高铁时代 智能铁路信息化发展之路探讨

    随着中国经济的不断发展，国民经济对于铁路的依赖程度越来越高。如何提高铁路运输的安全、效率和服务一直是中国铁路面临的主要难题。不仅如此，世界各国都在考虑这个问题。铁路运输的实践和研究证明：单靠扩大基础投资、增修高速铁路是不够的，必须从系统的观点出发用科学的手段把列车、线路和运营管理综合起来考虑，因此智能铁路运输系统便应运而生。
　　一、智能铁路的需求迫在眉捷
　　当前，全球范围内铁路服务需求的增加，给现有铁路运输能力和基础设施，带来前所未有的压力。然而，日益老化的现有系统与传统业务实践，往往无法解决这些问题。通过积极地采用新技术和现有技术，来获取整个铁路网的信息，并对这些信息进行关联和分析，可以让铁路部门变得更加高效灵活，从而建立一个响应速度更快、更加灵活的运作环境。信息化是现代化的标志，没有信息化就没有铁路的现代化。就此，我们可以看出信息化对于铁路发展的重要意义。2009年，IBM在北京成立了全球铁路创新中心，并且提出了“智慧的铁路”的发展策略。这个策略是铁路信息化实现更好发展的一条路径，可以帮助打造安全、高效、绿色、智能的铁路。
　　构建智慧的铁路愿景，就是要利用其更透彻的感知和度量、更全面的互联互通，以及更深入的智能化三大特点，实现智能信息的网络化，进而在整个铁路系统、企业内部以及合作伙伴之间，实现信息的互联和共享。在这个基础上，感知和度量可帮助铁路公司收集新信息，进而更好地监控运营，并更加主动地采取措施。同时，信息整合、复杂的分析及数据建模，可将战略或运营决策与新锐洞察结合起来，为铁路系统实现提高服务质量、提高服务安全性、提高服务可靠性以及提高铁路运营效率，并节约成本。
　　去年7月，李克强总理主持召开的国务院常务会议，研究部署了铁路投融资体制改革和进一步加快中西部铁路建设。根据会议的精神，在推进铁路投融资体制改革的条件下，接下来国家将适当加快“十二五”期间铁路建设进度。“十二五”期间铁路投资由原计划的2.8万亿元，力争增加到3.3万亿元。同时上调2013年的铁路固定资产投资，从年初计划的6500亿元增加到6900亿元，今明两年总计将完成投资1.4万亿元。到“十二五”末期开通的铁路里程将由12万公里，增加到12.3万公里。去年开通里程由年初计划的5200公里增加到5500公里以上，今明两年开通里程将保持在7000公里到9000公里之间。
　　此外去年七月底国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，研究部署加强城市基础设施建设，会议将“加强地铁、轻轨等大容量公共交通系统建设，增强城市路网的衔接联通和可达性、便捷度”作为城市基础设施建设的六大重要任务之一。这意味着国内的城市轨道交通领域将迎来新一轮建设高潮；除此之外，这次会议还将“加强城市配电网建设，推进电网智能化”列为“十二五”期间城市基础设施建设的六大重要任务之一，而智能电网恰恰是森源电气目前最主要的下游行业，从而直接对公司未来业绩预期产生利好。
　　虽然铁路智能运输系统的概念是在近几年提出，但发达国家致力于这方面的研究和运用确已有许多年的历史.特别是高速铁路诞生之后对铁路运营管理提出了更为严格的要求，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、日本、美国等国家的研究更为引人注目，产生了一批有代表的系统。
　　二、智能铁路的信息化发展
　　铁路运行线路的安全是国家关系大事。而铁路，是承载了更多的社会责任与经济发展有关的纽带。维护铁路运行安全，已经被提到了首要解决的问题。火车事故是造成铁路行业收入损失的一个重要原因。如果没能及时检测出故障，一个本来很容易维修的机械问题，也有可能导致严重的故障(如火车脱轨)，而一旦发生这类故障，通常需要大量资金，才可完成现场维修。此外，当火车停滞在铁轨上时，部分铁路系统就会瘫痪，从而导致其他火车也因此而延迟。由此带来的收入损失，是造成经济损失的一个主要原因。能不能维持最佳的运输速度和运输网络平衡，直接关系到成本、设备利用率和客户信任度。
　　铁路智能运输系统(RITS)集成现代通信技术，信息处理技术，控制与系统技术，自动化技术，管理与决策技术等多门现低高新科技，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安全，提高运输效率，改善经营管理和提高服务质量目的，其框架体系突出规范性和可拓展性的特点，为中国特色的RITS的发展提供规划，设计，实施，标准和管理的依据和指导，其技术关键在于铁路移动体与固定设施一体化安全检测网络系统，分布式的国家铁路安全数据中心体系，基于无线和姨星定位导航的列车调度与指挥系统，基于GPS的物流监测与追踪系统，基于列车总线的数字列车系统，高速铁路一体化通信信号系统的建设，以高速宽带的车地双向数据接入系统技术，铁路现有业务系统的互联与信息共享技术，特殊地区列车运行控制与运输保障综合技术方面的突破。
