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1、（一）高速铁路（一）高速铁路 一般认为列车运行的最高速度在每一般认为列车运行的最高速度在每小时小时200200公里以上的铁路，就可以叫公里以上的铁路，就可以叫做高速铁路。做高速铁路。l高速铁路有几个基本要求：高速铁路有几个基本要求：l首先，线路多为复线。首先，线路多为复线。l其次，站间距离不能短。其次，站间距离不能短。l第三，线路曲线半径和坡度的大小，决第三，线路曲线半径和坡度的大小，决定了这条线路的最高速度。因此，高速定了这条线路的最高速度。因此，高速铁路的线路尽可能平直。铁路的线路尽可能平直。l第四，高速铁路不仅行车速度高，而且行车密第四，高速铁路不仅行车速度高，而且行车密度也大。为了避免
2、干扰，保证安全，高速铁路度也大。为了避免干扰，保证安全，高速铁路的道口都是采用立交，而且铁路两侧用栅栏防的道口都是采用立交，而且铁路两侧用栅栏防护，以防人、畜上路。护，以防人、畜上路。l第五，高速旅客列车一般采用电动车组。第五，高速旅客列车一般采用电动车组。l第六，高速列车应设计为流线型，而且整个列第六，高速列车应设计为流线型，而且整个列车构成一个流线型整体。车构成一个流线型整体。l第七，高速列车要有强大的制动能力，确保在第七，高速列车要有强大的制动能力，确保在一定的制动距离内能够停下来。目前世界各国一定的制动距离内能够停下来。目前世界各国的高速列车，一般是采用新型制动装置以提高的高速列车，一
3、般是采用新型制动装置以提高制动能力，同时又适当延长制动距离。制动能力，同时又适当延长制动距离。l第八，列车是根据信号的显示来运行的，脱离第八，列车是根据信号的显示来运行的，脱离了信号，安全毫无保证。一般的色灯信号显示了信号，安全毫无保证。一般的色灯信号显示距离在距离在1000米左右，如遇大雾等不良天气，则米左右，如遇大雾等不良天气，则能见度更差，而且行车速度高时，确认地面信能见度更差，而且行车速度高时，确认地面信号很困难，因而不能适应高速行车的要求。为号很困难，因而不能适应高速行车的要求。为了保证行车的安全，高速列车均需安装列车自了保证行车的安全，高速列车均需安装列车自动控制装置，以电脑来代替
4、人脑，自动控制列动控制装置，以电脑来代替人脑，自动控制列车的运行速度和停车、起动。车的运行速度和停车、起动。l以下是几个主要国家的高速铁路发展情况以下是几个主要国家的高速铁路发展情况l法国法国TGV运行于巴黎运行于巴黎- -里昂高速铁路里昂高速铁路德国德国ICEICE日本高速新干线铁路网日本高速新干线铁路网比利时高速铁路示意图比利时高速铁路示意图l高速铁路与公路、航空相比，其主要技高速铁路与公路、航空相比，其主要技术优势表现在：术优势表现在：1）速度快、旅行时间短。2）行车密度高、运量大。3）高速列车乘座舒适性好。4）土地占用面积小。5）能耗低。6）环境污染小。7) 外部运输成本低。8) 列车
5、运行准点。9) 安全可靠。10)不受气候影响，全天候运行。11)社会经济效益好。l截至截至2010年底我国开通运营的高速铁路：年底我国开通运营的高速铁路：l时速时速350公里的公里的5条：条：l京津高速铁路京津高速铁路2008年年8月月1日日120公里公里（北京至天津，全程运行时间（北京至天津，全程运行时间30分）分）l武广高速铁路武广高速铁路2009年年12月月26日日1069公里公里（武汉至广州，全程运行时间（武汉至广州，全程运行时间3小时小时16分）分）l郑西高速铁路郑西高速铁路2010年年2月月6日日505公里公里（郑州至西安，全程运行时间（郑州至西安，全程运行时间1小时小时58分）分
