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2019/2/10,铁路信息化,1,世纪之初，谈铁路技术装备中的热点发展 -铁路高速化与信息化,钟章队 北方交通大学 2003年7月23日,2019/2/10,铁路信息化,2,内 容,一、比较与思考 二、热点之一：铁路高速化 三、热点之二：铁路信息化 四、电务系统热点之一：铁路通信信号一体化(crtms) 五、电务系统热点之二：铁路综合数字移动通信网络(gsm-r) 六、结论,2019/2/10,铁路信息化,3,第一部分,(一)、世界主要国家铁路比较 (二)、我国运输业的发展 (三)、我国信息产业的发展 (四)、几点思考,2019/2/10,铁路信息化,4,(一)、世界主要国家铁路比较,2019/2/10,铁路信息化,5,铁路的重要里程碑,1825年英国建成世界上第一条铁路 1876年中国建成第一条铁路，吴淞铁路，全长14.5公里 1964年日本建成世界上第一条最高运行速度达210公里/小时的轮轨系高速铁路 1979年英国等欧洲国家实行铁路私营化，并实施网运分离的改革 1990年5月18日，法国高速铁路达到最高时速515.3km/h 德国、日本研究出磁浮列车和磁浮铁路 1991年，欧盟发布91/440指令，要求各成员国铁路实现网运分离，对外开放铁路运输市场 1996年，欧盟发布96/48指令，要求各成员国铁路列车实施跨国界运输，电力牵引、机车车辆、通信信号满足互操作性规定,2019/2/10,铁路信息化,6,国际铁路联盟(uic),associate,2019/2/10,铁路信息化,7,1999年主要国家铁路路网长度及密度,中国数字不含地方铁路和合资铁路,2019/2/10,铁路信息化,8,2000年主要国家铁路复线图,2019/2/10,铁路信息化,9,2000年主要国家铁路电化图,2019/2/10,铁路信息化,10,2000年主要国家铁路路网密度(面积),2019/2/10,铁路信息化,11,2000年主要国家铁路路网密度(人口),2019/2/10,铁路信息化,12,2000年主要国家铁路货运密度,2019/2/10,铁路信息化,13,2000年主要国家铁路客运密度,2019/2/10,铁路信息化,14,1999年主要国家铁路客货运输工作量及密度,2019/2/10,铁路信息化,15,世界铁路旅客周转量分布,2019/2/10,铁路信息化,16,世界铁路货物周转量分布,2019/2/10,铁路信息化,17,主要国家客货运输市场份额,中国为2001年数据，法国、日本为1998年数据，其余国家为1999年数据,2019/2/10,铁路信息化,18,中国货物周转量占市场份额,2019/2/10,铁路信息化,19,中国旅客周转量占市场份额,2019/2/10,铁路信息化,20,1999年各国铁路各种牵引方式完成的总重吨公里(百万总重吨公里),2019/2/10,铁路信息化,21,1999年各国铁路各种牵引方式完成的列车公里(千列车公里),2019/2/10,铁路信息化,22,各国铁路机车机车保有量,2019/2/10,铁路信息化,23,2000年主要国家铁路职工人数,2019/2/10,铁路信息化,24,各国铁路职工人数及劳动生产率,中国数据为2001年，其余国家为1999年,2019/2/10,铁路信息化,25,(二)、我国运输业的发展,2019/2/10,铁路信息化,26,中国主要运输方式全社会货运量和周转量及其增长率,2019/2/10,铁路信息化,27,全国客运量及构成,2019/2/10,铁路信息化,28,全国旅客周转量及构成,2019/2/10,铁路信息化,29,1999年我国各地区公路里程、公路密度及公路技术等级构成,全国等级航道变化情况数,2019/2/10,铁路信息化,30,全国运输线路长度,2019/2/10,铁路信息化,31,2002年公路水路交通行业发展统计,全国公路总里程176.5万公里，国道里程有12.5万公里、省道21.6万公里、县道47.1万公里、乡道86.5万公里、专用公路8.7万公里、高速公路2.5万公里 全国内河航道里程12.1万公里，一级航道2946公里、二级航道1917公里、三级航道3359公里、四级航道6257公里、五级航道9031公里、六级航道21076公里、七级航道19011公里 全国港口拥有码头泊位33600个，万吨级及以上泊位835个 全国公路运输汽车826.3万辆，大型运输客车16.1万辆，大型普通运输货车183.5万辆，专用载货汽车16.5万辆，集装箱车3.3万辆 公路客运量147.5亿人，旅客周转量7805.8亿人公里；公路货运量111.6亿吨，货物周转量6782.5亿吨公里；公路客运平均运距为52.9公里，货运平均运距为60.8公里 交通固定资产投资3491.5亿元，公路建设3211.7亿元，水运建设169.8亿元,2019/2/10,铁路信息化,32,汽车拥有量,2019/2/10,铁路信息化,33,一些参考数据,1997年，德国每1000个成人拥有625辆小汽车； 1999年，法国拥有汽车车辆2680万辆，家庭汽车拥有率达到78.8% 西班牙公路路网16.3273万公里，铁路路网1.4988万公里，铁路为公路的1/10 英国铁路16878km，公路371603km 2000年，美国公路632.18万km，机动车辆约2.26亿辆，民航机场5317个，铁路23.12万km。