现代铁路信息技术概述（第一讲）

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1、第一讲 现代铁路信息技术概述,北京交通大学计算机学院网络管理研究中心 高速铁路网络管理教育部工程研究中心 刘峰 2012年2月14日,2010级计算机专业本科“现代铁路信息技术导论”（1）,驾驶室,主要内容,1、课程背景卓越工程师人才培养的需要;面向信息技术人才培养的需要；适应国内外铁路/高速铁路的大力发展，所带来的对“现代铁路信息技术”人才的需求； 2、关于信息技术关于“信息”基本概念、相关知识；信息与信息通信技术（IT，ICT）； 3、铁路基础知识要求IT人员应必备的行业知识范畴； 4、关于“现代铁路信息技术”跨学科、跨专业的产物，涉及铁路通信、铁路计算机、铁路信号；案例点评：国际（高速铁

2、路信息系统）、国内（编组站综合自动化系统）； 5、教学大纲概述与教育部“信息技术专业”接轨；强调面向领域（铁路）的实践； 6、研究型教学探索铁路信息技术实验平台；（已有科研平台、在建教学平台-科研小组任务）强调实践；,一、课程背景,（1）面向信息技术人才培养的需要；强调通过交互性和实践性的教学过程，重视系统级抽象能力、综合分析问题与实际解决问题的能力的培养。（2） 适应国内外铁路/高速铁路的大力发展，所带来的对“现代铁路信息技术”人才的需求；我校多年的铁路行业院校背景，国内一流的铁路人才、技术积累、学科/科研平台，为保障学生得到充分实践训练设施和组织条件支持等方面提供了条件，有利于培养满足国家

3、、国际正在大力发展的铁路建设事业的人才需求。,1。1 国家对信息技术人才培养的要求,教育部：计算机科学与技术(信息技术方向)1、教学内容：除了国家统一要求的公共课外，还将涉及数学与信息技术基础、程序设计基础、系统平台技术、计算机网络、信息管理与安全、人机交互、集成程序开发、系统架构与集成、Web与数字媒体技术、工程基础、专业实践等。2、专业教育包括：计算机与信息系统基础知识；信息技术学科专业知识与能力培养；专业实践训练等。 3、素质教育包括：文字与口头表达能力的培养；社会实践活动；跨专业的选修课；学术与科技活动等；沟通能力被认为对信息技术人才特别重要。4、系统级抽象能力 ：信息技术专业方向重视

4、系统级抽象能力的培养，强调通过交互性和实践性的教学过程培养综合分析问题与实际解决问题的能力。（设施和组织条件支持，让学生得到充分实践训练。）,面向典型信息技术应用的设计、规划、实施是培养IT人才的重要途径！,1。2 “现代铁路信息技术”人才需求的机遇与挑战,一、适应国内外铁路/高速铁路的大力发展，所带来的对“现代铁路信息技术”人才的需求；1、中国高速铁路的建设概况2005年年初，国务院常务会议讨论并原则通过的中长期铁路网规划，确立了铁路网建设的蓝图。根据这一规划，国务院先后批准武广、郑西、石太、京津、合宁、合武、温福、福厦、甬温、沪宁城际、沪杭城际、广深港12个客运专线项目。 2、国际高速铁路

5、建设概况日本是世界上第一个建成实用高速铁路的国家。1964年10月1日东海道新干线正式开通营业，高速列车运行速度达到210公里/小时，从东京至大阪间旅行时间由6小时30分缩短到3小时。这条专门用于客运的电气化、标准轨距的双线铁路，代表了当时世界第一流的高速铁路技术水平，标志着世界高速铁路由试验阶段跨入了商业运营阶段。目前，国际上已有德、法、日、韩等国建设和运营了高速铁路。,二、研究型教学,1、教学大纲指导思想 （1）基本符合“信息技术”培养要求，并与行业领域培养目标接轨； （2）有机结合铁道部人事司“铁路信息技术”（2007年）规划内容，兼顾国内外轨道交通领域的人才需求； （3）积极应对国内首

