什么是铁路运输智能自动化?

作者&投稿:巴霄 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么铁路运输智能自动化受到高度重视呢?~

因为要实现具有尽可能高的控制与决策响应速度和精度,同时又在一定程度上具备人类智能的新一代铁路运输自动化系统,就必须使人的经验、知识、控制策略以及人特有的智能行为在控制和指挥中得到体现。而人的经验、知识和控制策略中含有大量不精确的概念,人的思维推理过程也具有不精确的特点,列车运行过程和列车群的动态行为中也存在只有人的智能才能处理的复杂性和不精确性。所有这些,用传统的理论与技术都无法进行有效的描述和处理,而新兴的智能信息技术为解决这些阻碍铁路自动化技术取得革命性进展的困难提供了强大的手段。
随着列车速度日益提高,运行环境日益复杂,人(尽管具有高度的智能)作为控制器已不能适应高速列车运行对控制的响应速度和信息处理速度的要求。作为行车指挥决策的核心,人已无法适应高速列车群和动态行为的急剧变化和高度的复杂性。另外,人的疲劳使其控制与决策的品质急剧下降,而在高速高密度条件下,司机和行车指挥人员将极易疲劳。
铁路运输智能自动化涉及模糊控制与决策、基于知识的控制与决策、复杂动态系统智能建模、智能自动化系统的体系结构、智能控制中的知识表示及处理、人类行为描述和建模、人机相互作用、多智能运动体集体行为描述与协调、柔性分布控制系统等诸多与智能科学和技术相关的理论、方法及基础理论问题。因而,铁路运输智能自动化理论与实现技术的研究,将带动和促进一大批铁路自动化及智能信息技术理论及技术问题的研究和解决,并为已有的智能信息技术提供实际的工程应用背景,其意义是巨大的。

  铁路运营综合管理自动化系统是指运用电子计算机和现代通信技术和设备,对铁路范围内的运营业务进行综合的实时联机情报处理,以实现整个铁路运输过程最优化的系统。各国铁路所建立的运营综合管理自动化系统名称虽然不同,但其基本功能却大致相同。
  运用电子计算机和现代通信技术和设备,对铁路范围内的运营业务进行综合的实时联机情报处理,以实现整个铁路运输过程最优化的系统。
  组成TROAMS由电子计算机情报处理系统、数据传输系统和铁路运营管理系统等三种子系统组成。这个系统中的电子计算机情报处理子系统能按编排的应用程序自动采集来自各个运营管理部门终端机的数据情报,并把它们贮存在大容量的存贮器中,供运营管理部门调用;还可以根据事先编排好的应用程序,向各级运营管理部门分送辅助决策和作业控制的情报,为决策提供可供选择的方案。此外,在方案选定后,能提供实施方案的步骤、方法等,以实现整个铁路运输过程的最优化管理和操作控制。数据传输子系统是把设在铁路运营管理部门的终端机或控制设备与各级处理用的电子计算机连接起来所构成的系统。铁路运营管理子系统是根据数据情报和计算机的处理结果,实现管理部门的职能,最终是寻求获得最大的运输效益的子系统。

智能自动化技术是近些年来迅速发展起来的,已在铁路运输领域日益广泛应用并发挥着重要作用。

铁路运输自动化技术是在以保障行车安全为根本目的的铁路信号技术的基础上逐渐发展起来的集电气技术、电子技术、计算机、现代通信及控制与系统技术为一体的综合技术。其目的是在保障行车安全的同时,提高运输效率,改善运输管理,改进服务和高效充分地利用与铁路运输有关的所有移动的、固定的、空间的、时间的及人力的资源。铁路运输自动化技术已成为现代铁路技术的核心内容。在过去的100多年里,铁路运输自动化技术经历了机械、机电、继电、分立电子元件为主构成系统的阶段,并在过去的20多年进入了以电子计算机、现代通信和控制技术为基础构成系统的新阶段。

目前,各国都在兴起和大力加强铁路运输智能自动化技术和理论的研究。

日本的日立公司早在1987年就在仙台地铁实现了模糊控制的列车自动运行控制系统。三菱公司在基于知识工程的智能化行车指挥系统的研究开发方面已于1983年和1985年分别实现了基于专家系统和规划技术的自动控制,1987年又将模糊逻辑引入该系统,1991年实现了基于知识工程的列车计划与指挥系统。日立公司于1988年实现了基于模糊推理的智能计划与行车指挥系统。日本铁路综合技术研究所于1991年实现了基于知识工程的行车指挥与仿真系统。最近,日本又提出了实现智能列车和智能铁路的宏伟计划。欧洲及其他发达国家也取得了不少重大进展。在意大利,基于知识的铁路规划和恢复系统,智能化车站站长助理和车站控制专家系统,已于1989年,1992年和1993年分别投入使用,而将这些系统组成为智能化的车站综合控制系统的工作正在加紧进行。德国西门子公司于1992年成立智能技术研究部。目前,其列车运行模糊控制系统和智能化的行车指挥决策支持系统的研究与开发已接近实用化阶段。另外,美国最大的铁路信号专业公司USS,联合卡内基、梅隆等三所大学正在加紧开发基于模糊逻辑的列车智能控制系统和基于实时专家系统的行车指挥决策支持系统。南非的智能化柔性列车控制系统已投入实验运行近两年,而最近其基于模糊逻辑的智能化列车控制系统已完成首次实验运行。可以预计,铁路运输智能自动化技术在不远的将来在世界各国将取得重大进展。我国铁道科学院等单位早在1987年即开始了铁路运输智能自动化方面的研究,在国家自然科学基金会及铁路有关部门的支持下,开展了大量的理论研究工作。其中,在运用模糊控制和神经网络来构造智能列车运行控制系统方面取得了不少具有突破性的理论研究成果。目前,这方面的研究已建立了较为完整的基于模糊决策的分布智能指挥系统的理论,并正结合国家重大项目进行实用化的研究。




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