,2019/2/10,铁路信息化,34,(三)、我国信息产业的发展,2019/2/10,铁路信息化,35,邮电业务总量与国内生产总值增长比较,2019/2/10,铁路信息化,36,移动通信发展情况,2019/2/10,铁路信息化,37,cnnic发布第12次互联网报告 我国网民数达6800万,2019/2/10,铁路信息化,38,主要通信能力增长情况,2019/2/10,铁路信息化,39,邮电固定资产投资情况,2019/2/10,铁路信息化,40,长途电路及长途自动交换机完成情况,2019/2/10,铁路信息化,41,2002年通信行业,电信业务总量5052亿元 电信业务收入4116亿元(中国电信33.1%，中国网通16.4%，中国移动36.7%，中国联通12.4%，其它企业1.4%) 固定资产投资2106亿元 电话用户总数4.21亿户，世界第一 互联网上网人数超过5000万，世界第二 长途传输、本地交换、移动通信全部数字化 固定电话普及率17.5% 移动电话普及率16.2% 已通电话的行政村比重达85.3% 开通国家和地区超过200个,2019/2/10,铁路信息化,42,2002年中国电信企业管理,基础电信企业6家，增值电信企业4400多家 中国电信业务收入1363亿元，固定投资613亿元，城市电话用户8507万户，农村4834万户，n-isdn用户185万户，宽带用户254万户，互联网2620万户，ddn达到31.9万户，帧中继及atm达6.77万户 中国网通业务收入676亿元，固定投资256亿元，城市电话用户4753万户，农村2991万户，n-isdn用户54.25万户，宽带用户80万户，互联网1580万户，ddn达到14.5万户，帧中继及atm达3.28万户 中国移动业务收入1509亿元，固定投资622.6亿元，用户1.38亿户，短消息793亿条 中国联通业务收入508亿元，固定投资443亿元，用户6817万户，其中c网用户716万户，互联网用户729万户 中国铁通业务收入51亿元，固定投资98.7亿元，固定电话用户328万户，互联网用户25万户，无线寻呼246万户 中国卫通业务收入8.6亿元,2019/2/10,铁路信息化,43,2002年电信基础设施光缆,通信光缆线路225万公里，其中：长途光缆线路51万公里，本地中继光缆线路128万公里，接入网光缆线路46万公里，数字微波线路19万公里 中国电信光缆线路长度达到多万公里，其中：长途光缆线路长度达万公里，本地中继光缆线路长度达万公里，接入网光缆线路长度达万公里。 中国网通光缆线路长度达到万多公里，其中：长途光缆线路长度达万公里，本地中继光缆线路长度达万公里，接入网光缆线路长度达万公里。 中国移动光缆线路长度新增万公里，达万公里。 中国联通光缆线路长度新增万公里，达万公里。其中长途光缆线路长度达万公里。 中国铁通公司光缆线路长度约万公里。,2019/2/10,铁路信息化,44,2002年电信基础设施交换机,长途电话交换机容量达万路端；局用交换机容量（含接入网设备容量）达亿门；移动电话交换机容量新增万户，达亿户；数据业务端口达万，比上年增长；互联网服务器端口达万，比上年增长。 中国电信长途电话交换机容量达万路端；局用交换机容量（含接入网设备容量）新增万门，达亿门。 中国网通长途电话交换机容量达万路端；局用交换机容量（含接入网设备容量）新增万门，达万门。 中国联通长途电话交换机容量达多万路端，新增万路端；局用交换机容量近万门；移动电话交换机容量新增万户，达万户，其中网络容量达万户。 中国移动年末交换机容量达亿户，净增近万户。 中国铁通公司长途电话交换机容量达万路端，新增万路端；局用交换机容量达万门，新增万门。,2019/2/10,铁路信息化,45,截至2003年5月通信行业主要情况,固定电话用户合计 2.32882亿(其中城市1.4782亿，农村0.8506亿东部：1.1238亿；) 移动电话用户合计 2.30056亿(东部1.24115亿) 互联网用户数 5221万 固定电话普及率 17.5% 城市电话普及率 24.8% 移动电话普及率 16.2% 已通固定电话的行政村 85.3%,2019/2/10,铁路信息化,46,2002年电子信息产业主要产品统计,2019/2/10,铁路信息化,47,2003年电子信息产业主要产品预测,2019/2/10,铁路信息化,48,(四)、比较与思考(一),政府与铁路关系以及产业结构不断优化； 铁路的地位和作用日益增强，已成为经济全球化、区域经济的重要纽带，欧洲尤为显著； 依靠科技进步，优化资产管理与运用，提高经济效益； 民航、高速公路、铁路成为交通运输三个主要方式，在竞争中生存，在合作中发展； 现代物流和电子商务正在推动铁路货运产品拓展，适时性门对门运输成为货运主流； 高速铁路成为铁路客运重要品牌，地铁、城际铁路、干线铁路形成联合运输方式。,2019/2/10,铁路信息化,49,(四)、比较与思考(二),过去170年多年，主要是工业革命时期，这一时期世界铁路关注的重点是安全与效益。