科普宣传

孤独的一修

让火车飞起来——谈磁悬浮列车
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。说它是火车，它不靠车轮在地上跑；说它是飞机，它不靠翅膀在空中飞。它是依靠磁体的吸引力或排斥力浮在轨道上运行的列车，因此，人们习惯把它纳入陆上有轨交通系统。
磁浮列车的研究和试验已经有四十多年的历史，但是复杂的技术和高额的投资以及一系列相关问题的悬而未决，使它至今难以推广普及。不过，可以肯定，随着科学技术和经济的发展，磁浮列车将会成为未来交通的新宠。
目前世界上的磁浮列车大致为两种：一种以德国为代表，利用磁体吸引力的电磁悬浮；一种以日本为代表，利用磁体排斥力的电动悬浮。我们都有这样的经验，当两块磁铁放在一起，会出现同性（正极与正极或负极与负极）相斥，异性（正极与负极）相吸的现象，磁浮列车就是利用这个原理设计制造的。相吸式是把电磁铁安装在车体上，通电后产生电磁力与导轨道相吸引而使列车悬浮，再用直线电动机牵引列车前进。相斥式则是在列车上安装超导磁体，轨道上安装悬浮线圈，超导磁体与地面线圈之间感应产生强大磁力使列车悬浮，再用直线电动机牵引列车前进。
磁浮列车正因为浮在空中，没有轮轨接触，它的优越性就充分显示出来了。第一，高速度。浮在空中便没有了摩擦力，从理论上讲，速度是无限制的。第二，低振动、低噪声。与地面脱离接触，振动和噪声大大降低。第三，少维修。没有运动部件，没有磨擦损耗，维修量也就很少。第四，安全可靠。不存在脱轨更不会翻车。第五，无污染。不烧煤、不烧油，电力驱动能源清洁。　　

孤独的一修

德国磁浮列车技术与上海磁浮列车
德国是世界上最早研究磁浮列车的国家。1922年，德国人赫尔曼·肯佩尔提出了电磁悬浮原理，1934年公布了磁浮列车专利，从20世纪60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，也就是电磁悬浮。电磁悬浮的特点是采用常规磁铁、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、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10～15毫米高度，所以对线路精度的要求相当高。
1979年,在汉堡举行的国际交通展览会上,展出了第一辆磁浮列车并做运行表演。人们第一次领略到磁浮列车快速、低噪、平稳的优点。其后，德国修建了一个既有高架也有地面路轨的长达31.5公里哑铃式的磁浮试验回路，列车空载最高时速达到450公里，载客时速420公里，平均时速度也有300公里。这条试验线已历经大风大雪的考验，安全运行了15年，累计67万公里的里程，也经历过长达1000公里以上连续运行的多次考验。有80万人次参观过这一试验线，有26.3万人次乘坐过这种磁浮列车。乘坐舒适，无振动，噪声小，急转弯时也感觉不到离心力。运行时能在12秒内换道岔，改变运行方向。在时速300公里时，噪声是78～80分贝，时速是420公里时，是90分贝，如下降到200公里/小时，那末和城市中一辆小轿车运行的噪声差不多。
上海成为第一个品尝磁浮铁路这个“螃蟹”的城市。2001年3月1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89亿元人民币的上海磁浮快速列车干线，西起上海地铁2号线的龙阳站，东至浦东国际机场，正线长约30公里，上下行折返运行，全线设两个车站。设计最大时速达430公里，单向行驶时间为8分钟。按设计水平，9节车厢可坐乘客959人，每小时发车12列，按每天运行18小时计，年客运量可达1.5亿人次。2002年12月31日上海磁浮列车示范运营线建成通车。