6、）l沪宁高速铁路沪宁高速铁路2010年年7月月1日日301公里公里（上海至南京，全程运行时间（上海至南京，全程运行时间1小时小时13分）分）l沪杭高速铁路沪杭高速铁路2010年年10月月1日日202公里公里（上海至杭州，全程运行时间（上海至杭州，全程运行时间45分）分）l时速时速200公里以上的公里以上的12条（其中时速条（其中时速250公里公里的的10条，时速条，时速220公里的公里的1条，时速条，时速200公里的公里的1条）：条）：l合宁高速铁路合宁高速铁路2008年年4月月18日日156公里公里l（合肥至南京，全程运行时间（合肥至南京，全程运行时间54分）分）l胶济高速铁路胶济高速铁路2
7、008年年12月月20日日393公里公里l（青岛至济南，全程运行时间（青岛至济南，全程运行时间2小时小时15分）分）l石太高速铁路石太高速铁路2009年年4月月1日日231公里公里l（石家庄至太原，全程运行时间（石家庄至太原，全程运行时间1小时小时06分）分）l合武高速铁路合武高速铁路2009年年4月月1日日364公里公里l（合肥至武汉，全程运行时间（合肥至武汉，全程运行时间2小时）小时）l甬台温高速铁路甬台温高速铁路2009年年9月月28日日275公里公里l（宁波至台州至温州，全程运行时间（宁波至台州至温州，全程运行时间1小时小时13分）分）l温福高速铁路温福高速铁路2009年年9月月28日
8、日294公里公里l（温州至福州，全程运行时间（温州至福州，全程运行时间1小时小时26分）分）l福厦高速铁路福厦高速铁路2010年年4月月26日日226公里公里l（福州至厦门，全程运行时间（福州至厦门，全程运行时间1小时小时11分）分）l成灌高速铁路成灌高速铁路2010年年5月月12日日65公里公里l（成都至都江堰，时速（成都至都江堰，时速220公里）公里）l昌九高速铁路昌九高速铁路2010年年9月月20日日135公里公里l（南昌至九江，全程运行时间（南昌至九江，全程运行时间45分）分）l长吉城际铁路长吉城际铁路2010年年12月月30日日111公里公里l（长春到吉林，全程运行（长春到吉林，全程
9、运行29分）分）l海南东环铁路海南东环铁路2010年年12月月30日日308公里公里l（海口至三亚，全程运行（海口至三亚，全程运行1小时小时30分）分）l广珠城际铁路广珠城际铁路2011年年1月月7日日144公里公里（广州至珠海，全程运行（广州至珠海，全程运行41分，时速分，时速200公里）公里）l目前我国已开通运营的高速铁路共目前我国已开通运营的高速铁路共8358公里公里（不含台湾地区），其中新建（不含台湾地区），其中新建5149公里公里l标志着我国铁路建设已进入高科技时代标志着我国铁路建设已进入高科技时代l高速铁路技术是当代世界铁路的一项重大技术高速铁路技术是当代世界铁路的一项重大技术成就
10、，它集中地反映了一个国家铁路牵引动力、成就，它集中地反映了一个国家铁路牵引动力、线路结构、运行控制、运输组织和经营管理等线路结构、运行控制、运输组织和经营管理等方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和方面的技术进步，也体现了一个国家的科技和工业水平。高速铁路在经济发达、人口密集的工业水平。高速铁路在经济发达、人口密集的地区经济效益和社会效益突出。地区经济效益和社会效益突出。l磁悬浮列车磁悬浮列车l磁浮列车从严格意义上说，是介乎于火车和飞磁浮列车从严格意义上说，是介乎于火车和飞机之间的一种特别的运输工具。机之间的一种特别的运输工具。l目前世界上的磁浮列车大致为两种：一种以德目前世界上的磁浮列车大