出现了重载运输，客货混合运输，客运专线，高速铁路等各种运输方式，以适应运输市场的需要。在这一时期： 欧洲和美国，发明了铁路，蒸汽机车，内燃机车，电力机车，轨道电路。 日本，发展应用高速铁路，并在欧洲得到迅速响应，新干线模式为客运市场带来希望。 中国，解决世界五分之一的出行问题，在人口众多的地方，满足客运和货运的双重需要。 未来100年，将是信息革命和生物革命（信息生物）时期，世界铁路安全与效益是永远的主题，服务质量（环保，安全性，舒适性，信息服务量）是市场竞争的法宝，it将起着非常重要的作用。,2019/2/10,铁路信息化,50,(四)、比较与思考(三),2008年，铁路为北京奥运会贡献什么？ 2010年，铁路为上海世博会贡献什么？ 2020年，国民生产总值翻两番，铁路旅客和货物运输翻？翻，中国铁路网 ？ km，铁路职工？人 2020年，铁路在运输市场中的地位和作用？客运1/n，n=?，货运？ 2020年，哪个为主？ 1500km,2019/2/10,铁路信息化,51,二、铁路高速化,1964年日本首先在世界上建成第一条最高运行速度达210公里/小时的轮轨系高速铁路，30多年来，高速铁路在亚洲、欧洲、澳洲和北美洲先后蓬勃地发展起来 截止目前，世界上已经建成并投入运营的高速铁路长达4533公里，正在修建的新线有3230余公里 高速列车从最初的“子弹头”式发展到第三代，最高试验速度达到了515.3公里/小时； 参与建设的国家从日本、法国、德国，逐步扩展到全球四大洲的11个国家和地区 高速铁路正在走向路网时代，将成为21世纪中不可替代的重要交通运输工具，越来越得到各个国家政府的重视。,2019/2/10,铁路信息化,52,第二部分,(一)、各国高速铁路路网 (二)、高速铁路列车 (三)、高速铁路的优势 (四)、我国提速和高速战略,2019/2/10,铁路信息化,53,(一)、各国高速铁路路网,2019/2/10,铁路信息化,54,日本高速铁路,已建成的新干线高速铁路,1954km 东海道新干线(东京-新大阪)，270km/h, 515km，1964年10月1日运营 山阳新干线(新大阪-博多)，300km/h, 554km，1975年3月运营 东北新干线(东京-盛冈)，240km/h, 497km，1982年3月运营 上越新干线(大宫-新泻)，240km/h, 270km，1982年11月运营 北陆新干线(高崎-大阪)，240km/h, 118km，1997年10月运营 正在建设的新干线高速铁路，512km 东北新干线延伸(盛冈-新青森)，179km 北陆新干线延伸(金泽-石动，24km；鱼津-丝鱼川，40km；长野-上越，59km) 九州新干线(长崎-西鹿儿岛)，210km 准备建设的新干线高速铁路，885km 未来规划建设的新干线高速铁路，3510km,2019/2/10,铁路信息化,55,日本新干线高速铁路,2019/2/10,铁路信息化,56,新干线主要线路的基本情况,2019/2/10,铁路信息化,57,韩国高速铁路,正在建设的京釜高速铁路,412km 汉城、天安、大田、大丘、庆州、釜山 最高运行速度300km/h，基础设施设计速度350km/h 高速铁路专线 一期工程(汉城至大丘)计划2004年4月开通运营 二期工程(大丘至釜山)计划2008年运营 未来规划建设的高速铁路两条,2019/2/10,铁路信息化,58,印度高速铁路计划,正在可行性研究的高速铁路 新德里-阿格拉，200km 新德里-勘普尔，430km 新德里-昌迪加尔，268km 孟买-艾哈迈达巴德，492km,2019/2/10,铁路信息化,59,gsm-r mou的32个成员,2019/2/10,铁路信息化,60,欧洲高速铁路网,2019/2/10,铁路信息化,61,法国高速铁路tgv,2019/2/10,铁路信息化,62,法国高速线路的主要参数,2019/2/10,铁路信息化,63,德国高速铁路ice,2019/2/10,铁路信息化,64,意大利高速铁路etr,2019/2/10,铁路信息化,65,意大利高速地图,2019/2/10,铁路信息化,66,意大利高速线主要参数,2019/2/10,铁路信息化,67,西班牙高速铁路网,2019/2/10,铁路信息化,68,西班牙高速铁路ave,2019/2/10,铁路信息化,69,俄罗斯联邦铁路,人口 1.47亿 国土面积 1710万km2 铁路营业里程 86000km(美国、俄罗斯、中国) 公路里程 916000km 内河运输 89000km 管道运输 61000km 货运量 8.34亿t(中国、美国、俄罗斯) 货物周转量 10195亿tkm(美国、中国、俄罗斯) 客运量 15亿人(日本、印度、中国) 旅客周转量 1529.3亿人公里(中国、印度、日本、俄罗斯),1999年统计数字,2019/2/10,铁路信息化,70,欧洲高速铁路市场份额,2019/2/10,铁路信息化,71,(二)、高速铁路列车,2019/2/10,铁路信息化,72,新干线0系高速列车,2019/2/10,铁路信息化,73,300系高速列车, 325.7km/h,2019/2/10,铁路信息化,74,西日本铁路公司500系列新干线高速列车, 