（计算机应用技术专业论文）企业铁路智能运输调度系统关键技术研究.pdf

合肥工业大学博士学位论文 摘要 信息的获取、信息流的传输和信息的共享是现代企业铁路运输信息化的主要目标， 因此，信息技术正在成为构造现代企业铁路运输系统最重要的技术基础，全面开展企业 铁路智能运输调度系统的研究符合这一技术发展的要求。 本文的研究是在我国企业铁路面临运量激增、简员增效的巨大压力下，围绕用现代 信息技术改造传统指挥调度模式这一思路开展工作的。论文介绍了企业铁路运调作业的 特殊性，研究了企业铁路智能运输调度系统的技术特点，提出了企业铁路智能运输调度 系统的基本结构和组成，主要包括铁路信号计算机联锁子系统、调度集中子系统、调度 监督子系统、机车无线作业信息予系统和物流信息子系统，详细描述了各子系统的功能。 针对铁路信号联锁系统的安全性与可靠性要求，提出了动静结合的安全逻辑表达 形式和单界面联锁一复合冗余结构以实现系统故障安全；通过对数字化轨道表示模块 的误差分析和误差补偿，建立了一种有效的表示判定方法；从离散事件系统的角度分析 了平面调车系统中事件驱动过程的复杂性以及自然语言规则描述方式的缺陷，提出通过 自动机模型描述平面调车系统，具体讨论了平面调车系统同时间自动机、下推自动机和 通信有限状态机的关系，从状态划分、数据结构设计、状态转移流程等方面说明了基于 自动机模型的平面调车软件的设计方法。 在机车无线作业信息系统的研究中，提出了一种机车区域限速的方法以及检测算 法；说明了机车状态数据和语音数据同步重演的重要性，在构建了一种语音记录的数据 结构基础上，对快捷播放模式和连续播放模式下的同步播放处理提出并实现了一种方 案；为了减少机车作业背景下数字录音的数据量，在分析比较噪声和语音特性的基础上， 采用滤波法、能量法与自相关函数法三者相结合的方法，实现了一种背景噪声抑制方案。 论文提出了企业铁路运输物流信息系统的系统架构、功能和工作流程；阐明了企业 铁路物流信息系统与计算机联锁系统、调度监督系统、机车无线作业信息系统、车号识 别系统、电子货票系统以及e r p 系统的关系；建立了物流信息系统的u m l 建模方法，提 出了车号与物流自动跟踪算法。论文还对调度作业计划编排的过程进行了描述，提出了 企业调度作业计划智能编排的概念和一种设计方法的框架，介绍了任务计划解析模块和 智能推理模块的设计思想。 关键词：铁路智能运输调度，铁路信号联锁，平面调车，机车作业，物流 本文的研究工作荦导到了国家“8 6 3 ”计划引导项目( 2 0 “a a 0 0 1 0 2 i ) 的资助 鱼! ! 三些茎堂堕主堂垡堡苎 s t u d yo nt e c h n o l o g yk e y so f t h ei n t e 野a t e dt r a n s p o r t a t i o n d i s p a t c h i n gs y s t e m f o re m e r p r i s er a i l w a y a b s t r a c t 1 飞ed e v e l o p m e n tg o a lo f 订a n s p o r t a t i o nd i s p a t c l l i n gf o rm o d e me n t e r p “s em 订w a yu s i n g i n f b n n a t i o nt e c l l i l o l o g yi sf o ri m p r o v e m e n to nm ec a p a b i l i t yo fa c q u 淅n g ，t r a l l s f e m n ga n d s h a r i n gi n f o n n a t i o n i n f o m a t i o nt e c h n 0 1 0 9 yh a sb e c o m e 也em o s ti m p o r t a n tb a s i so f c o n s t m c t i n gm o d e r n 仃 m s p o n a t i o nd i s p a t c h i n gs y s t e m sf o re n t e f p r i s er a i l w a y s os t u d y i n go n 也i s6 e l dw i 也p e r s i n te f 岛r ta c c o r d sw i t h 妇p r o 瞽e s st r e n d i nc l l i m ，e n t e r p r i s er a i l w a yi sf a c i n ga 伊e 砒p r e s s u r em a tt h e 锄o u i l to fm 曲s p o r t a t i o ni s b e c o m i n gh e a v i e ra 夏l dh e a v i e ll