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第2 4卷, 第4 期2003年8月文章编号: 1001 4632 ( 2003) 04 0012 07---中国铁道科学CH INA RAIL WAY SCIENCEVol1 24 N o14August , 2003国外铁路智能运输系统研究现状及分析李平, 张莉艳, 杨峰雁, 贾利民100081)( 铁道科学研究院电子计算技术研究所, 北京摘要: 从运营管理、列车控制、安全、电子付费等多个角度对国外铁路智能运输系统的相关研究现状进行了分析, 并对日本最新提出的智能铁路系统的规划进行了全面追踪。
从系统的角度规划中国铁路智能运输系统的总体结构。
提出了以/ 高服务、高安全、高效率0 为核心, 以/ 先进的用户信息服务系统、铁路电子商务系统、多式联运系统、综合化的营运管理系统、先进的运输资源管理系统、智能化列车运行控制系统、智能化紧急事件救援与安全系统0 为基本组成的中国铁路智能运输系统的构想。
关键词: 铁路智能运输系统( RIT S) ; 智能技术; 智能交通系统( IT S) ; 综述中图分类号: U292142文献标识码: A1前言近年来随着人工智能技术、计算机及其相关技2 国外铁路在运营管理方面的研究现状鉴于运营管理是整个铁路运输系统的核心, 国外发达国家从铁路诞生之日起就一直进行这方面的研究和探索。
特别是高速铁路诞生之后对运营管理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、美国、日本等国家的研究更为引人注目。
[ 1~ 7]211 欧洲铁路运输管理系统ERTMS 为建立全欧洲铁路网统一的铁路信号标准、保证各国列车在欧洲铁路网内的互通运营, 提高铁路运输管理水平, 欧洲共同体于1989 年12 月设立了欧洲铁路运输管理系统项目( European Rail T raff icM anagement System, 简称为ERT M S) 。
交通运输行业智能交通系统智能交通系统（Intelligent Transportation System，简称ITS）是现代交通运输行业中的一项重要技术，通过应用先进的信息技术、通信技术、传感器技术和人工智能等手段，实现对交通管理的智能化和自动化，提高交通运输效率和安全性。
本文将从三个方面对交通运输行业智能交通系统进行介绍和分析。
一、智能交通系统的概念与特点智能交通系统是指通过计算机、通信和控制技术来管理交通和运输流程的一种系统。
它应用先进的信息和通信技术实现交通系统的智能化，包括交通管理、交通服务和交通控制等方面。
智能交通系统的特点主要体现在以下几个方面：1. 数据采集与监测：智能交通系统通过传感器、摄像头和无线通信设备等手段，实时采集交通运输相关数据，并通过高效的监测系统进行分析和处理。
2. 信息处理与分析：智能交通系统利用先进的数据处理和分析算法，将采集到的数据进行整合和分析，生成有价值的交通信息和决策支持。
3. 交通调度与优化：智能交通系统通过运用优化算法，实现对交通流量和交通资源的合理调度，最大限度地提高交通运输效率。
4. 安全管理与应急处理：智能交通系统通过实时监测和预测，及时发现交通事故和拥堵等问题，并做出应急处理和安全管理。
5. 环境保护与能耗优化：智能交通系统可通过智能化的信号控制、路况优化等手段，降低交通拥堵和排放，实现对环境资源的保护。
二、智能交通系统的应用领域智能交通系统广泛应用于交通管理、公共交通、交通信息服务、交通安全等领域。
以下是几个重要的应用领域：1. 交通流量管理：智能交通系统通过动态交通信号控制、智能交通监测和导航系统等手段，对交通流量进行实时调度和控制，提高道路通行效率。
2. 公共交通优化：智能交通系统可通过公共交通智能化调度、实时信息服务等手段，提高公共交通的运行效率和服务水平。
3. 多式联运管理：智能交通系统可实现不同交通方式（公路、铁路、航空等）之间的无缝衔接，提供便捷的多式联运服务。
智能交通系统运用现状及其存在问题分析智能交通系统作为缓解城市交通拥堵问题的有效途径，在各大城市得到了广泛的运用。
文章分析其特点，探讨其运用现状以及问题。
标签：智能；交通系统；运用；现状；问题经济的迅速发展，我国的经济发展已经步入小康型社会发展时期，城市化进程将快速发展。