320km/h,2019/2/10,铁路信息化,75,新干线运营列车参数,2019/2/10,铁路信息化,76,日本新型高速试验列车,2019/2/10,铁路信息化,77,法国tgv高速列车主要参数,2019/2/10,铁路信息化,78,韩国tgv高速列车,2019/2/10,铁路信息化,79,西班牙高速列车ave,2019/2/10,铁路信息化,80,tgv出口海外高速列车的主要参数,2019/2/10,铁路信息化,81,德国高速列车ice,2019/2/10,铁路信息化,82,德国高速列车ice的主要参数,2019/2/10,铁路信息化,83,意大利的etr450高速列车,2019/2/10,铁路信息化,84,意大利高速列车的主要参数,2019/2/10,铁路信息化,85,欧洲最新型高速列车,1998年在德国柏林展出的欧洲各国最新型高速列车.欧洲各国投入商业运营的新型高速列车：ice-3(德)，tgv双层 (法)，thalys(比)， etr-500 (意）， 欧洲之星（英法海峡）（顺序为从左至右）,2019/2/10,铁路信息化,86,(三)、高速铁路的优势,2019/2/10,铁路信息化,87,高速铁路的优越性,在日本和欧洲，人们对高速铁路的认识，并不仅取决于它的旅行速度。由于高速铁路能够保证很好的舒适度和安全性，并能与环境保护的要求谐调一致，作为运输系统可持续发展的一个典范受到各国政治家们的普遍关注。 占用土地面积小：新的高速铁路线比公路占地面积小。举例来说，在德国已经建设的两条高速铁路新线的用地为3.2公顷/km，而公路的用地为9.3公顷/km。 污染排放少：污染物的排放量直接取决于能源消耗。科学研究表明，铁路、特别是高速列车对环境的破坏并不严重，高速列车每旅客-公里的能量消耗仅仅为汽车每旅客-公里能量消耗的30%-50%。 安全程度高：日本新干线至今已经开通运营了36年，在这些年的运营中，从未发生人员伤亡事故。 由于以上诸项原因，自1966年以来，高速铁路在日本和欧洲得到了持续发展。,2019/2/10,铁路信息化,88,高速铁路旅客周转量,10亿人 - 公里,高速铁路在日本和欧洲的发展,2019/2/10,铁路信息化,89,欧洲高速铁路旅客周转量,2019/2/10,铁路信息化,90,高速铁路一些重要数字,日本新干线：运营收入占总客运收入45%以上，旅客周转量占30%，39年来无旅客行车死亡事故，正点率高(小于30s)。 西班牙重点发展高速铁路，高速铁路运量占铁路运量的60%。 法国非常重视发展高速铁路，1890-1990世界铁路共创造了17次最高行车速度纪录，其中9次由法国铁路创造和保持，法国高速铁路总里程达1531km，高速列车通达线路6686km，通达车站160个。 德国的路网分成：优先网，1万km，快慢运输分离；能力网，1万km，客货混合运输；地区网，1.8万km，补充优先网和能力网。,2019/2/10,铁路信息化,91,(四)、我国提速和高速战略,2019/2/10,铁路信息化,92,铁路提速大事记,1994年12月，我国第一条时速达160公里的广深准高速铁路建成，为我国铁路提速奠定了基础。1995年10月，铁道部在繁忙干线沪宁线上进行提速试验获得成功，开行了最高时速为140公里的提速客车，在既有繁忙干线实施提速取得了突破。此后，京秦、沈山、沈大等繁忙干线的提速试验相继取得成功。这些试验为此后进行的我国铁路大规模提速奠定了观念和技术上的基础。 1997年4月1日，低速行驶了几十年的中国铁路列车第一次普遍提速。京哈、京广、京沪三大干线开行的快速列车，最高时速达140公里，货车最高时速达80公里。 1998年10月1日，我国铁路进行第二次大面积提速，京哈、京广、京沪线最高时速达到140至160公里，全路旅客列车平均旅行时速达到55.16公里。 2000年10月21日，我国铁路进行第三次大提速，集中在陇海、兰新线，以及京九线和浙赣线上。提速后旅客特快列车时速达140公里以上，全国旅客列车平均时速提高25.4。这次提速后，我国铁路构成了京哈、京广、京沪、京九线纵向提速通道，陇海（兰新）、浙赣线横向提速通道的”四纵两横”提速网络，提速线路总里程近万公里，覆盖全国铁路主要干线。 2001年10月21日，第四次提速,2019/2/10,铁路信息化,93,2001年第四次铁路提速,京广通道(南段)：武昌广州间旅行时间可从现行的11小时59分压缩到10小时18分左右； 京九通道：北京西深圳的旅行时间可从现行的29小时49分压缩到23小时58分，北京西到南昌可从现行的16小时压缩到14小时； 武昌成都、重庆通道：汉口重庆的旅行时间可从现行的22小时12分压缩到14小时29分，武昌到成都可从现行的22小时06分压缩到16小时30分； 浙赣线：杭州株州间旅行时间从13小时29分压缩到11小时50分； 哈大线：大连哈尔滨的旅行时间可由12小时46分压缩到9小时25分。,2019/2/10,铁路信息化,94,“十五”提速计划,经过“九五”期间的3次大提速，我国铁路已形成“四纵两横”的提速网络(四纵：京哈、京沪、京广、京九线；两横：陇海兰新、浙赣线)，提速线路里程接近1万公里。 “十五”期间，我国铁路提速线路将达28条，总里程2万公里。