孤独的一修

日本磁浮列车研制
日本磁浮铁路的研制工作虽然比德国稍迟,但它另辟蹊径，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、速度高，由于悬浮高度达100～150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材料价格昂贵，投资规模较大。但日本认为，超导磁浮列车最有发展前途，于是坚持不懈地研究试验。当然，日本之所以要发展超导磁浮列车，地震多也是主要原因，100毫米的悬浮量，一般地震不至于影响运行。1962年日本开始进行基础研究，1972年在长220米和长480米的线路上进行运行试验。1977年7月建成1.3公里实验线,开始车辆做不浮起的低速运行试验,目的是检查施工质量,掌握制动、超导电磁铁、车辆控制装置、供电设备、信息传递装置等基本性能。1977年11月线路延长到3.1公里，开始进入中速试验阶段，车辆浮起，时速200～250公里，检查运行稳定性、车辆运动、走行阻力、供电性能以及车辆运行对环境的影响。1978年3月试验速度达到301公里/小时。1978年6月进入高速试验阶段，掌握高速运行时的各项性能,为下一阶段的超高速试验作准备。这个阶段的最高速度达到347公里/小时。1979年1月建成模拟隧道,开始试验通过隧道时隧道内外的空气阻力差、压力变化、微气压波的大小以及车体在隧道出入口的上下运动等。1978年8月全长7公里的试验线路全部完工,开始进行通过曲线和超高速运行试验。12月21日最高速度达到517公里/小时。至此,共两年半的期间,共进行3331次试验,运行里程达10778公里,基本上掌握了超导磁浮铁路的各种特性,为载人运行奠定了基础。1980年3月,日本又制定了为期三年的试验计划，改进了试验车，设计出新的MLU-001型磁浮车，其主要优点是车体高度降低，重心低走行稳定，空气阻力小；构造较简单，强度高，能承受较大的横向力；车辆的断面空间大，趋向实用等。1980年11月29日至1981年8月完成了单节车的走行试验。同年10月2日开始进行两节车联挂走行试验，走行时速为240公里，运行平稳。1982年9月2日，在宫崎县实验线进行了磁浮列车的载人运行试验。实验车由两节编组，有3人乘坐，共行驶5.9公里，最高时速达到262公里。
2000年山梨实验线磁浮列车更是创造最高时速552公里的世界新纪录。实验列车由5节车厢组成,乘客13人,总负荷为10吨重,两次行驶实验都跑出了每小时 552公里的速度。实验中心负责人表示,今后将进行耐久性实验和时速在500公里情况下的错车实验。

孤独的一修

中国磁浮列车研究
中国对磁浮列车技术的研究还处于初级阶段。1982年国防科技大学在国内率先开始磁悬浮技术的研究。十几年来，国防科技大学、铁道部科学研究院、西南交通大学、中国科学院电工研究所等单位通过对低速磁浮列车的悬浮、导向、推进等关键技术的基础性研究,初步掌握了低速磁浮稳定悬浮的控制技术。1989年，国防科技大学试制成长1.2米,宽和高各为0.5米,重量为110公斤的磁浮车实验模型。打开操纵开关,车体便自动悬浮起来,感应式直线电机驱动样车前进，速度为每小时36公里。1994年，西南交通大学又成功地进行了4个座位、自重4吨、悬浮高度为8毫米、时速为30公里的磁浮列车试验。此后，由铁道部科学研究院主持，长春客车厂、中国科学院电工研究所、国防科技大学共同研制的长为6.5米、宽为3米、自重4吨、内设15个座位的6吨单转向架磁浮试验车在铁科院室内磁浮实验线路上试验成功,并于1998年12月通过了铁道部科技成果鉴定。6吨单转向架磁浮试验车的研制成功,为低速常导磁悬浮列车的研究提供了技术基础,填补了我国在磁浮列车技术领域的空白。2001年1月3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。该车采用国产高温超导块材，底部3毫米厚的车载薄底液氮低温容器连续工作时间大于６小时，悬浮净高23毫米，加速度１米/秒，悬浮总重量530公斤，可载5人。

孤独的一修

三    世界铁路

孤独的一修

英国：铁路的故乡

1688年，英国的资产阶级发动“光荣革命”，宣告了资本主义制度的诞生。新的生产关系解放了生产力。手工工场日益精密的技术分工，使各个生产过程简单化到能够用机器代替手工劳动，使手工工人的技术趋于专门化，这都为机器的发明和应用创造了良好的条件。工业革命拉开了序幕。
工业革命首先是从纺织行业开始的。在纺织行业中，大机器生产逐步取得了主导地位。机器的发明和应用，蒸汽机应运而生，随后利用蒸汽机的原理制造出在公路上跑的蒸汽车，也就是后来的汽车。几十年后，能在轨道上运行的蒸汽火车头问世。
1825年9月27日，世界上第一条行驶蒸汽机车的永久性公用运输设施，英国斯托克顿——达灵顿的铁路正式通车了。在盛况空前的通车典礼上，由机车、煤水车、32辆货车和1辆客车组成的载重量约90吨的“旅行”号列车，由设计者斯蒂芬森亲自驾驶，上午9点从伊库拉因车站出发，下午3点47分到达斯托克顿，共运行了31.8公里。
斯托克顿——达灵顿铁路的正式开业运营,标志了近代铁路运输业的开端。铁路以其迅速、便利、经济等优点，深受人们的重视。在它的发源地英国自不必说，修筑铁路成为最热门、最时髦的事情。19世纪50年代是英国铁路修建的高潮时期，1880年主要的线路基本完成，1890年全国性铁路网已形成，路网总长达32000公里。