o t so fe n t e l 节r i s e sa r er e a d yt or e d u c et h en u m b e ro ft h e i r e m p l o y e e sa n dh a v e a 1 1 l 】r g e m n e e do fr e b u i l 曲培m e i r t e c h n o l o g y o ft r a n s p o r t “o n d i s p a t c h i n gu s i n gi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y t h ew o r ko fm i sd i s s e n a t i o ni sd e v e i o p p e di n a b o v es e r i o u ss i t u a t i o n t h i sd i s s e r t a t i o ni n 打o d u c e st h ep a r t i c u l a r i t yo f 艄m s p o r t a t i o n d i s p a t c m n gf o rm o d e me n t e 叩r i s er a i l w a y ，s t u d i e sm et e c l 】1 1 0 l o g yc h a r a c t “s t i c so ft h e i n t c g r a t e dt r a n s p o r t a t i o nd i s p a t c h i n gs y s t e mf o re n t e r p “s er a i l w a y ，p r o p o s e sm eb a s i c s t n j c t u r ea j l dc o 埘【p o n e n ts u b s y s t e m so ft h i sk i n ds y s t e m t h o s es u b s y s t e m si n c l u d em e c o m p u t e ri n t e r l o c k i n gs y s t e mf o r 山em i l w a ys i g n a l ，l ec e n t m l i z e dt r a 茄cc o n t r o l ( c t c ) s y s t e m ，t h ed i s p a t c h i n gs u p e i s i o ns y s t e m ( d s s ) ，t l l ei n f 0 h n a t i o ns y s t e mf o rw i r e l e s s 1 0 c o m o t i v es h u m i n g 肌dt h ei n f o 咖a t i o ns y s t e mo fg o o d sl o g i s t i c s t h e i rf u n c t i o n sa r e d e s c r i b e di nd e t a i l i nt l l e d i s s e r t a t i o n ，a i m i n ga t 山er e q u i r e m e n t so fs e c w i t ya n dr e l i a b i l i t yo ft h e i n t e r l o c k i n gs y s t e m ，av a l i df o mf o re x p r e s s i n gi o g i c ，w h i c hc o m b i n e sd y n a m i cl o g i cw i t h s t a t i c 1 0 9 i c ，a n d an e wr e d u n d a n c ys t m c t u r ec a l l e d s 访g l ei n t e r f a c e i n t e r l o c k c h e c k r e d u n d a n c y ( s i i c - r ) a r ep r o p o s e d ，t h e y c a i l i m p r o v et 1 1 ef a i l u r e - s e c u r i t y o ft l l e i n t e r l o c k i n gs y s t e m o nt h eb a s i so fe r r o ra i l a l y s i sa 1 1 dc a l i b r a t i o nf o rt h ed i g i t a l 缸a c k d e n o t a t i o nm o d u l e ，也ed i s s e n a t i o na l s oe