6、次开设“铁路信息技术”专业方向课程所面临的挑战，探索研究型的教学，以培养符合社会发展要求的高水平专业人才。 2、教学措施 （1）教学内容来自国内一流的科研团队的研究成果、国际技术考察内容； （2）与同学的沟通、互动（同学代表参加了教学大纲的研讨、修订） （3）强调理论的应用实践、案例分析与设计； （4）注重与科研的有机结合（参与在研重大项目、面向应用场景的设计等） （5）注重专业知识的有机融合； （6）引导学生跟踪、发现具挑战意义的应用项目展开小组团队实验；,培养铁路信息技术所需的各类人才,不同专业层次 各类专业技术人员和工程技术人员 不同方向领域 网络基础研究 网络工程建设 网络运行管理 网

7、络技术标准制定 网络关键技术/产品开发 网络应用,信息技术=通信+信息+信号,卓越工程师计划概要,卓越工程师计划是国家面向经济建设的重要举措 国内外铁路事业的大发展，为人才培养提供了良好的土壤和成长就业机遇。 学校在国内铁路信息技术方面的积累和师资、实验平台为培养高水平学生提供了保障条件。 2010级54名同学是国内首批，同时是国内铁路信息技术专业方向的首批学生。 通过卓越工程师计划的实施，将在未来4-6年培养出具具国际视野和真才实学的优秀高水平工程技术人才。,教育部高等学校交通运输与工程学科教学指导委员会 轨道运输与工程教学指导分委员会(2009年成立),轨道交通线桥隧工程教学指导组 机车车

8、辆及运用工程教学指导组 轨道交通电气化教学指导组 铁道运输教学指导组 铁路信息技术教学指导组 铁道信号与控制工程教学指导组,铁路信息技术专业方向概况,教育部“卓越工程师培养计划”，是探索和培养工程拔尖创新人才的重要改革项目。 围绕国家铁路发展的重大需求，紧密追踪轨道交通前沿理论，围绕铁路信息化领域的关键技术； 依托计算机以及轨道交通相关国家重点学科、国家实验教学示范中心、985平台“高速铁路网络管理平台”；网络管理国家认证中心、高速铁路网络管理教育部工程研究中心、 英特尔-北京交通大学联合研究中心、甲骨文-北京交通大学铁路信息技术实验室和校外人才培养基地； 着眼于未来发展对轨道交通尤其是高速铁

9、路信息技术的人才需求。 教师队伍：工程技术经验丰富的教师团队，国内权威专家，IT著名企业专家等,“卓越工程师教育培养计划”,核心内容: 创新工程教育人才培养模式 探索校企联合培养工程型人才的途径 着力提高学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,培养目标,培养造就具备健全人格、个性突出，具有计算机、轨道交通相关专业学科背景，满足轨道交通、铁路信息技术关键技术领域需要，基础宽厚、视野开阔、个性突出、发展潜力大、创新意识强、工程素养突出、综合素质优秀，掌握轨道交通及计算机科学与技术系统理论和铁路信息技术专门知识与关键技术，具有实际工程背景、能够引领轨道交通科技与管理发展潜质和国际竞争力的卓越

10、工程人才。,能力要求,获取知识能力：包括自主学习能力、表达能力、社交能力、计算机及信息技术应用能力、外语能力；其中，表达沟通能力以及外语能力尤为重要。 应用知识能力：包括运用专业知识提出问题、分析问题和解决问题的能力、运营管理和商务管理能力、组织协调能力、团队合作能力、综合实验能力、工程实践能力； 创新能力：包括创造性思维能力、研究能力、创新实验能力、创业能力、科技开发能力、工程设计和实施能力。,素质要求,思想道德素质：包括政治素质、思想素质、道德品质、法制意识、诚信意识、团体意识、人生观和价值观、人格、社会责任感和工程职业道德； 文化素质：包括文化素养、文学艺术修养、现代意识、人际交往意识；

11、 专业素质：包括科学素质和管理素质。科学素质包括科学思维方法、科学研究方法、求实创新意识、科学素养、学科意识、综合分析素养等；管理素质包括管理意识、综合分析与管理决策素养、沟通表达与写作能力、国际视野和跨文化的交流能力、竞争与合作能力； 身心素质：包括身体素质、心理素质。,培养模式,本专业实施两年厚基础教育、两年轨道交通信息技术专业教育、两年工程硕士教育的“2+2+2”本硕一体化人才培养模式，其中本科阶段和硕士阶段企业实践各1年。 本科毕业后进入50%以上的同学将进入研究生学习阶段。该阶段以铁路信息技术的实际项目为载体，深入学习工程研究理论和方法，采用校企联合的双导师制，深入企业参与实践和项目