孤独的一修

美国：铁路最多的国家

美国铁路营业里程居世界第一位，现有本国铁路260423公里，其中一级铁路为212742公里，轨道延长里程为354813公里，另外还有美国拥有使用权，非本国在国内修建的铁路23112公里。   
美国于1830年5月24日第一条铁路建成通车，全长21公里，从巴尔的摩至埃利州科特。19世纪50年代，筑路规模扩大，80年代形成高潮。从1850～1910年的60年间，共修筑铁路37万余公里，平均年筑路6000余公里。1887年筑路达20619公里，创铁路建设史上的最高纪录。1916年，美国铁路营业里程达到历史上的最高峰，共408745公里。但此后，由于其它运输方式迅速发展等原因，不断拆除和封闭线路，铁路线路长度不断缩减。铁路一度被称为“夕阳产业”。  
美国铁路网由6条横贯东西、十多条连络南北和十多条由东北向西南的主要干线以及大量的支线和地方线所组成。
美国的现有铁路中，阿拉斯加铁路由州政府直接管理，全国铁路旅客运输公司（AMTRAK）为联邦政府直接经营管理，联合铁路公司为联邦政府与私人投资独立经营，其他铁路都由私营铁路公司经营。私营铁路公司最多时有6000多家，而后在竞争中或合并或破产，减少到几百家。
美国政府为扭转铁路运输业的困境，进行了许多改革。如，1976年国会通过了铁路复兴和管理改革法。对铁路运费实行部分自由化，对一些铁路公司进行改组或合并，建立铁路更新改造资金和债务保证基金，对无利润的地方铁路线由政府拨给资助款等。该法的执行使美国铁路系统在设备、运营和财政等方面有了一定的改观。
1980年，国会又通过了斯塔格斯铁路法。该法把市场竞争作为铁路运价和业务的最有效调节者，在管理上放宽对铁路的控制，给予铁路行业一定程度的自由，以便它能在运输市场中自由地经营。如，铁路可以自由地调整运费以应付竞争，同货主签订运输合同，对驮背运输免税等，使铁路行业财政得到改善，竞争能力得到提高。目前，铁路行业的市场占有率己停止下滑，铁路正在走向复兴。

孤独的一修

部分国家修建第一条铁路的时间表
序号 国 家 修建时间 序号 国 家 修建时间
1 英国 1825
2 美国 1830
3 法国 1832
4 比利时 1835
5 德国 1835
6 加拿大 1836
7 俄国 1837
8 奥地利 1838
9 荷兰 1839
10 意大利 1839
11 瑞士 1844
12 西班牙 1848
13 秘鲁 1851
14 印度 1852
15 澳大利亚 1854
16 南非 1860
17 日本 1872
18 中国 1876

孤独的一修

目前世界上铁路总长及各洲的分布

目前，全世界117个国家和地区拥有铁路约120余万公里，其中美国铁路20多万公里，俄国铁路10多万公里，中国铁路突破7万公里，印度、加拿大的铁路6万多公里。其他如法国、德国4万多公里，阿根廷3万多公里，日本、意大利、墨西哥、巴西、波兰、南非等2万多公里，英国、西班牙、瑞典、罗马利亚等1万多公里，4000公里以上的有澳大利亚、匈牙利、新西兰、奥地利、芬兰、智利、古巴、挪威、保加利亚、比利时、巴基斯坦、土尔其、朝鲜、印度尼西亚、伊郎、埃及等。
分布在各洲的比例大约为：美洲36．8%，欧洲34．2%，亚洲17．5%，非洲7．5%，大洋洲4．0%。