s t a b l i s h e sa ni m p r o v e dm e t h o do fj u d 百n gt r a c k d e n o t a t i o n s t a t e s ，w h i c hh e k ) st ou p 伊a d e 出em e a s 嘶n gr e l i a b i l i t ya 1 1 ds e c u r i t yo 九h et r a c k d e n o t a t i o n t h ed i s s e n a t i o na i l a l y z e st l l ec o m p l e x 毋o fe v e n td r i v i n gi nt h ep f o c e s so ff l a t s h u n t i n ga n dm el i m i t a t i o no fd e s c r i p t i o n 谢t hn a t u r a ll a l l g u a g e sf b mt l l ep o i n to fv i e wo f d i s c r e t ee v e n td y n 锄i cs y s t e m s ( d e d s ) t h e r e f o r ead e s c r i p t i o nf o rn a ts h u n t i n gs y s t e m s w 汕a l l t o m a t o nm o d e i si ss u g g e s t e d i nd e t a i l ，t h er e l a t i o n s h i p sb e t w e e nan a ts h u n t i n g 合肥工业大学博士学位论文 s y s t e ma n dt i m e da u t o m a t a ( 1 a ) ，p u s h d o w na u t o m a t a ( p d a ) a n dc o m m u n i c a t i n gf i n i t e s t a t em a c h i n e ( c f s m ) a r ed i s c u s s e d o nm eb a s i so fe x p l a i n i n gt h ep a r t i t i o no fs t a t e s ，t h e d a t as t m c t l l r ea 1 1 dt h en o wo fs t a t e 订a 1 1 s i t i o n ，ad e s i g nm e t h o do ff l a ts h l 】i l t i n gs y s t e m sb a s e d o na u t o m a t o nm o d e l si sb u i l t i nm ec h a p 把ra b o u tt h ei n f 0 h n a t i o ns y s t e mf o rw i r e l e s sl o c o m o t i v es h l i n t i n g ，t h e d i s s e r t a t i o ng i v e sak i n do fa l g o r i t h mf o rt 1 1 el o c o m o t i v es p e e dl i m i t a t i o ni ns o m es p e c i a l a r e a s ， e x p l a i n s t h ei m p o r t a n c eo f r e p l a y i n gl o c o m o t i v e s t a t ed a t aa n dv o i c ed a t a s y n c h r o n o u s l y o nt h eb a s i so fb u i l d i n gag m u po f d a t as t m c t u r ef o rv o i c er e c o r d ，t h e d i s s e r t a t i o np r e s e m sam e m o do fr e p l a y i n gs ”c h r o n o u s l yi nt h es h o n c u tm o d ea n dt 1 1 e c o i n i n u a l l c em o d e i no r d e rt or e d u c et h e 锄o u mo fb a c k 掣o u n dn o i s ed a t aw i t h i nm ep e r i o d o f1 0 c o m o t i v er u n n i n 舀t h ed i s s e n a t i o nt e s t