这就给城市的交通状况带来了巨大的压力，城市人口和汽车保有量在逐年增长，因此带来的交通拥堵、尾气污染、交通事故等危害，严重的影响着城市居民的出行安全和生活质量，也与社会治安、经济发展等有着紧密联系。
一、系统结构及功能（一）视频采集。
通过视频采集硬件将接入的标清或高清摄像机的视频数据，根据系统自带的嵌入式DSP处理器，对视频数据进行H.264编码压缩，智能分析（如：车牌识别，视频摘要提取），根据调度配置方案上传实时视频数据和存储数据。
（二）音频采集和输出。
通过音频采集芯片，采集到拾音器或麦克风的PCM 数据，为了减少3G网络资源，以及保证传输的实时性，采用高压缩比的AMR 压缩算法。
音频数据可以实时传送到调度平台和存储到终端硬盘上。
调度平台根据终端上传的数据，或告警事件，可以和驾驶员实现点对点语音通信，或下发相关的提醒信息。
（三）GPS信息采集。
通过终端中嵌入的GPS或北斗模块获取标准的NMEA 协议数据，分析出终端所在的经纬度信息，当前车速，行驶方向等当前定位信息。
同时实时的进行智能运算，检测车辆是否越界，是否超速状态，根据判断标准上报告警事件到调度平台。
（四）外接扩展外设。
可以外接开关两出发报警，司机在紧急情况下可以触发报警，并上传调度平台。
同时可以和汽车行驶记录仪通信，及时将数据保存到调度平台上，进行安全备份。
二、智能交通系统的发展现状在上世纪70年代末期，我国的北京、广州、上海等城市开始在交通运输中运用电子信息技术研发交通信号控制技术。
上世纪80年代末期，智能交通的理念首次引入我国，包括交通信息采集、优化道路管理、车辆状态识别、驾驶员考试系统等内容。
铁路运输智能调度系统设计与优化随着社会和经济的不断发展，铁路运输在现代交通体系中扮演着重要的角色。
为了提高铁路运输的效率和安全性，设计一套智能调度系统成为当务之急。
本文将介绍铁路运输智能调度系统的设计要素和优化方法，以提高铁路运输的效率和服务质量。
1. 智能调度系统设计要素1.1 轨道布局规划良好的轨道布局规划是高效铁路运输的基础。
在设计智能调度系统时，需要考虑车站、交叉口和转轨设施的位置和数量。
合理的布局规划能最大限度地减少列车之间的冲突，提高铁路运输的效率。
1.2 列车调度算法列车调度算法是智能调度系统的核心。
通过优化列车的发车时间、速度和停靠站，可以最大程度地减少列车之间的碰撞概率和延误时间。
同时，该算法还需要考虑到车辆巡航控制、车载设备与基础设施的信息传递等关键因素，以确保列车运行的安全性和精确性。
1.3 信号系统设计合理的信号系统设计是铁路运输安全的基石。
智能调度系统应该包含先进的信号系统，能够准确判断列车的位置和速度，并及时传递相关信息。
通过信号控制技术，可以确保列车之间的安全距离，避免碰撞事故的发生。
2. 智能调度系统优化方法2.1 数据挖掘与分析智能调度系统的优化离不开大量的历史运行数据的挖掘与分析。
通过对过去的列车运行数据进行统计和分析，可以发现规律性的变化和潜在的问题。
基于这些分析结果，可以对调度策略进行优化，提高列车运行的效率和安全性。
2.2 优化模型与算法优化模型与算法的应用能有效提高铁路运输的效率。
例如，可以建立列车调度的数学模型，并应用优化算法求解最优调度方案。
同时，还可以采用优化算法对列车停车时间和速度进行调整，以降低整体运行时间和能源消耗。
2.3 人机协同人机协同是智能调度系统优化的重要手段。
在系统设计中，应该充分考虑到人员的意见和决策，与智能算法进行对接。
合理的人机协同可以平衡自动化和人为干预的权衡，实现最佳的调度策略。
3. 智能调度系统在铁路运输中的应用3.1 提高运输效率智能调度系统的应用能够提高铁路运输的效率。
铁路运输的信息化与智能化随着信息技术的不断进步与发展，各行各业都在不断探索如何将信息化与智能化应用于自己的领域。
铁路运输作为交通行业的重要组成部分，也不例外。
本文将围绕铁路运输的信息化与智能化展开论述，探讨其在提高运输效率、保障安全以及提升用户体验方面的作用。
一、信息化在铁路运输中的应用信息化技术的应用为铁路运输行业带来了巨大的变革。
首先是票务系统的信息化。
过去，购买火车票需要亲自前往车站或代售点排队等候，非常不便捷。
而随着互联网的普及，铁路部门推出了在线购票系统，使旅客可以在家中通过电脑或手机预订车票，无需亲自前往，大大提高了购票的便利性。
其次是列车信息的实时查询。
以往，旅客只能通过电视或广播了解到列车的开行时间和到达时间，信息不够及时准确。