孤独的一修

世界铁路的发展趋势


铁路作为陆上运输的主力军，在长达一个多世纪的时间里居于垄断地位。但是自本世纪以来，随着汽车、航空和管道运输的迅速发展，铁路不断受到新的浪潮的冲击。
为了适应社会和经济发展的需要，适应货主和旅客——安全、准确、快速、方便、舒适的要求。各国铁路纷纷进行大规模的现代化技术改造，同时改革运输组织工作，积极采用高新技术，在重载、高速运输和信息技术方面取得了新的突破，再加之现代管理和优质服务以及铁路的区域联网、洲际联网，使铁路增添了新的活力，在陆上运输中仍继续发挥着骨干作用，在现代化运输方式中占着重要的地位。
各国铁路客运发展的共同趋势是高速、大密度，扩编或采用双层客车。采用动车组和电力机车牵引旅客列车是实现客运高速化的重要条件。轻轨交通将倍受青睐，因为它是改善城市交通环境、最富有生命力的一种交通工具；市郊铁路与地下铁道、轻轨铁路紧密合作，共线、共站，共同组成大城市的快速运输系统，这是各国解决人口密度较大地区客运繁忙的有效措施。在未来的铁路发展中，大城市快速运输系统将同全国铁路网连接，紧密配合，形成客运统一运输网。
在货物运输方面，集中化、单元化和大宗货物运输重载化是各国铁路发展的共同趋势。重载单元列车是用同型车辆，固定编组、定点定线循环运转，首先用于煤炭运输，后来扩展到其他散装货物，对提高运能，减少燃油消耗，节省运营车、会让站、乘务人员等都有显著效果，经济上受益很大，如美国铁路货运量有60％是由单元列车这种方式完成的。俄罗斯曾试验开行了重量为43407吨的超长重载列车，列车由440辆车组成，全长6．5公里，由4台电力机车牵引，情景十分壮观。
铁路现代化的目的是为了快速而准确地运送旅客和货物。 安全、迅速、节省包装，简化手续，明显的经济效果促进各国集装箱运输的发展，发展的趋势是大型化、标准化。
现代铁路的列车性能已趋于能源和维护费用的极限。旅客列车的速度受到安全的约束，货物列车的重量也已达到桥梁和线路的活载极限。铁路的软件革命即改进管理与控制，可使铁路的技术设备发挥更高效能。由电子计算机、光导纤维、数字技术构成的信息系统，将改变传统的通信、信号两个领域的关系。发展的趋势是以计算机联锁，取代目前的电气—机械联锁。另外，自动排列进路，可使密集列车运行作业最优化，并使调度员摆脱人脑速度和能力的限制。
在电气化铁路上，采用最高用电量控制技术，即在峰值时，可自动地暂时切断采暖等用电，以保证正常牵引用电。目前，日本及西欧各国大部分电气化铁路都采用了远动系统。这种系统的发展过程是：从有接点的继电系统，到无接点的半导体电子系统，直至电子计算机控制系统。
在硬件方面，各国都在加强铁路机车车辆的技术改造。随着内燃机车代用燃料的出现，对传统内燃机车发动机重新优化已成必然，目前，大部分电力机车采用直流串励电动机，这种电机尽管有良好的牵引特性，但易发生空转。采用交流电力机车已是发展方向。
对于货物车辆来说，除采用大型货车外，在降低货车自重，提高轴重或增加轴数等方面下工夫。对于客车来说，为了达到高速化的目的，重在发展轻型化车辆。转向架的结构、车体的结构都在向轻量化发展。
随着新材料的不断涌现，耐大气腐蚀的耐候钢、热镀锌钢板等金属材料，玻璃钢、泡沫聚氨酯、合成纤维布等聚合材料以及精密陶瓷材料，还有光导纤维、超导材料都逐步在铁路机车车辆、集装箱、线路、隧道、桥梁、通信以及接触网等各方面被普遍采用。
可以预见，随着高新技术的发展和应用，铁路将重新焕发青春。