sa na l g o 订t h mo fc o m b i n i n gf i h e r i n gm e t h o d ， e n e r g ym e t h o da i l da u t oc o 玎e l a t i o nm n c t i o nm e m o d ，a c h i e v e sab e t t e rr e s u l to f b a c k g r o u n d n o i s u p p r e s s i o n t h ed i s s e r t a t i o n 丘锄e st l l es y s t e ms t m c t l l r e ，m n c t i o n sa 1 1 dt h ew o r kn o wo ft l l e i n f o r m a t i o ns y s 蛔mo fg o o d sl o g i s t i c sf o re n t e r p r i s er a i l w a y ，e x p l a i n s 也ef e l a _ t i o n s h i p sw 泔1 c o m p u t e ri n t e n o c k i n g ，c t c ，d s s ，、析r c l e s sl o c o m 嘶v es h u n t i n g ，_ 【r a i nc o d er e c o g n i t i o l l ， e l e c t r o i l i ct i c k e t so f g o o d s a f l dt h ee r p i nt h ed i s s e n a t i o n ，u m li sa d o p t e df o 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2 安全表达形式之间的逻辑变换关系v 图3 3 电平一编码 图3 。4 电平一动静 图3 5 动静一电平变换电路 图3 6s i i c r 系统逻辑结构描述图 图3 7s i i c r 策略1 图3 8s i i c r 策略2 图3 9s i i c r 策略1 的可靠性框图 图3 一l os i i c r 策略1 的故障安全性框图 图3 1 1s i i c r 策略2 的可靠性框图 图3 - 1 2s i ，i c r 策略2 的故障安全性框图 图3 。1 3 数字化轨道表示模块原理框图- 图3 - 1 4 同步信号相位判别机制在a d 采样过程中的作用“ 图3 1 5 轨道电压与轨道表示状态关系 图3 1 6 道岔结合电路逻辑结构图 图3 1 7 信号机结合电路逻辑结构图 图3 1 8 计算机联锁6 4 d 组合工作流程 图3 1 9 计算机联锁与6 5 0 2 电气集中系统6 4 d 组合工作流程 图3 2 06 4 d ( 带预办) 发车方流程” 图3 - 2 16 4 d ( 带预办) 接车方流程 图3 2 2 联锁软件安全性需求的p e t r i 网模型 图4 1 平面调车系统结构 图4 2p d a 非形式化说明 图4 3 平面调车时间自动机范例 图4 4 链路判断自动机 图4 5 紧急停车及拆除过程的下推自动机 图4 6 平面调车的通信状态机结构 一6 - - 一1o - - - - 1 1 - - 一1 2 - 一- - - 一1 6 - - - 一1 6 - - - - 1 8 2 0 - ”2 3 2 3 - - - 一2 3 - - 2 4 - 2 8 。一2 9 - - 2 9 。- - - - 3 0 - 3 0 。- - 。- - - - 3 1 。- 3 1 。- 3 3 。- - 一3 7 - - - - 3 9 - 一4 0 。一4 l 。一4 3 。- 一4 3 。4 3 。一4 4 。4 6 。5 3 。- - - 5 6 。5 8 。- “5 8 。5 9 。- - 5 9 合肥工业大学博士学位论文 _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ - _ ，_ _ - - _ _ _ _ - - ，_ _ 一 阁4 7 a 状态作为构造要素”6 1 图4 7 b 操作作为构造要索”6 1 图4 8 设计单元说明6 4 图4 9 状态转移流程。6 4 图4 1 0 增强安全控制的平面调车系统结构6 5 图4 1 1 增强安全控制的链路自动机6 6 图s 1机车信息平台结构图”6 9 图5 2 区域速度变换信号的工作说明7 0 图5 3 a 机车磁钢感应的信号波形。