形成以北京、上海、广州为中心的“三个提速圈”，半径在500公里左右的城市间将实现“朝发夕至”，12001500公里左右的实现“夕发朝至”、20002500公里左右的实现“一日到达”。,2019/2/10,铁路信息化,95,怀化,2019/2/10,铁路信息化,96,(一)继续加快路网建设,京哈通道 京兰通道 沿海通道 煤运北通道 京沪通道 煤运南通道 京九通道 陆桥通道 京广通道 宁西通道 大湛通道 沿江通道 包柳通道 沪昆(成)通道 兰昆通道 西南出海通道,沿海通道,京沪通道,京九通道,京广通道,包柳通道,兰昆通道,京兰通道,煤运北通道,煤运南通道,陆桥通道,宁西通道,沿江通道,沪昆(成)通道,西南出海通道,2019/2/10,铁路信息化,97,三、对铁路信息化的初浅认识,网上评论： 火车开上信息路 通信网网连全程 铁路网内外皆通 信息系统争妍铁路,2019/2/10,铁路信息化,98,铁路信息化 ？,运输管理信息系统（tmis） 铁路客票预定和发售系统 财务系统、统计系统 抄车号系统 与运营管理系统的开发 网络与信息安全技术的应用与开发 电子商务应用 地理信息系统 中国铁路列车控制系统 铁路行车安全综合监控系统 铁路综合服务系统,哪些是？相互关系？,2019/2/10,铁路信息化,99,对铁路信息化的思索,铁路信息化是否是中国铁路实现跨越式发展的历史性机遇？ 铁路信息化是否是中国铁路实现跨越式发展成本最低的一条路？ 铁路运输业是工业化的代表，信息化是否到来？ 美国加州大学经济学教授瑞德提出：要使信息技术真正对经济增长起到推动作用，必须待其推广和应用达到一种临界的质量状态，一旦达到这种状态，就可能引发质的飞跃。 临界质量概念基于几个前提： 电信基础设施高度发达，竞争性的市场结构引起资讯价格的全面下降； 计算机的渗透率高，推广应用已经有了相当基础； 科研能力较强，科技成果加快实现产业化，并导致装备价格全面下降； 教育高度发达。,2019/2/10,铁路信息化,100,对信息化的认识,邓小平：“开发信息资源，服务四化建设” 江泽民：“四个现代化，哪一个也离不开信息化”；信息化带动工业化，工业化促进信息化。 在九五年铁道部科技大会上，傅志寰部长：铁路的发展最终取决于现代化，而信息现代化是铁路现代化的重要标志。刘志军副部长：与信息化相关的应用技术和产业发展不仅标志着一个国家、一个部门的经济技术实力，也是进一步形成和扩充这种实力的增长点。 傅志寰部长在2001年全路信息工作会议上强调：“铁路的发展与改革，要靠科技进步，很重要的一条要靠信息进步，要以信息技术支持铁路的管理、营销和改革。” 刘志军副部长在2001年全路信息工作会议上强调：“实现铁路运输现代化，信息化要先行。实现铁路运输现代化，需要行车装备现代化、运输指挥现代化和经营管理现代化，其基础是信息手段现代化。” 铁路信息化的含义是什么？如何奠定信息化基础设施？选择哪一种信息化发展道路？,2019/2/10,铁路信息化,101,对信息化的评价,信息化带动工业化的战略将对中国社会发展产生巨大催化作用； 信息化越来越成为国际通行的企业语言； 信息化是一条低成本建立现代企业管理机制的捷径； 信息资源已成为与材料和能源同等重要的战略资源； 信息技术正以其广泛的渗透性和无与伦比的先进性与传统产业结合； 信息产业已发展为世界范围内的朝阳产业和新的经济增长点； 信息化已成为推进国民经济和社会发展的助力器； 信息化水平成为一个城市或地区现代化水平和综合实力的重要标志； 信息化是一次深刻的社会革命； 等等,2019/2/10,铁路信息化,102,信息化的含义,信息化是一个过程，与工业化、现代化一样，是一个动态变化的过程。在这个过程中包含三个层面，六大要素。 所谓三个层面，一是信息技术的开发和应用过程，是信息化建设的基础；二是信息资源的开发和利用过程，是信息化建设的核心与关键；三是信息产品制造业不断发展的过程，是信息化建设的重要支撑。这三个层面是相互促进，共同发展的过程，也就是工业社会向信息社会、工业经济的信息经济演化的动态过程，在这个过程中，三个层面是一种互动关系。 所谓六大要素是指信息网络、信息资源、信息技术、信息产业、信息法规环境与信息人才。 这三个层面、六大要素的相互作用过程就构成了信息化的全部内容。就是说信息化就是在经济和社会活动中，通过普遍采用信息技术和电子信息装备，更有效的开发和利用信息资源，推动经济发展和社会进步，使由于利用了信息资源而创造的劳动价值在国民生产总值中的比重逐步上升直至占主导地位的过程。,2019/2/10,铁路信息化,103,信息化的基本特征,信息资源共享、开放 信息资源丰富 获得信息资源的手段方便、及时、快速 信息资源更新及时、准确、高效 信息网络安全、可靠 等等,2019/2/10,铁路信息化,104,信息时代的特点,信息、技术、知识等无形资产是核心生产要素，生产者成为知识性劳动者。 生产向着智能化与网络化发展，脑力与体力相结合，生产与用户相结合，实现实时敏捷生产与智能生产。 企业组织结构呈现网络化与灵活化的特点，创新、柔性、信息和知识生产 型企业将是成功的企业。 企业管理实现信息化、网络化、个性化、知识与柔性管理。 技术向着数字化、智能化、知识化、可视化、柔性化发展。 