　　全球对于铁路的需求，已超出了它的实际运能。这给现有系统带来了巨大压力、导致瓶颈的出现，并让本就脆弱的经济，更难顺畅发展。在拥堵的城市中，列车可能会延误，或是只能在单轨线路上运行；乘客预订和购票系统，也需要实现现代化。不断增长的城市人口，带来了空前铁路的需求，政府对铁路的需求也在不断加大，以确保安全。简而言之，当前不断老化的基础架构和技术，再无法满足智慧地球的运输需求。IBM智慧铁路系统，以智能化提升运能和利用率，减少拥堵。在智慧铁路系统中，您可以动态调整时刻表，以应对因天气导致的停运状况；并拥有自我诊断子系统，减少延误。它的智慧传感器，能在造成延误或脱轨之前，检测出潜在问题。列车可以进行自我监控、监控供应链，并分析乘客的出行模式，以便将环境影响，降到最低限度。智慧的铁路让现在直通未来。
　　在推进铁路信息化方面，广泛利用现代通信和信息技术等成果，构建技术先进、结构合理、功能完善、管理科学、经济适用、安全可靠、具有中国特色的铁路信息系统。重点强化运输繁忙的东部地区和路网中具有重要作用的铁路干线和新建客运专线的信息化建设，逐步实现调度指挥智能化、客货营销社会化、经营管理现代化，在提高运输效率、扩大运输能力、优化资源配置、保障运输安全、改进服务质量、提升管理水平、提高经济效益等方面发挥明显作用。
　　智能铁路就是要利用其更透彻的感知和度量、更全面的互联互通和更深入的智能化三大特点，实现智能信息的网络化，进而在整个铁路系统、企业内部以及合作伙伴之间实现信息的互联和共享，中国完全可以成为全球铁路行业的领袖！
　　三、智能铁路系统的发展前景
　　铁路行业要想实现预期的增长目标，需要解决大量的、甚至涉及到行业转型的业务问题和挑战。一项IBM委托进行的独立调查显示，2008年全球铁路管理人员提到的前四大挑战分别是：铁路运力和拥挤状况、运营效率和可靠性、结构性和竞争性问题以及安全问题。
　　铁路智能运输系统涉及十分广泛的领域，主要以下几部分组成：先进的运输管理系统、先进的运输自动控制系统、先进的列车控制系统、先进的旅客服务系统、先进的运输设施管理系统以及先进的安全保障系统。其关键技术主要包括：数据传输、列车定位、列车运行控制、列车进路控制、编组站作业自动化等。除此之外，还有与之配套的旅客服务系统，货主服务系统等。与传统的铁路运输方式相比，RITS在运输管理、运输安全性、运输效率、运输服务质量等方面有明显优势。
　　全面推进铁路信息智能化建设还要坚持统一规划、统一标准、互联互通、资源共享的原则，全面推进铁路信息化建设，大力发展数字化、智能化铁路。
　　推进运输调度指挥、运输生产组织、客货营销服务、运力资源配置、经营资源管理、行车安全监控、铁路建设和政务管理等信息化，强化系统整合，促进业务流程再造和资源优化配置，深入开发和综合利用信息资源，充分发挥信息化整体效益。积极发展应用物联网、云计算、地理信息、卫星导航、下一代互联网等现代信息技术。加强铁路信息基础设施建设，推进公用基础编码平台、信息共享平台、铁路地理信息平台、铁路门户和数据中心的建设与运用，建设覆盖全路的宽带信息网络。
　　坚持积极防御、综合防范的原则，运用多样化的安全策略，实行信息安全等级保护制度，落实灾难备份措施，加强信息系统运行监测，建立健全信息安全保障体系和信息系统运行维护体系，提高铁路网络与信息安全突发事件应对能力。
　　据不完全统计，全世界每年发生在铁路运输中的安全事故中：1、.由于地震、塌方、泥石流、洪水等自然灾害引起的事故占5%；2、爆炸、纵火等恐怖袭击引起的事故占10%等；这些安全事件的发生所带来的是上千亿的经济损失和严重的人员伤亡。
　　所有的这些事故都需要安防系统进行事前预防、事中快速定位与监控以及事后的取证。视频监控系统是铁路安防的建设重点。
　　未来铁路发展主要靠技防、人防相结合。目前铁路视频监控系统为火车站、沿线电务、车务安全生产视频监控业务以及公安、工务视频监控提供统一的实现平台，技术已经逐渐成熟起来，技防带给我们方便的同时，同样不能麻痹大意，即便是技防能够震慑犯罪、能够帮我们找到嫌疑人、能够帮我们追回遗失的财产，可我们自己也需要加强警惕，减少犯罪分子的可乘之机。
　　铁路是国民经济的大动脉，是国家交通运输的支柱。随着铁路线路大规模改造，电气化区段的开通，高速动车组的运用，铁路专用通信是直接为铁路运输生产和铁路信息化服务的通信设施。铁路专用通信设备应采用数字化、信息化，并具有集中网管、监控、遥测功能，便于实现系统的远程管理和集中维护，确保设备和电路的安全可靠。
　　四、结束语
　　随着国家铁路建设的快速发展，列车行驶速度不断提高，人们对安全话题更加关注，公众对铁路运营安全水平的要求不断提高。铁路安防系统的重要性日益凸现，将进一步提高智能铁路的应用和发展，同时，智能化技术和监控平台技术的不断提升，也将推动智慧列车进一步走向实用化，为铁路应用安全保障提供有力的支撑。