7 l 图5 3 b 整形后的信号波形图7 i 图5 4 a 理想的区域速度变换信号的脉冲串- 一7 l 图5 4 b 投射到同一时间轴上的脉冲串7 l 图5 5 几种含有干扰或信号崎变的脉冲流- “7 2 图5 6 区域速度变换检测算法参考图7 3 图5 7 机车数字化录音系统结构和数据流程7 4 圈5 8 机车作业录音系统软件框架一7 4 图5 9s d e e c h r e c o r d 处理流程7 5 图5 1 0 语音数据文件的数据结构设计7 7 图5 1 l 快捷播放模式一7 8 图5 1 2 连续播放模式7 9 图5 】3 a 宽带噪声的自相关函数值8 2 图5 1 3 b 浊音语音的自相关函数值8 2 图5 1 4 a 加窗分帧示意图( 重叠5 0 ) 8 3 图5 1 4 b 所加窗口形状( h a m m i n g 窗) r 8 3 图5 15 a 机车l o s 录音的波形8 4 图5 15 b 对图5 15 a 录音去除噪声后的结果8 4 图5 1 6 机车作业计划传输流程8 5 图5 1 7 调度计划格式- 8 5 图6 1 企业铁路物流信息系统架构9 0 图6 2m v c 模式结构图9 l 图6 3 基于m v c 的b s 结构模式9 2 图6 4 物流信息系统软件功能9 3 图6 5 物流信息统的关联环境9 6 图6 6 类图关系9 9 图6 - 7 物流系统的构件图1 0 0 图6 8 物流系统类图1 0 1 图6 9 物流系统的用例图l 1 0 1 图6 1 0 物流系统的用例图2 1 0 2 合肥工业大学博士学位论文 图6 1 1物流系统的用例图3 ” 图6 1 2自动计划处理活动图 图6 1 3 装车作业活动图 图6 1 4 扣修车辆活动图一 图6 1 5 添加车辆协作图 图6 1 6 添加车辆顺序图“ 图6 1 7 物流系统部署图 图6 18 相邻区段示意图( 道岔位置处于定位) 图6 - 1 9 区段状态转变为占用时车号跟踪处理流程 图6 2 0 区段状态转变为空闲时车号跟踪处理流程 图6 2 1区段状态维持占用时情况说明 图6 - 2 2 物流自动跟踪算法流程 图7 - 1 基于专家系统的调车计划智能编排总体处理结构一 图7 - 2 知识分层结构图 叫m m 他m 合肥工业大学博士学位论文 表格清单 表3 1各类联锁系统结构的m t t f 及m t t f a s 对比一3 1 表3 2 轨道表示状态的基本判定方法3 3 表3 3 结合轨道电压变化情况的改进判定方法3 9 表3 4 中间位置的名称及编号4 5 表3 5 底位置的名称及编号- - 4 5 表4 1 平面调车系统指令表5 3 表4 2 状态划分表“6 0 表4 3 执行操作划分表6 1 表4 4 平面调车状态转移设计表6 3 表5 1 限速值和区域速度变换信号的对应关系7 1 表5 2 滑动检测窗口数据结构g l i d e w i n d o w b u f - 7 2 表5 3 传输协议的函数说明“8 8 表6 1 u m l 视图及相关概念9 9 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得 佥照墨些盘茎 或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所作的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 一 学位论文作者签名 签字日期：年月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金墨墨些盘兰有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权金整墨些盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可 以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名 导师签名 签字日期：年月日 签字日期：年 月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：合肥工业大学计算机与信息学院 通讯地址：安徽省合肥市合肥工业大学13 信箱 电话：0 5 5 l 一2 9 0 13 8 5 邮编：2 3 0 0 0 9 合肥工业大学博士学位论文 致谢 十年前，当我受韩先生的感召离开国营企业进入高校工作时，尽管做好了接受新一 轮挑战的思想准备，但由于年龄与基础的差异，我感受到了一种从未有过的工作压力， 所幸的是，韩先生极好的学术素养、对待事业的激情以及尽善尽美的执着给我带来了巨 大的影响，正是他五年来的鼓励与悉心指导使我抛开了曾经想要放弃的念头而坚持完成 了论文工作。谢谢导师，您是我终生的良师益友。 陆阳教授不仅是我的同事，更是我多年的好友，很少能见到像他这样在基础与应用 研究二方面都很优秀而且十分努力的人，近十年来，这个团队的大多数科研任务都是我 们合作完成的：程运安副研究员、程磊副研究员、鲍红杰与胡敏工程师也是团队中不可 或缺的精英，正是他们卓越的工作构成了本论文的技术核心，并且使得我们可以自豪地 看到论文中的许多成果已经成为今天中国企业铁路运输调度关键设备与技术的主流，我 为能在这样一个团队中工作而感到荣幸，谢谢你们。 