孤独的一修

四    中国铁路运输

孤独的一修

a 重载运输

中国铁路重载运输

中国铁路重载运输的发展，大体上可归纳为：通过两种途径，经历了三个阶段和采用三种不同的运输组织模式。所谓两种途径就是新建大能力、高标准的重载列车运输专线和有计划地对既有线进行配套改造同时并举。经历三个阶段和采取三种运输组织模式，即第一阶段自1984年至1990年，主要为改造旧线，开行组合式重载列车。选择了晋煤外运通道的丰台—沙城—大同线和北京—秦皇岛线为试点，开行固定式组合式重载列车。采用内燃机车双机牵引7400吨，使用缩短型敞车和装有配套技术的新型车辆。根据货流的特点，采取了固定车底、固定机车、固定发到站、固定运行线，从大同西站出发直达秦皇岛东站，卸车后原列空车返回，进行循环拉运。在山海关至沈阳间试验开行“非固定”的7000吨组合式重载列车、在石家庄至德州和石家庄至济南间开行“非固定”式组合列车，以后又在平顶山至武汉间双机牵引6500吨、在徐州北至南京东间双机牵引7000吨～8000吨的组合列车。组合式重载列车对扩大晋煤外运数量，缓解沿海繁忙干线能力紧张，促进国民经济的发展作出了重要贡献。第二阶段自1990年至1992年，新建大同至秦皇岛铁路运煤专线，开行单元式重载列车。大秦铁路是借鉴加拿大、澳大利亚等国开行重载单元列车的经验，在国内新建的第一条双线电气化重载运煤专线，全长653公里。1988年试验开行了单机牵引6000吨，双机牵引10000吨单元式重载列车。1992年底正式开行列车重量为6000吨和万吨的单元列车。第三阶段为1992年以后，对沿海繁忙干线逐步进行改造，开行整列式重载列车。1992年8月6日在徐州北至南京东间，利用两台内燃机车牵引64辆货车，总重5134吨， 8月12日在石家庄至郑州北间由两台北京型机车牵引65辆货车，总重5119吨，两线均试验成功。实践说明，只有因地制宜，不拘一格，综合采用不同重量级别，不同组织形式的重载列车，才能最大限度地提高列车平均牵引重量，取得最佳的经济效益。

孤独的一修

铁路重载运输模式

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：
单元式重载列车——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个运输“单元”，并以此作为运营计费的单位。机车操纵采用无线遥控同步运转系统，运送的货物品种单一，在装、卸站间往返循环运行，中途列车不拆散，不进行改编作业，机车车辆固定编挂位置，车底固定回空，两端车站装卸设备配套，是装、运、卸“一条龙”的运输组织形式。
在路网规模大、行车密度小、货运比重大、运能较富裕的美国、加拿大、澳大利亚等国，组织开行从装车地到卸车地之间的重载单元列车，通过货物集中发送、快速装卸、加速机车车辆周转来降低成本，从而获得较大的效益，提高了与其他运输方式的竞争能力。美国的重载单元列车，牵引总重在10000吨以上，是名副其实的万吨列车，并曾创造总重达44066吨的世界最高纪录。
组合式重载列车——是由两列及其以上同方向运行的普通货物列车首尾相接、合并组成的列车。机车分别挂于各自的货物列车首部，由最前方货物列车的机车担任本务机车，运行至前方某一技术站或终到站后，分解为普通货物列车。它实质上是在线路通过能力紧张的区段，利用一条运行线行驶两列及以上的普通货物列车的一种扩大运输能力的方式。
前苏联铁路是客货混用，列车数量多、行车密度大，运能与运量的矛盾比较突出，为扩大运输能力、挖掘现有设备潜力，即组织开行超重、超长列车或组合式列车，并成功地试验开行了总重43047吨的重载列车。
整列式重载列车——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合编组，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，中国繁忙干线上开行的重载列车主要为这种模式。