产品呈现智能化、特色化、个性化、艺术化和市场周期短的特点。 社会分配按照贡献大小及知识结构分配。 市场呈现全球化、网络化、无国界化与变化快的特点。 产业结构以知识和信息产业为主，物质生产和服务业为辅。 脑力劳动者就业率高，体力劳动者失业率高。 企业文化是创新、合作与学习。 经济增长的源泉是知识和信息，是专业化的人力资本。,2019/2/10,铁路信息化,105,铁路信息化思考,铁路什么时候从工业化时代进入信息化时代？,铁路信息化时代的特征？,2019/2/10,铁路信息化,106,铁路信息化的目标,采用先进成熟的信息化基础平台，实现各部门、系统间的信息数据资源共享、互连互通；建成车、机、工、电、辆等各部门调度控制、安全生产、运输指挥的现代化保障体系；为铁路运输各部门提供需要的各种管理信息资源和强有力的决策支持；通过现代化客货营销手段、电子商务等应用带动铁路运输业经济发展，大幅度提高运输经济效益；建立健全与信息化相适应的现代管理机制；铁路信息化总体程度居国内领先、国际先进水平。,2019/2/10,铁路信息化,107,铁路信息化思索,增强铁路运输的核心竞争力,什么是铁路运输的核心竞争力？,铁路运输竞争力品牌？,2019/2/10,铁路信息化,108,“十五”铁路信息化具体目标,建立行包管理信息系统、工务管理信息系统、运输收入清算系统、立铁路电子政务系统、运输智能决策系统。 建立铁路电子商务系统。开展网上客货营销服务，增加铁路在运输市场中的份额；推进现代物流系统建设，促进铁路从物资的承运者转变为物流的组织者。 建立移动体追踪和动态信息管理系统。在铁道部、铁路局、铁路分局建立三级车辆动态库，利用车号自动识别信息并结合车站的车辆信息、装车信息、确报信息、货票信息等确定车辆的当前位置、状态和装载内容，对列车、机车、车辆、集装箱、货物进行全过程的实时追踪管理，为铁道部、铁路局和铁路分局运输调度指挥中心提供运输生产的各种实时、可靠信息，同时，将车辆、列车、机车的位置、状态等变化情况转储到历史数据库中，进行各种统计和分析，为铁路各级管理部门提供辅助决策的支持。,2019/2/10,铁路信息化,109,“十五”铁路信息化具体目标,建立铁路运输收入清算系统，以客票系统和货票系统所建立的票据库为数据源，采用科学合理的清算模式，明晰企业间经济利益关系，实现以市场主体为中心的实际清算，使运输企业能够直接从市场取得收入，为铁路体制改革奠定基础。 加快信息通道建设步伐，建成以北京、上海、广州为核心、覆盖主要城市的高速环网。并以此为骨架，建成东北、西北、西南、东南四个光纤传输网；完善数据网功能，提高铁路沿线信息源点的接入能力，优化网络结构，实现用户的高速接入。 规范计算机网络基础建设，提高网络整体性能，将铁路内部计算机网络在逻辑上分为三个层次，组成外部访问服务网、内部服务网和生产网，三个网络间使用动态物理隔离、防火墙和vlan等技术进行隔离。 利用数据仓库、决策分析等技术，充分发挥和挖掘已经拥有的运输信息资源的作用，开展运输智能决策与预测。,2019/2/10,铁路信息化,110,铁路运输管理信息系统（tmis）,tmis是世界上最复杂、最庞大的运输管理信息系统，该系统不仅覆盖铁道部、路局和分局的各个主管业务部门，而且还遍及全路各基层站段，通过铁路计算机网络联成一体。 tmis系统以提高运输生产，特别是货运管理水平为目标，为铁路运输调度部门提供实时掌握全路货车、机车、列车、集装箱及所运货物的位置、状态变化的信息，也为计划、统计、财务等部门进行宏观决策和科学管理提供可靠的依据；同时，将货物运输的动态信息提供给货主，可作为企业组织生产和适应市场变化的重要依据。 tmis包括车站管理信息系统、货票系统、确报系统、货运营销与生产管理系统、运输调度信息系统、货车追踪系统、集装箱追踪系统等。,2019/2/10,铁路信息化,111,客运管理信息系统,客运管理信息系统包括客票发售及预订系统、行包管理信息系统、客运营销管理系统、客运站管理信息系统。 铁路客票发售和预订系统由车站售票系统、地区客票中心、铁道部客票中心三级构成。车站客票系统主要面向售票的实时交易服务，地区客票中心主要是面向以座席为核心的调度控制和地区内客运业务的管理，铁道部客票中心主要是面向以全路客运的宏观管理、营销分析和保障全路的联网售票。客票系统实行铁道部、铁路局、铁路分局、车站四级管理模式。 铁路行包管理信息系统的目标是实现全国主要行包办理站行包管理自动化，完成全路直通行包信息的联网追踪。铁路行包信息系统包括：车站行包系统、路局追踪中心、铁道部行包管理中心三层结构。,2019/2/10,铁路信息化,112,铁路运输调度指挥系统,该系统以实时采集列车动态运行数据为基础，实现列车的调度监督管理，为铁路运行调度提供决策依据。并向tmis提供车站列车报点信息，通过tmis生成行车调度和阶段调整计划，由行车指挥系统完成调度命令的下达和车站行车日志的自动生成。行车指挥系统与tmis分局调度系统一起构成了铁路运输生产计划、实时调度指挥的技术基础。,2019/2/10,铁路信息化,113,铁路车号自动识别系统,车号自动识别系统是铁路运输信息系统中数据自动采集的基础。