特别感谢我的师母张利教授，她有着真诚待人的胸怀，多年来一直给予我关心、理 解和支持；还要感谢蒋建国与张维勇教授，他们也给了我许多建议与帮助：合肥工大高 科公司的刘楚、诸葛战斌、徐自军、李谦、吴飞、汤俊、尹皖临以及我的好友杨剑波、 周晓云、汪炳兴、张顺年、章新淮、邓小庆、侯峰平、孙斌、陈军宁、王林宪、艾俊亭 等同志对与论文相关的项目推广与产业化工作也给予了极大的帮助：合肥工业大学研究 生院、计算机与信息学院的各位老师也为我提供了许多支持和鼓励，在此一并致谢。 最后我要感谢我的父母以及我生命中最重要的二位女性我的妻子与我的女儿， 我最困难与最快乐的时刻都是与他们一起渡过的。 作者：魏臻 合肥工业大学博士学位论文 1 1 引言 第一章绪论 铁路智能运输系统r j t s ( r a i l w a yi n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t c m ) 是集成了现代通 信技术、现代信息处理技术、自动化控制技术、管理与决策技术等多门现代高新科技， 以实现信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高效充分地利用与铁路运输相关的所 有移动的、固定的、空间的、时间的以及人力的资源，以较低的成本达到保障运输安全、 提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量为目的的新一代铁路运输系统。 在大多数国家中，铁路系统分为国家正线铁路和企业自备铁路两个部分，国家正线 铁路面向跨地区的旅客、货物运输，常常是一个国家的重要经济命脉；企业自备铁路作 为正线铁路的延伸，由非铁路企业自身建设与管理，主要任务是在企业内部承担原材料、 产成品的进出以及半成品的内部运输，是企业生产的重要基础设施。 铁路智能运输系统r j t s 主要是针对正线铁路提出的概念，但是其中体现的铁路运输 调度的信息化、智能化发展方向同样得到了企业铁路的重视。 我国企业铁路信息化和智能化的开发和建设在最近2 0 年间已经取得了长足的进展， 并为未来的发展打下了较好的基础。但同时也应看到，企业铁路信息化和智能化的研究、 开发和应用都是在企业铁路传统业务划分下，由各个业务部门按照各自的需求独立发展 起来的，只起到了推动各个业务部门内部信息化的发展，没有能够在统一的智能运输系 统框架指导下形成有机的整体，各个业务系统标准不一，水平不同，不能互联，更难以 做到信息共享，这就从总体上削弱了已有信息系统功能的发挥，降低了这些系统在实际 应用中的效率和效益，对提升企业铁路运输能力、保障安全、提高设备维护管理水平、 促进管理流程改进等方面没能显现出信息化和智能化的强大生命力，并在某种程度上造 成了信息化和智能化建设的重复投资。这已成为我国企业铁路发展过程中一个亟待解决 的突出问题。 近年来随着计算机网络技术、计算机控制技术和无线通信技术的迅速发展，在企业 自备铁路领域陆续展开了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路 运输效率、增强铁路运营安全、减少环境污染，目前已广泛建立的系统有计算机联锁系 统、微机监测系统、调度计划管理系统、物流管理系统等等，这些系统对企业运行效率 的提高都起到了积极的作用，但是就目前而言，这些系统都是相对分散、相互独立的系 台肥工业人学博士学位论文 1 1 引言 第一章绪论 铁路智能运输系统r j t s ( r 撕1 w a yi m e l l i g e mn a n s p o r t a t i o ns y s 惴n ) 是集成了现代通 信技术、现代信息处理技术、自动化控制技术、管理与决策技术等多门现代高新科技， 以实现信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高敛充分地利用与铁路运输相关的所 有移动的、固定的、空间的、时间的以及人力的资源，以较低的成本达到保障运输安全、 提高运输效率、改善经营管理和提高服务质量为日的的新一代铁路运输系统。 在大多数国家中，铁路系统分为国家正线铁路和企业自各铁路两个部分，国家正线 铁路面向跨地区的旅客、货物运输，常常是一个国家的重耍经济命脉；企业自备铁路作 为正线铁路的延伸，由非铁路企业自身建设与管理，主要任务是在企业内部承担原材料、 产成品的进出以及半成品的内部运输，是企业生产的重要基础设施。 铁路智能运输系统砌t s 主要是针对正线铁路提出的概念，但是其中体现的铁路运输 调度的信息化、智能化发展方向同样得到了企业铁路的重视。 我国企业铁路信息化和智能化的开发和建设在最近2 0 年问已经取得了长足的进展， 并为未来的发展打下了较好的基础。