而如今，乘客只需通过手机APP或网站即可查询到列车的时刻表、延误信息等，大大提高了旅客获取信息的速度和准确度。
此外，信息化技术还应用于铁路货运系统。
通过物流信息管理系统，铁路部门可以实时监控货物的运输情况，包括货物的装载、卸载、仓储等环节，提高了运输的安全性和效率。
并且通过信息化系统的数据分析，铁路部门可以对货运需求进行预测，合理调配资源，实现运输的智能化和精细化管理。
二、智能化在铁路运输中的应用智能化技术的应用进一步提升了铁路运输的效率和安全性。
首先是轨道交通信号控制系统的智能化。
传统的铁路信号控制系统主要依赖于人工操作，容易受到人为因素的影响，存在一定的安全隐患。
而采用智能化技术，可以实现对列车的无人监控和自动控制，提高了列车运行的安全性和精确度。
其次是列车自动驾驶技术的应用。
智能化的自动驾驶系统可以实现列车的自动控制和运行，提高了运行的精确度和稳定性。
自动驾驶技术还可以减少人为操作的错误和疲劳因素，降低了事故的风险。
目前，一些国家已经开始在高铁线路上试点自动驾驶技术，取得了良好的效果。
此外，智能化技术还应用于列车维修与保养。
通过传感器、无线通信和大数据分析等技术，可以实时监测列车的运行状态和设备的工作情况，及时发现故障并进行维修，提高了设备的运行效率和稳定性。
-124-科学技术创新2019.14浅析我国智能交通系统发展现状与前景洪中荣(长安大学，陕西西安710000)摘要：智能交通对于我国交通运输行业发展有着巨大的意义，本文通过中国与美欧日在ITS发展现状的对比，综合分析我国ITS趋势与建设ITS路上所面对的挑战，并提出一些对策。
关键词：ITS智能交通;现状;趋势中图分类号:TP18,U491.1+2文献标识码：A文章编号:2096-4390(2019)14-0124-021概述从1885年第一辆汽车诞生到现在的这130多年以来，人们的出行方式发生了翻天地覆的变化，然而随着人们交通方式的不断发展，交通堵塞、环境污染等问题也相应产生了。
智能交通系统在这种情况下应运而生，通过科学的方案解决现在城市交通所面临的问题。
2智能交通系统的概念智能交通系统(Intelligent Traffic System,简称ITS)又称智能运输系统(Intelligent Transportation System),是将信息技术、计算机技术、数据通信技术、电子控制技术、传感器技术、自动控制理论、运筹学、人工智能、大数据、云计算等先进的科学技术有效便捷地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造这三个方面叫使“人”、“车”、“路”三者之间加强联系，减轻路面交通运行的压力，达到减少安全隐患的目的，建立起的一套覆盖广泛、实时、高效、精准的智能化的道路交通系统。
3国外智能交通系统发展现状3.1美国ITS发展现状美国早在20世纪60年代就开始了可以称为ITS最早起源的电子路径诱导系统研究(Electronic Route Guidance System)的先驱性研究工作。
随后80年代中期，加利福尼亚交通部门研PATHFINDER(路径导航)系统获得成功，进一步加速了ITS的发展。
美国的ITS发展到现在,基本形成了出行和运输管理系统、公共交通运输管理系统、电子收费系统、商业车辆运营系统、应急管理系统、先进的车辆安全系统、信息管理系统、养护和施工管理系统等八大研发领域和研究内容。
智能交通系统概述引言今天，道路运输已经成为超越铁路的最重要的地面运输方式，在国民经济和社会发展中起着举足轻重的作用。
但是随着汽车的普及、交通需求的急剧增长，进入80 年代以来，道路运输所带来的交通拥堵、交通事故和环境污染等负面效应也日益突出，逐步成为经济和社会发展中的全球性共同问题。
解决车和路的矛盾，常用的有两个办法：一是控制需求，最直接的办法就是限制车辆的增加；二是增加供给，也就是修路。
但是这两个办法都有其局限性。
交通是社会发展和人民生活水平提高的基本条件，经济的发展必然带来出行的增加，而且在我国汽车工业正处在起步阶段的时期，因此限制车辆的增加不是解决问题的好办法。
而采取增加供给，即大量修筑道路基础设施的办法，在资源、环境矛盾越来越突出的今天，面对越来越拥挤的交通、有限的资源和财力以及环境的压力，也将受到限制。
这就需要依靠除限制需求和提供道路设施之外的其它方法来满足日益增长的交通需求。