该系统在铁路所有货车上安装只读标签，在机车上安装可有线改写标签，在铁路所有编组站、区段站、大型货运站的出入口，以及铁路局间分界口、铁路分局间分界口安装地面识别设备，建立铁路车号、车次信息自动化采集报告体系，向tmis实时提供列车、机车、货车的标识、属性和位置信息，在铁道部、铁路局、铁路分局实时显示通过分界口列车的车次、通过时间、列车组成等，并可实时统计出各种报表。,2019/2/10,铁路信息化,114,铁路电子商务及现代物流,铁路电子商务系统建设的主要内容包括：以客票系统为基础，提供旅客出行的一体化服务，实现旅客联运链的全程电子化。以行包快捷运输为基础，开设运输代理，建立物流配送中心，实现小件运输快速化。以集装箱运输为核心，实现多式联运服务信息化。实现货物运输全程追踪自动化。集成整合铁路现有信息资源，实现铁路内部信息系统一体化。规范政府及宣传网站职能。实现国际联运电子商务全球化。为使铁路电子商务积极稳妥的进行，中国铁路已经开始从铁道部政府站点、中国铁路物资总公司中铁贸易网及中铁物流网、铁路集装箱运输入手进行试点工程的建设，开发相关的电子商务系统并进行试验，与之相配套的物流配送体系也开始逐步设计和建设。,2019/2/10,铁路信息化,115,铁路信息流模型,综合管理与决策支持,业务管理系统,综合数据中心,铁路地理,信息系统,机车,工务,客运/货,运,电务,电力,车辆,运营管理,综合调度,服务信息,综合监控,信息流,信息采集,信息传输,信息处理,信息利用,无线通信,地面传输网络,2019/2/10,铁路信息化,116,铁路信息化的效益,运输组织与生产效率大幅度提高 列车控制和指挥现代化 确保铁路的行车安全 铁路资源得到充分开发和利用 营销、客货服务高度现代化 运输管理、决策科学化,经济效益,社会效益,2019/2/10,铁路信息化,117,对信息化的业务需求,2019/2/10,铁路信息化,118,信息化对通信系统的要求,2019/2/10,铁路信息化,119,各专业业务需求,信号专业,综合调度系统,电力牵引自动化系统,无线通信系统,区段调度电话系统,会议电视系统,综合网管系统,车站旅客信息系统,应急通信系统,区间电话,各专业业务需求,2019/2/10,铁路信息化,120,铁路信息化现状,铁路信息化实施的历程可以分为两个时间段： 20世纪70年代初90年代初，铁路信息化建设基本上是小规模建设单项，部门级建设，采用的也多是初级应用，例如数据处理系统； 20世纪90年代中现在，铁路信息化建设进入了大规模建设时期，建设了综合、企业级系统，应用也进一步深化，建设了包括运输管理信息系统（tmis）和铁路客票预定和发售系统等业务管理信息系统。 目前，铁路全路信息技术人员总数已达5500多人；建立了覆盖铁道部、铁路局、铁路分局和主要站段的计算机网络和传输网、交换网、数据通信网三大通信基础网；先后开发了一大批应用信息系统，铁路各方面工作开始实现从传统管理向现代管理的跨越。,2019/2/10,铁路信息化,121,“十五”期间铁路规划八大信息工程,第一、共享平台体系的设计和建设工程； 第二、ip地址统一、设计和改造工程； 第三、铁路通信和计算机网络改造工程，以光纤为主，微波、卫星为辅的数字化、宽带化的工程； 第四、铁路运输管理信息工程； 第五、铁路电子商务系统工程（认证系统、物流/物资试点）； 第六、铁路运输企业收入清算系统； 第七、过程控制与行程安全保障系统（网络化、综合化的行车调度指挥）； 第八、决策支持与综合应用系统。,2019/2/10,铁路信息化,122,动车段、大机段等,既有京沪线车站,既有本地 交换机,光传输系统,传输系统,用户接入 系统,上行侧光缆,下行侧光缆,联络光缆,区间信号 中继站,既有会议 电视系统,调度电话,区间安全信息采集,区间话音 数据、图像,车站旅客服务 信息系统,数据通信 系统,调度通信系统,信息化 应用系统,综合调度 系统,会议电视系统,通信网管系统,区间光接入系统,无线通信 系统,新建高速站,话音,数据,图像,高速铁路信息网示意图,2019/2/10,铁路信息化,123,高速铁路信号系统的组成,列控系统,地面设备,车载设备,信号室设备,道旁设备（轨道电路、点式设备）,接收线圈,司机台显示器,测速传感器,控车逻辑,车-地双向通信设备,综合调度系统,调度中心,信号室,维修基地、 车辆段等,运行管理计算机,表示盘,控制终端设备,通信终端设备,通信终端设备,车次号核查装置,安全监控设备终端,计算机联锁系统,信号室,计算机联锁主机,控制盘/控制终端,道旁设备（轨道电路、转辙机等）,信 号,地面固定信号,线路标志,隧道报警设备,安全防护设备,其 它,车载主机,表示终端,2019/2/10,铁路信息化,124,四、铁路通信信号一体化发展初探,(一)、国际铁路联盟推出通信信号一体化思路和标准 (二)、通信信号一体化的基本原理 (三)、通信信号一体化的效益和优势 (四)、中国铁路通信信号一体化-ctcs和gsm-r,2019/2/10,铁路信息化,125,(一)、国际铁路联盟推出通信信号一体化思路和标准,2019/2/10,铁路信息化,126,uic推出欧洲铁路运输管理系统(ertms),在欧洲，铁道和机车车辆的现代化正在引入一个通用信号系统，即欧洲铁路运输管理系统(ertms)。