但同时也应看到，企业铁路信息化和智能化的研究、 开发和应用都是在企业铁路传统业务划分下，由各个业务部门按照各自的需求独立发展 起来的，只起到了推动各个业务部门内部信息化的发展，没有能够在统一的智能运输系 统框架指导下形成有机的整体，各个业务系统标准不一，水平不同，不能互联，更难以 做到信息共享，这就从总体上削弱了已有信息系统功能的拉挥，降低了这些系统在实际 应用中的效率和效益，对提升企业铁路运输能力、保障安全、提高设备维护管理水平、 促进管理流程改进等方面没能显现出信息化和智能化的强大生命力，并在某种程度上造 成r 信息化和智能化建设的重复投资。这已成为我国企业铁路发展过程中一个亟待解决 的突出问题。 近年来随着计算机网络技术、计算机控制技术和无线通信技术的迅速发展，在企业 自各铁路领域陆续展开了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路 运输效率、增强铁路运营安全、减少环境污染，目前已广泛建立的系统有计算机联锁系 统、微机监测系统、调度计划管理系统、物流管理系统等等，这些系统对企业运行效率 的提高都起到了积极的作用，但是就目前而言，这些系统都是相对分散、丰宥互独立的系 的提高都起到了积极的作用，但是就目前而言，这些系统都是相对分散、相互独立的系 第一章绪论 统，无法作为一个协调的整体来进一步发挥作用，也限制了运输效率的进一步提高，需 要在一个更高层次的规划上进行整合。这种思想也符合正线铁路的发展策略，铁道部在 “十五，规划里就提出了要整合现有信息系统的设想，在铁路智能运输系统的框架结构 中亦提出，信息共享是铁路智能运输系统r i t s 中的基础，也是融t s 中的一项标志性功 能【9 | 【3 4 】【1 2 5 1 。 企业铁路智能运输调度系统正是借鉴了铁路智能运输系统砧t s 的技术思想，主要针 对企业铁路的运行特点，在企业铁路信息化、智能化建设新的发展阶段提出的，以信息 化协同工作为主要出发点的概念。 1 2 铁路运输调度的技术发展历程 在铁路的发展早期，铁路的运输生产调度都是采用人工调度。行车调度员用专用的 调度电话向所管辖的车站值班员传达运输计划和各种行车命令，车站值班员把车列到站 和出发时刻用调度电话报给行车调度员，行车调度员用铅笔和尺把车列运行情况画在运 行图上。行车调度员的指挥手段和设备不过是一只铅笔，一把尺子，一块橡皮，一张图 而已。随着经济的发展，运输、生产作业量越来越大，国民经济发展中的运输压力越来 越大，原有的人工调度已不能满足铁路发展的需求。 从二十世纪五十年代开始，世界铁路的信号控制技术开始进入电气时代，主要标志 是铁路信号电气集中控制系统的出现，尤以6 5 0 2 电气集中联锁系统为代表。在上个世纪 六十年代到八十年代，我国在国家正线铁路和企业自各铁路中装备了大量的6 5 0 2 系统， 至今在我国铁路信号控制中，6 5 0 2 系统仍然占据大半份额。 随着计算机技术的发展，国际上在二十世纪七十年代开始发展计算机联锁系统，其 中以北美的a t c s ( a d v a n c e dt r a i r l c o n 订o l s y s t e m ) 为代表，它是7 0 年代末期，由加拿 大铁路公司最早提出的，之后又有美国铁路公司参与研究，1 9 8 4 年由美国铁路联合会 和加拿大铁路联合会共同宣布建成。欧盟为了实现欧洲各国铁路互通运营，提出了e t c s ( e u m p e a nt r a i nc o i l 订o ls y s t e m ) 。该系统的最大特点是提出了e t c s 总线，可以与各国 铁路系统兼容1 4 ”。进入八十年代后期，我国开始引入以p l c 为主要技术架构的计算机联 锁系统，但基本还处于试验阶段；到了九十年代初期计算机联锁系统逐渐在企业白备铁 路中开始推广，目前在我国企业自备铁路中装备计算机联锁系统的站场规模仅达到1 2 万组道岔，占企业自备铁路总规模的1 0 ，而国家正线铁路的装备规模仅为5 0 0 0 组道岔， 占国家正线铁路总规模的5 ，因此计算机联锁在我国仍然有巨大的发展空间。 2 台肥工业大学博士学位论文 从上个世纪末开始，铁路智能运输系统r j t s 的概念开始逐步发展，已成为铁路运输 调度技术发展的新方向。r i t s 是对新一代智能化先进铁路运输系统的总称，是铁路运输 调度发展的智能化阶段。它利用计算机技术，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，实现信息采集，传输，处理和共 享。智能铁路系统是对铁路运输系统的规划、设计、建设、运行与管理的系统化与智能 化，依靠这些先进的信息技术和有效的运输管理手段，实现铁路运输管理和组织的智能化， 以较低的成本，达到保障安全，提高运输效率，改善经营管理，提高服务质量。国际标 准化组织、欧盟等国际组织和一些发达国家相继制定、实施了标准化战略，为推动智能