智能交通系统( intelligent transportation system, 简称its )正是解决这一矛盾的途径之一。
一、智能交通系统概述从国际上智能交通系统的发展历史来看，各国普遍认为起步于60-70年代的交通管理计算机化就是智能交通系统的萌芽。
随着社会的发展和技术的进步，交通管理和交通工程逐步发展成智能交通系统，但是智能交通系统与原来意义上的交通管理和交通工程有着本质的区别，智能交通系统强调的是系统性、信息交流的交互性以及服务的广泛性，其核心技术是电子技术、信息技术、通信技术、交通工程和系统工程。
智能交通系统就是将先进的信息技术、计算机技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术、自动控制理论、运筹学、人工智能等有效的综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强了车辆、道路、使用者三者之间的联系，从而形成一种定时、准确、高效的综合运输系统。
智能交通系统就是以缓和道路堵塞和减少交通事故，提高交通利用者的方便、舒适为目的，利用交通信息系统、通讯网络、定位系统和智能化分析与选线的交通系统的总称。
中文科技期刊数据库（引文版） 工程技术2015年09期 213智能交通系统（ITS ）在铁路旅客运输上的应用郑贺洋北京铁路局南仓站，天津 300000摘要：本文主要集中探讨了智能交通系统（ITS ）在铁路旅客运输上的应用，论述了如何更好的应用智能交通系统，希望能够为今后的旅客运输工作提供参考。
关键词：智能交通系统；铁路；旅客运输 中图分类号：U29-39 文献标识码：A 文章编号：1671-5659（2015）09-0213-011 智能交通发展的现状对智能运输系统的研究许多国家都投入了巨大的人力和物力，并成为继航空航天、军事领域之后高新技术应用最集中的领域。
目前已形成以美国、日本、欧洲为代表的三大研究中心。
在美国，对ITS 的研究虽然起步最晚，但由于投入较多，目前已处于该领域的领先水平。
1991年，美国开始对ITS 研究进行投资，仅1994~1995年就确定了104项研究项目，并成立了专门组织，着手制定ITS 的研究开发计划，到1997年投资近7亿美元；1998年6月9日美国总统克林顿签署了“面向21世纪运输权益法案（Transportation Equity Act of the 21th Century ）“。
该法案的确定为美国公路系统的继续发展和重建带来了创纪录的投资。
法案跨度为6个财政年度（1998~2003），拨款总金额为2178.9亿美元，其中有相当一部分用于支持ITS 的进一步研究与开发。
欧洲在ITS 的研究方面采取整个欧洲一体化的方针，由政府、企业和个人三方面共同出资进行智能运输系统的研究，著名的项目有PROMETHEUS 和DRIVE 等，其中DRIVE 工程是目前世界上交通运输界规模最大的合作研究计划，共有12个国家的700多个单位参加，经费达5亿欧元。
我国在ITS 领域的研究起步较晚，但随着全球范围智能交通技术研究的兴起，进入20世纪80年代，我国也加快了对智能交通技术研究的步伐。
铁路智能交通运输系统浅析
摘要:智能交通系统(ITS)是近年来国际上很引人注目的交通运输科技发展的新领域,它的基本思想是用高新技术综合解决当今世界的交通拥挤、堵塞、安全、扩能以及与环境协调发展等问题,它在发达国家已得到发展,部分成果已达到实用的地步。
结合了铁路智能运输系统(RITS)的国内研究进展,探讨了中国RITS设计中存在的问题,并分析了中国RITS的若干关键技术。
关键词:铁路智能运输系统标准体系科技管理
1 铁路智能交通系统的国内研究进展
20个世纪80年代,我国开始致力于铁路运输系统信息化基础工程的建设工作中,到现在已经步入了初级向较高级过渡的发展阶段。
铁道部在两千年年底推出开展了《RITS体系框架研究》项目,预示着我国真正开始了对RITS体系框架的研究。
预计到2020年,我国将建成总长度18000 km的高速铁路网。
就当前的情况来看,深入探讨并研发符合我国国情的RITS,成为摆在铁路交通行业面前十分紧迫的任务。
2 当下中国RITS设计中存在的问题
2.1 当前所具备的设计方法无法适应系统运行状态变化的实际需求
RITS原本的业务和全新开展的业务混合在一起较为杂乱、系统
在运行的时候依旧需要进行相应的改进与整顿,这对于信息系统提出了更高的要求。