ertms属于欧洲委员会(ec)管理的一个项目，在高新技术的驱动之下，通过协调和统一各国的运输管理系统模式特别是信号方式，消除语言文化障碍、实现高速不停车跨国界铁路交通，达到提高铁路运输业的市场竞争优势。因此，ertms给欧洲铁路带来新的发展动力，其效益体现为：较低的铁路运营与维护费用、优质服务质量、极高安全可靠性、高能量利用率实现环保形交通，以及人文的工作环境。ertms实际由两个项目组成：etcs（欧洲铁路控制系统）和gsm-r（铁路综合移动通信系统）。,2019/2/10,铁路信息化,127,1.周密的时间安排和策划 1989年12月欧洲运输部长作出决定，欧洲共同体开始ertms。 1990年末，erri成立铁路专家组( a200 )研发欧洲列车控制系统的需求。 1991年6月,工业组织和铁路部门确定出合作框架,新型车载设备（eurocab），用于数据传输的非连续式系统（eurobalise），新型连续式传输系统（euroradio）。 1993年底，定义互通运营技术规范。 1995年第四个框架计划开始，欧共体定义ertms全球策略,设立发展和认证阶段。在不同国家不同线路实施完整的规模测试（法国、德国和意大利） 1998年夏天，unisig完成ertms/etcs规范。p级系统需求规范于1999年4月23日交付使用。,欧洲研究和发展ertms的历史和思路,2019/2/10,铁路信息化,128,2. 几个重要方面的工作,从1989年到现在,历经12年,围绕技术规范制订、完善、评估模拟、测试试验、立法、商用推广，大体上可以分成5个阶段： 第一阶段：19901998，由欧洲经济利益组织，欧洲铁路研究所，欧洲特殊利益组织共同制定基本规范，即确定出功能需求和系统需求规范； 第二阶段：19982000，由开发和实施ertms项目指导委员会，欧洲核心系统需求规范评估组织完成功能和系统分类，达到系统和功能的互操作性； 第三阶段：1999-2001，由开发和实施ertms项目指导委员会和铁路部门测试系统和功能，验证系统和功能互操作性，提出修改意见； 第四阶段：20002002，由欧洲电子电工委员会，铁路互通应用欧洲协会/互通运营技术规范组织和铁路部门确定出完整的满足互操作性要求的 ertms功能和系统规范； 第五阶段：20002006，由铁路部门和工业组织实施商业化及国际项目的推广。,2019/2/10,铁路信息化,129,etcs/ertms标准化阶段实施计划,2019/2/10,铁路信息化,130,3、从lzb、fzb、astree发展到ertms,lzb 利用轨道电缆环线传输列控系统行车指令和速度指示式机车信号，取消地面闭塞信号机，保留闭塞分区，列车按固定闭塞分区间隔运行。 astree实时追踪控制系统 法国国铁1986年开始开发的系统，为automatic suiri des trains en lemps reel简称，其目的是：提高功能，降低成本，采用新技术。系统停止开发，加入etcs。 fzb基于无线的列控系统 德铁80年代末开发的新一代列控系统，为funk zug bee in flussung-radio based continue train control system简称，其目的是：实现低成本、高性能的列控系统。系统已加入etcs ertms/etcs欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统 欧共体支持的统一的行车控制系统，采用gsm-r作为传输系统。其开发目标：在欧洲铁路网运行互操作性(国际)，实施标准化，降低成本，提高模块化和灵活性。,2019/2/10,铁路信息化,131,etcs系统特点,2019/2/10,铁路信息化,132,etcs 第3级特点,etcs将在超过350km/h的高速铁路区段使用 在固定的atc中心和车载atc计算机之间传输基于透明数据通道的双向数据流 列车上的atc终端将其位置、速度、车厢数和其他车况信息传给无线区域控制中心（rbc）。 rbc网络在比较了相应区域的所有列车的数据后，经计算将必要的速度计划表传给每辆列车。 取消地面信号系统，以移动的区域结构代替固定区域结构，形成新型的列车控制方式。,2019/2/10,铁路信息化,133,etcs与gsm-r间的逻辑关系,2019/2/10,铁路信息化,134,gsm-r端对端的安全保障措施-四层结构,2019/2/10,铁路信息化,135,基于无线的列控系统安全层考虑,列控系统通用安全层,无线特定的安全层,无线适配/通信层,列控系统沿线应用层,列控系统通用安全层,无线特定的安全层,无线适配/通信层,通信系统,列控系统沿线应用层,列控系统应用协议,列控系统通用安全协议,无线适配/通信协议,特定安全层协议,2019/2/10,铁路信息化,136,uic推进通信信号一体化,2019/2/10,铁路信息化,137,(二)、通信信号一体化的基本原理,2019/2/10,铁路信息化,138,列车控制系统的传输通道,cbtc基于通信列车控制,漏泄波导 轨道电缆环线 gsm-r 扩频无线,tbs基于传输列车控制,漏泄波导 gsm-r 扩频无线,基于近场感应的列车控制,轨道电路 应答器,分类？,