的一些變動問題，進行靈活的路線更定。

3.2.2 建設可視系統

在可視層面，主要依靠感知層、傳輸層融合，以及實現層的相互配合，利用網絡安全技術，物聯網技術，大容量通信技術，互操作技術，云計算技術以及知識推理技術。實現計算機智能細算、群智能優化學習以及自制系統相關感知。這種方式符合未來鐵路的發展方向，可以利用分布式并行計算，形成初級云系統，并且在更廣泛的范圍內，通過異構協同的安全，構建一個可以抵抗外敵入侵的安全員，并通過自主自治維持，實現整個系統智能云的建設，大大提升整個系統運行的安全性以及合理性?？梢暬到y可以與大數據的可視化系統充分整合在一起，并運用在線探測技術、遠程控制技術與物聯網技術等等，通過對網絡連接模式的重組與分析，實現資源的共享，方便管理人員進行在線控制，對于一些需要進行剝除的部分進行屏蔽，避免過多的線路傳輸信息，導致信息控制的共享性下降。

3.2.3 可控系統建設

通過內部與外部的聯通內部組織業務的細化，以及運輸狀態的相應維護與管控，可以實現對外服務功能體效應拓展，尤其是對于外部業務層進行相應的分析，對客運貨運電子商務，以及相關的系統服務進行靈活的規劃，這種層次化的劃分框架，可以對系統當中的耦合性進行及時的規避，通過技術提升的角度，對于各個層面進行系統性感知，從而更加高速的回應客戶的需求。一方面，通過可控系統可以實現智能化分類，對于不同的鐵路運輸系統信息進行整合，深入進行數據的挖掘，避免接受錯誤的指令。

3.2.4 可響應系統建設

在發展模塊當中，可以通過元數據以及適應網絡本體相互操作，實現對于自體和主體的相互適應性操作，這種相應的操作模式在工業寬帶網絡以及智能制造體系當中，擁有著良好的發展前景，可以在復雜動態環境下，實現數學模型的建立，進行數字化物理系統管理、網絡管理、自主網絡管理。也就是說，通過這種網絡化建設，鐵路高度自主化階段可以得到實現，并通過全面信息化、系統集成化、高度自主化這一建設流程，促進鐵路信息管理網絡向高級化的方向發展[2]。這對于鐵路網絡運力的提升、與其他運輸系統的靈活配合、自身安全性的全面提升，具有非常重要的作用。

4 結論

綜上所述，智能鐵路運輸系統可以顯著提高軌道交通運輸能力，提高其市場競爭能力，為民眾提供更加智能化的運輸服務。從本文的分析可知，研究智能化鐵路運輸系統，有利于我們從技術進步的角度，看待目前智能化發展的技術融合。因而，我們要加強系統性研究，在細分領域進行優化探索，并且從需求功能方案、互操作、云計算等綜合角度，對于智能系統的運輸維護模式進行相應的系統分析。

【參考文獻】

[1]朱劍.基于RITS體系下的智能鐵路運輸系統框架結構設計[J].自動化與儀器儀表，2018（09）：90-93.

[2]賈昆鵬.鐵路智能交通運輸系統（ITS-R）在鐵路自然災害預警系統的相關研究[J].科技與企業，2013（15）：115.