12、研究，培养系统的工程与科学研究能力。,三、“现代铁路信息技术”概念,1、关于信息技术,（1）关于“信息”“信息”的定义、基本概念、相关知识；（专门讲授）（2）信息与信息通信技术（IT，ICT）；IT Information Technology 信息技术 ICT Information and Communication Technology 信息通信技术 现代通信信息技术的发展，呈现出逐渐融合的趋势。,2、铁路基础知识要求,铁路IT人员应必备的行业知识范畴：IT专业领域： 铁路计算机技术 软件、硬件、应用系统等；铁路信息化体系结构、数字铁路技术等； 铁路专用通信技术 数据网、支撑网、交换网；

13、移动通信网； 铁路信号技术 行车调度指挥、列车自动控制等；其他相关专业：运输、机务、工务、电务、机车车辆,3、关于“现代铁路信息技术”,（1）关于“现代铁路信息技术” 所谓“现代铁路信息技术”，系指当代先进铁路（高速铁路、重载列车等）运营支撑信息技术，它是跨学科、跨专业的产物，涵盖铁路通信、铁路计算机、铁路信号等信息技术领域，并涉及铁路运输、经济、机车、车辆等学科。 （2）案例点评：国际（高速铁路信息系统-动车组维修基地信息系统） 国内（编组站综合自动化系统）；,四、教学大纲概述,教学目的：不仅使学生能对整个铁路行业信息化有一个比较全面的认识和了解，而且有利于掌握相关信息技术基础知识的综合应用

14、，及系统级抽象能力、综合分析问题与实际解决问题的能力的培养；并为进一步深入学习（铁路）信息技术相关课程或研究生深造奠定基础。指导思想：随着铁路对信息技术需求的不断提高，信息技术与铁路运输生产和管理的融合越来越紧密，并产生了许多成功的应用案例。本课程将以信息技术的知识、原理、实践为主题，理论与实践相结合，介绍铁路行业应用的信息技术原理，讲解运用信息技术解决问题的方法。教学内容：铁路行业基础设施、运营组织系统中的基本知识简述；铁路信息技术概念，铁路信息化体系结构；中国铁路行业几大重要信息系统，包括系统功能、系统结构、主要信息流程和业务流程；铁路信息化应用的主要信息技术基础知识，包括：信息检测与采集

15、技术、信息传输技术；数据库与数据仓库技术，信息融合与系统集成技术、信息系统开发技术等；结合中国铁路行业具体信息系统，重点介绍数据处理、网络与信息安全、软件等三方面的技术原理。,注重与教育部“信息技术”教学大纲接轨；强调面向领域（铁路）的实践！,1.现代铁路信息技术导论 2.铁路信息技术标准体系 3.铁路信息系统集成与应用 4、铁路信息安全技术 5、铁路信息系统架构 6、铁路运营维护信息技术 7、铁路智能信息处理技术 8、铁路信息系统应用技术 9、铁路信息系统工程 10、铁路信息资源与规划 11、铁路运营系统计算机仿真,编写内容服务于培养符合铁路信息化建设要求的高层次创新性人才的需要。编写团队的

16、组织。丰富的铁路信息技术科研、工程经验，雄厚的研究型教学功底，以及开阔的铁路信息技术视眼（国际、高铁、信息技术。,“铁路信息技术”教材体系,5、教学大纲（32学时）,第一章 绪论 4 第二章 铁路基础知识 4 第三章 铁路信息化发展 3 第四章 铁路信息化体系结构 3 第五章 铁路信息系统建设 3 第六章 铁路信息技术基础 4 第七章 数据处理技术及应用 4 第八章 网络与信息安全技术应用 4 第九章 软件技术及应用 3,五、国际高速铁路信息技术动态,以动车段维修信息系统为例 德国IT公司（移动通信技术应用）,Maintenance and service should take short

17、time to optimize the size of the rolling stock. High speed trains need high speed railroad depots. The depot is part of a network for “just in time” dispatching and preparation, technical services and (related) logistics. An integrating general management unit serves for data acquisition of differen

18、t sources, data presentation by means of a GUI and data manipulation. To accomplish this aim, a so called “Data Management Unit” (DMU) or “Data Management Computer” is introduced. Life data acquisition to this DMU is performed by the system . Using standard TCP/IP protocol techniques, this software provides transfer channels for proprietary interfaces and protocols.,