11、致为两种：一种以德国为代表，利用磁体吸引力的电磁悬浮；一种国为代表，利用磁体吸引力的电磁悬浮；一种以日本为代表，利用磁体排斥力的电动悬浮。以日本为代表，利用磁体排斥力的电动悬浮。l德国磁浮列车技术德国磁浮列车技术l1922年，德国人赫尔曼年，德国人赫尔曼肯佩尔提出了电磁悬肯佩尔提出了电磁悬浮原理，浮原理，1934年公布了磁浮列车专利，从年公布了磁浮列车专利，从20世世纪纪60年代开始，德国进行实际研究工作并确定年代开始，德国进行实际研究工作并确定不采用超导磁体而应用常规电磁技术，也就是不采用超导磁体而应用常规电磁技术，也就是电磁悬浮。电磁悬浮的特点是采用常规磁铁、电磁悬浮。电磁悬浮的特点是采用
12、常规磁铁、工程易于实现、所耗能量较低、可以设计为高工程易于实现、所耗能量较低、可以设计为高速也可以设计为低速、始终悬浮无需辅助轮、速也可以设计为低速、始终悬浮无需辅助轮、车辆及设备构造相对简单。但电磁悬浮的不足车辆及设备构造相对简单。但电磁悬浮的不足之处是只悬浮之处是只悬浮1015毫米高度，所以对线路精毫米高度，所以对线路精度的要求相当高。度的要求相当高。l日本磁浮列车技术日本磁浮列车技术l日本磁浮铁路的研制工作虽然比德国稍迟日本磁浮铁路的研制工作虽然比德国稍迟,但它但它另辟蹊径，采用超导磁浮，也就是电动悬浮。另辟蹊径，采用超导磁浮，也就是电动悬浮。电动悬浮的特点是车辆重量轻、功率大、速度电动
13、悬浮的特点是车辆重量轻、功率大、速度高，由于悬浮高度达高，由于悬浮高度达100150毫米，对线路的毫米，对线路的精度要求不高。电动悬浮最关键的问题是超导精度要求不高。电动悬浮最关键的问题是超导材料价格昂贵，投资规模较大。材料价格昂贵，投资规模较大。l中国磁浮列车技术中国磁浮列车技术l2001年年3月月1日，中国第一条磁浮列车示范运营日，中国第一条磁浮列车示范运营线工程在上海浦东新区动工兴建。总投资为线工程在上海浦东新区动工兴建。总投资为89亿元人民币的上海磁浮快速列车干线，西起上亿元人民币的上海磁浮快速列车干线，西起上海地铁海地铁2号线的龙阳站，东至浦东国际机场，号线的龙阳站，东至浦东国际机场
14、，正线长约正线长约30公里，上下行折返运行，全线设两公里，上下行折返运行，全线设两个车站。设计最大时速达个车站。设计最大时速达430公里，单向行驶公里，单向行驶时间为时间为8分钟。按设计水平，分钟。按设计水平，9节车厢可坐乘客节车厢可坐乘客959人，每小时发车人，每小时发车12列，按每天运行列，按每天运行18小时小时计，年客运量可达计，年客运量可达1.5亿人次。亿人次。2002年年12月月31日上海磁浮列车示范运营线建成通车。日上海磁浮列车示范运营线建成通车。l2001年年1月月3日，世界第一辆载人高温超导磁悬日，世界第一辆载人高温超导磁悬浮实验车在成都西南交通大学研制成功。该车浮实验车在成都
15、西南交通大学研制成功。该车采用国产高温超导块材，底部采用国产高温超导块材，底部3毫米厚的车载毫米厚的车载薄底液氮低温容器连续工作时间大于小时，薄底液氮低温容器连续工作时间大于小时，悬浮净高悬浮净高23毫米，加速度米毫米，加速度米/秒，悬浮总重秒，悬浮总重量量530公斤，可载公斤，可载5人。人。（二）重载运输（二）重载运输l重载运输是除高速铁路以外，铁路现代化的又重载运输是除高速铁路以外，铁路现代化的又一个标志。重载运输是指在先进的铁路技术装一个标志。重载运输是指在先进的铁路技术装备条件下，扩大列车编组，提高列车重量的运备条件下，扩大列车编组，提高列车重量的运输方式。输方式。l国际重载协会认为，
16、重载铁路必须满足以下三国际重载协会认为，重载铁路必须满足以下三条标准中的至少两条：条标准中的至少两条：经常、定期开行或准备经常、定期开行或准备开行总重至少为开行总重至少为5000吨的单元列车或组合列车；吨的单元列车或组合列车；在长度至少为在长度至少为150公里的线路区段上，年计费公里的线路区段上，年计费货运量至少达货运量至少达2000万吨；经常、正常开行或准万吨；经常、正常开行或准备开行轴重备开行轴重25吨以上吨以上(含含25吨吨)的列车。的列车。l铁路重载运输模式铁路重载运输模式l按重裁列车的作业组织方法区分，铁路重载运按重裁列车的作业组织方法区分，铁路重载运输有以下三种模式：输有以下三种模