但是从现有的情况来看,当前所具备的设计方法还无法适应系统运行状态变化的实际需求,因此,需要在未来的研究工作中进一步的深入与强化。
2.2 在系统规划和总体设计方面缺乏形式化和严密性
从国内外RTIS研究发展现状来看,尽管在战略规划、体系框架、旅客信息、及列车控制以及列车运营管理等方面开展了一些研究工作并取得了一定成绩,但迄今为止尚未形成一套科学、系统、完整的设计理论的技术环境复杂,建设周期长、耗资巨大,单凭经验难以保证系统的可靠性、适应性、可扩充性以及系统整体最优,需要有科学的设计方法。
2.3 没有充分重视系统的整体优化问题
RITS是一个集底层控制、实时调度、运营管理于一体的多功能、多任务的复杂大型信息系统,系统设计在系统建设中至关重要。
由于缺乏统一规划和总体优化设计,缺乏局部与总体协调,目前各铁路信息系统之间存在着应用散乱、技术标准和规范不统一等问题,信息计算及其他资源难以共享,造成资源浪费。
系统设计这一环节对于系统的建成结果而言起到了决定性的作用,其合理性将直接决定着系统利益效率的获取,也就是说系统能不能从整体上显示最优化水准,要不然的话就算是系统能够正常运行或者是单纯的看其中的环节是过关的,也
并不能表示系统整体性能的强劲。
所以说系统设计环节的开展必须要站在全局的角度上去观察思考,确保系统整体性能的优化。
3 中国RITS的关键技术
3.1 面向货物运输的智能技术
系统通过互联网为货主提供各类货运信息的发布与查询;为货主提供电话、短信等声讯服务;为货主提供车辆预定与取消服务;提供面向货主的辅助决策支持;给货主带来支持信息输入的挖掘性能,从而完成对所载货量多少的预计。
系统给所运载的所有货品全部设置相应的电子标签,针对货物的每时每刻的状态信息做到准确掌握,同时针对发生的偏差问题及时发出警示。
作为货主可以借助网络根据自己的需求随时查看货物的所在位置及安全情况。
货主在该平台上进行运费结算。
系统支持现金支付或者是银行转账等方式;支持根据季节和货运量灵活定价的机制。
3.2 列车定位技术
目前常用的列车定位技术有以下几种:轨道电路方式.这是一种应用较为普遍的定位方法,它最为突出的优势特征就是所需花费较低、运用起来较为便利,不用在原有设备设施的基础上做很大的调整就能够完成对列车的位置锁定工作。
其定位精度取决于轨道电路的长度;基于应答器的定位方式，这是一种广泛应用的定位方法,它可以点式地给出列车定位信息，应答器能在恶劣条件下稳定工作,维修费用低
且使用寿命长;全球卫星定位系统GPS，GPS是隶属于美国军方的、基于卫星发射信号的定位系统，别的位置检测工作所运用的原理指的就是在列车上面设置GPS信号接收器,这样能够获取太空上超过四颗卫星所放射的讯号,按照所收取的信号特征和获取时间的差异成都判断出列车的具体空间位置。
3.3 车辆智能维修技术
作用在物联网技术基础上的车辆状态感知技是通过掌握列车真正的运作需要,有目的性的设置相应的传感器装置,从而确保列车的运行状态能够通过自身完成准确感应。
并且把所感应的目标分成不同几个方面,包括列车的安全性能、列车当下的运行情况、列车内乘客的舒适情况等旅客舒适度等,通过对各个方面信息的获取及重要性的分析,给车辆的维修与养护带来相应的依据。
3.4 通信技术
第一,无线通信系统:在铁路智能运输系统中,车站、调度部门、营运管理部门等经常需要与行驶中的列车交换大量的实时信息,如列车位置、速度、加速度、调度指令、客流信息、紧急事件通报等。
主要有:全球移动通信系统GSM;蜂窝数字分组数据系统(CDPD);第三代移动通信系统IMT-2000。
第二,相对于无线通信技术而言,有线通信系统体现出较为明显的优势特征。
首先其在技术领域发展的比较完善,可靠程度较高,运作时
的效率也更为突出,更为重要的是这种系统所需要的成本费用投入较低,可以适用于规模较大的传输工程中。
主要有:以太网(Ethernet);光纤分布式接p[1] 周华国,虞卓,曾学贵.智能交通系统(ITS)在铁路上的应用[J].中国铁路,1998（9）:9-11，5-8.
[2] 陈天鹰,刘贺军,胡亚峰.铁路智能交通系统研究[J].铁路通信信号工程技术,2010（4）:15-21.
[3] 孟燕,贾利民,李平.对建立铁路智能运输系统标准体系的思考[J].铁路计算机应用,2003,11:1-3.
[4] 李晓争.基于解释结构模型的铁路智能运输系统体系结构研究[D].北京交通大学,2007.。