17、式：l单元式重载列车单元式重载列车是把大功率机车双机或多是把大功率机车双机或多机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一机与一定编成辆数的同类专用货车固定组成一个运输个运输“单元单元”，并以此作为运营计费的单位。，并以此作为运营计费的单位。l组合式重载列车组合式重载列车是由两列及其以上同方向是由两列及其以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。车。l整列式重载列车整列式重载列车是由大功率单机或多机重是由大功率单机或多机重联牵引，列车由不同型式和载重的货物车辆混联牵引，列车由不同型式和载重的货物车辆混合编组，达到规定重载标准（牵引重量达到合编组，
18、达到规定重载标准（牵引重量达到5000吨及其以上）的列车。目前，中国繁忙干吨及其以上）的列车。目前，中国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式。线上开行的重载列车主要为这种模式。（三）铁路运输组织现代化（三）铁路运输组织现代化l铁路运输组织现代化是一项巨大的系统工程，铁路运输组织现代化是一项巨大的系统工程，主要由客运组织现代化、货运组织现代化和行主要由客运组织现代化、货运组织现代化和行车组织现代化三大部分组成。车组织现代化三大部分组成。l客运组织现代化主要包括：客流预测、客流组客运组织现代化主要包括：客流预测、客流组织、客运计划的自动编制、客票预售系统、客织、客运计划的自动编制、客票预售系统、
19、客运站管理信息系统和客运服务现代化等。运站管理信息系统和客运服务现代化等。l货运组织现代化主要包括：货运计划的自动编货运组织现代化主要包括：货运计划的自动编制、货票信息管理系统、货运站管理信息系统制、货票信息管理系统、货运站管理信息系统和集装箱管理信息系统等。和集装箱管理信息系统等。l行车组织现代化主要包括：编组计划和技术计行车组织现代化主要包括：编组计划和技术计划及运行图的自动编制与铺画等计算机辅助调划及运行图的自动编制与铺画等计算机辅助调度指挥系统、货车实时追踪和机车实时追踪管度指挥系统、货车实时追踪和机车实时追踪管理信息系统、确报管理信息系统、现在车及车理信息系统、确报管理信息系统、现在
20、车及车流推算信息系统、编组站及区段站管理信息系流推算信息系统、编组站及区段站管理信息系统等。统等。（四）中国铁路信息化建设（四）中国铁路信息化建设l自自1975年铁道部电子中心开始筹备以来，经过年铁道部电子中心开始筹备以来，经过20多年的历程，铁路信息化事业从无到有，逐多年的历程，铁路信息化事业从无到有，逐步发展，特别是步发展，特别是TMIS等系统建设以来，铁路等系统建设以来，铁路信息化建设已经初具规模。主要体现在以下几信息化建设已经初具规模。主要体现在以下几个方面。个方面。建立了一支全路统一管理的信息化队伍。建立了一支全路统一管理的信息化队伍。l建立了覆盖部、局、分局和主要站段的计算机建立了
21、覆盖部、局、分局和主要站段的计算机网络。网络。l铁路计算机应用达到一定水平。铁路计算机应用达到一定水平。（五）铁路运营管理信息系统（五）铁路运营管理信息系统 l铁路运营管理信息系统，简称铁路运营管理信息系统，简称ROIS，是铁路，是铁路运营部门大型、综合的计算机应用系统，是铁运营部门大型、综合的计算机应用系统，是铁路信息现代化的最主要组成部分。路信息现代化的最主要组成部分。l铁路运输管理信息系统（铁路运输管理信息系统（TMIS）主要包括确报、）主要包括确报、货票、运输计划、车辆、编组站、货运站、区货票、运输计划、车辆、编组站、货运站、区段站、分局调度、货车实时追踪、机车实时追段站、分局调度、货
22、车实时追踪、机车实时追踪、集装箱实时追踪、日常运输统计、现在车踪、集装箱实时追踪、日常运输统计、现在车及车流推算、军交运输等子系统。及车流推算、军交运输等子系统。lTMIS系统掌握全面运输信息，详实、准确、全系统掌握全面运输信息，详实、准确、全面，故可在统计、分析、结算等方面，为决策面，故可在统计、分析、结算等方面，为决策支持系统提供方案。支持系统提供方案。l调度指挥管理信息系统调度指挥管理信息系统DMISl铁道部调度指挥管理信息系统（铁道部调度指挥管理信息系统（DMIS）设计）设计为四层网络体系结构。为四层网络体系结构。l最上层是部调度中心运输调度管理系统，是最上层是部调度中心运输调度管理系
23、统，是DMIS的核心。的核心。l铁路局调度中心处于第二层，在各铁路局所在铁路局调度中心处于第二层，在各铁路局所在地，建有路局调度指挥中心局域网，通过专线地，建有路局调度指挥中心局域网，通过专线与铁道部及其所属各分局调度中心远程连接，与铁道部及其所属各分局调度中心远程连接，进行信息交换。铁路局调度中心具有铁道部调进行信息交换。铁路局调度中心具有铁道部调度中心的所有功能。度中心的所有功能。l第三层为各铁路分局调度中心，在各铁路分局第三层为各铁路分局调度中心，在各铁路分局所在地，建有分局调度中心局域网。所在地，建有分局调度中心局域网。l最下层是基层网，主要包括车站联锁系统、区最下层是基层网，主要包括
24、车站联锁系统、区间闭塞系统、调度监督系统、无线车次号自动间闭塞系统、调度监督系统、无线车次号自动校核系统、车站值班员终端设备等等。校核系统、车站值班员终端设备等等。lDMIS工程建设的总体目标是：建成覆盖工程建设的总体目标是：建成覆盖14个个路局、路局、33个分局、个分局、27条主要干线和条主要干线和51个局间分个局间分界口的全路界口的全路DMIS网，为行车调度指挥现代化网，为行车调度指挥现代化奠定坚实的基础。奠定坚实的基础。铁路智能运输系统铁路智能运输系统l所谓铁路智能运输系统（所谓铁路智能运输系统（RITS）就是集成了电）就是集成了电子技术、计算机技术、现代通信技术、现代信子技术、计算机技
25、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等，以实现信息采集、持技术和智能自动化技术等，以实现信息采集、传输、处理和共享为基础，通过高效利用与铁传输、处理和共享为基础，通过高效利用与铁路运输相关的所有移动、固定、空间、时间和路运输相关的所有移动、固定、空间、时间和人力资源，以较低的成本达到保障安全、提高人力资源，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运输效率、改善经营管理和提高服务质量目的新一代铁路运输系统。新一代铁路运输系统。l铁路智能运输系统的特点铁路智能运输系统的特点l智能
26、性智能性在铁路智能运输系统中，通过采用在铁路智能运输系统中，通过采用先进的智能技术、通信技术、信息处理技术等先进的智能技术、通信技术、信息处理技术等列车、线路、控制中心都具有一定的智能，即列车、线路、控制中心都具有一定的智能，即具有判断、推理及学习能力。具有判断、推理及学习能力。l高效率、高安全、高品质服务特性高效率、高安全、高品质服务特性在铁路在铁路智能运输系统中，通过实施智能化营运管理、智能运输系统中，通过实施智能化营运管理、智能化行车控制与调度、智能化铁路资源管理智能化行车控制与调度、智能化铁路资源管理等实现铁路运输的高效性。等实现铁路运输的高效性。l综合性综合性在传统的铁路运输系统中，
27、各个业在传统的铁路运输系统中，各个业务系统之间彼此孤立，缺乏横向联系，而铁路务系统之间彼此孤立，缺乏横向联系，而铁路智能运输系统更强调系统的综合化、集成化，智能运输系统更强调系统的综合化、集成化，基于先进的无线通信等技术列车、线路、控制基于先进的无线通信等技术列车、线路、控制中心、用户之间都可以随时交换信息，从而使中心、用户之间都可以随时交换信息，从而使各业务系统之间的横向联系得到加强。各业务系统之间的横向联系得到加强。l协调性协调性在铁路智能运输系统中人、车辆、在铁路智能运输系统中人、车辆、线路之间的信息交互是充分的，人可以随时得线路之间的信息交互是充分的，人可以随时得到车辆的基本信息、运营
28、情况、线路的基本情到车辆的基本信息、运营情况、线路的基本情况，车辆可以得到客流的信息、固定设施及移况，车辆可以得到客流的信息、固定设施及移动设施的状况，线路同样可以得到来自人和车动设施的状况，线路同样可以得到来自人和车辆的信息，即客流、车辆的实施运营信息等。辆的信息，即客流、车辆的实施运营信息等。l铁路智能运输系统的三个层次铁路智能运输系统的三个层次l初级铁路智能运输系统初级铁路智能运输系统应用计算机技术、信息处理技术、地理信息技应用计算机技术、信息处理技术、地理信息技术、数据通信技术等采集、传输、共享来自铁术、数据通信技术等采集、传输、共享来自铁路运输环境中的各类信息，并根据上述信息进路运输
29、环境中的各类信息，并根据上述信息进行初级的决策和控制。如现有的行初级的决策和控制。如现有的TMIS、DMIS、ATIS、PMIS等，以及正在积极研究的铁路等，以及正在积极研究的铁路地理信息系统等。地理信息系统等。l中级铁路智能运输系统中级铁路智能运输系统应用系统辨识、模式识别技术等对确定环境建应用系统辨识、模式识别技术等对确定环境建立数学模型，从而对未来做出规划和推理。如：立数学模型，从而对未来做出规划和推理。如：基于运筹学模型编制列车时刻表、编组站调车基于运筹学模型编制列车时刻表、编组站调车自动化系统、列车速度智能控制等。自动化系统、列车速度智能控制等。l高级铁路智能运输系统高级铁路智能运输
30、系统在应用数学模型对确定环境进行建模的同时，在应用数学模型对确定环境进行建模的同时，引用知识模型对非确定对象建模，从而模拟人引用知识模型对非确定对象建模，从而模拟人类的理解能力，完成复杂环境下的决策。如综类的理解能力，完成复杂环境下的决策。如综合调度系统、综合营运管理系统、列车自动驾合调度系统、综合营运管理系统、列车自动驾驶系统等。驶系统等。l中国的铁路智能运输系统中国的铁路智能运输系统规划目标规划目标l近期目标是近期目标是完成初级及中级铁路智能运输完成初级及中级铁路智能运输系统阶段的关键任务，力争尽快缩短与发达国系统阶段的关键任务，力争尽快缩短与发达国家的差距。家的差距。l远期目标是远期目标
31、是完成高级铁路智能运输系统阶完成高级铁路智能运输系统阶段的关键任务，达到或超过发达国家的同期水段的关键任务，达到或超过发达国家的同期水平。平。l到到“十五十五”末期，铁路主要技术装备要接近末期，铁路主要技术装备要接近20世世纪末国际水平。到纪末国际水平。到2015年，采用高新技术改造年，采用高新技术改造铁路产业获得重大进展。铁路产业获得重大进展。l通过实施科技创新，到通过实施科技创新，到2010年，铁路技术装备年，铁路技术装备水平将明显提高，采用高新技术改造铁路产业水平将明显提高，采用高新技术改造铁路产业将获得重大进展。铁路将基本实现以客货服务将获得重大进展。铁路将基本实现以客货服务信息化、网络化，调度指挥自动化、智能化为信息化、网络化，调度指挥自动化、智能化为主的铁路信息化；开发和掌握高速相关技术，主的铁路信息化；开发和掌握高速相关技术，建设高速铁路。建设高速铁路。