孤独的一修

大秦铁路——我国第一条重载单元铁路

1983年9月，国务院为增加晋煤外运通道，作出了修建大（同）秦（皇岛）铁路的重大战略决策。大秦铁路建设同以往的铁路建设相比，有两个显著特点：它瞄准国际先进水平，选择重载（开行万吨列车）、单元列车（品种单一不混装，循环运输不解体）的运输方式，占领制高点，一举达到80年代现代化先进水平。它是一项庞大复杂的系统工程，要求路、港、矿、电综合规划；装、运、卸能力配套。
这项系统工程以大同、雁北、忻州地区18个煤炭集运站为龙头，以西起大同韩家岭，东至秦皇岛的653公里长的大秦铁路为龙身，以秦皇岛港三期煤码头为龙尾，自1985年起全面开工，历时8年，至1992年底基本配套建成。
大秦铁路作为我国第一条现代化的重载铁路，瞄准80年代国际先进水平，广泛吸收和引进国外先进技术。
在土建工程方面，路基质量达到我国目前最高标准。一期工程荣获1991年国家优秀设计金质奖、优质工程金质奖。
在装备方面，大秦铁路重载列车成套设备，多数达到了国际80年代先进水平，填补了国内空白。
在牵引动力方面，为适应集运站不停车连续装煤要求，研制成功优于国际同类产品水平的机车低恒速控制装置，电力机车以每小时0.8公里的速度通过储煤仓下，边走边装，走过装完，装一节60吨车皮仅用29秒钟，装一列万吨列车只需两小时。
在运煤车辆方面，开发研制成功装备转动车钩的C63型运煤专用敞车。
在通信信号方面，采用光缆数字综合通信系统，全线实现了光纤通信新技术；研制成功具有中国特点的微机化调度集中系统，提高了行车安全的可靠程度
在1991年3月召开的国家重大技术装备表彰大会上，“大秦铁路万吨级重载单元列车成套设备”荣获特等奖；在同年9月召开的国家“七五”科技攻关总结表彰大会上，又获成果奖。它为我国重大装备的国产化和铁路建设提供了新经验。
大秦铁路具有重（开行重载单元列车）、大（大通道、大运量）、高（高质量、高效率）特点。有关专家认为，从大秦铁路的线路质量与装备看，已具备年运煤一亿吨的能力，而且潜力很大，配套完善后将来运能可以超过一亿吨。

孤独的一修

b  铁路运输组织现代化

中国铁路信息化建设

自1975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，逐步发展，特别是TMIS等系统建设以来，铁路信息化建设已经初具规模。主要体现在以下几个方面。

    建立了一支全路统一管理的信息化队伍。各铁路局、铁路分局分别成立了电子中心和电子所，业务上都由铁道部电子中心归口管理。按照2000年的统计，人员总数达到2000多人，80％以上为大专以上毕业生，人员素质较高。在主要站段建立了电算室，承担基层信息系统维护、管理工作，业务上由分局电子所指导。已经形成的这支从部到局到分局到站段的全路电算系统，承担起了全路信息系统建设的研发、实施、投产和维护管理任务。

    建立了覆盖部、局、分局和主要站段的计算机网络。现在全路已有大、中、小型计算机1600余台，微型计算机近10万台，在部、局、分局、主要站段均建立起了内部的计算机网络，并通过光缆互相连接，形成了覆盖全路的4级计算机网络，为铁路信息化建设提供了基本的网络平台，在国内处于领先水平。

    铁路计算机应用达到一定水平。铁路计算机从简单的单机应用，以18点报告为代表的统计项目，逐步发展到今天涉及了全路各部门，覆盖了运输和车辆、机车、工务、电务、财务、统计、办公等铁路各系统，功能深入到铁路运输生产内部环节的全路全网型实时性系统。尤其是TMIS建设以来，确报、货票、车站系统、货运营销与生产管理、客票系统、自动抄车号、局间分界站货车使用费清算、客运清算等系统陆续投入使用。此外，已投产或部分投产的项目还有DMIS、财务信息系统、统计信息系统、机务信息系统、办公自动化系统、工务信息系统、机车维修管理系统、车辆维修管理系统、电务设备管理信息系统、综合部门的管理信息系统等。  

    为了适应铁路体制改革对信息系统建设的需求变化，在按照原设计范围完成工程建设的同时，开展更深层次的信息综合应用，满足铁路改革、管理、营销方面新的要求。

    货票系统是TMIS重点工程之一，全路设计制票站数1211个，实现微机制票的有2557个，其中l770个制票站完成软件升级，实现全路制票软件的统一，联网站实现货票信息自动上报，非联网报告站的货票信息通过247个车务段收集上报，进一步提高了货票信息上报的完整性、及时性和准确性。并开展货票信息综合应用，为利用货票信息开展货运清算作准备。

　　车站综合管理信息系统的推广是TMIS工程中工作量最大的任务。全路49个编组站全部建成信息系统；95个大型区段站，36个大型货运站，136个中型区段站，267个中型货运站，130个小型区段站，923个小型货运站，逐步建成信息系统。

    调度系统已在部分铁路局试运行，准备向全路推广。

    ATIS局间分界口、分局间分界口车号信息系统已记录有43万多辆部属车和7万多辆企业自备车的动态信息。今后要利用ATIS信息实现车辆、列车、机车和集装箱的动态追踪，进而实现相关的查询和综合统计应用。随着ATIS地面设备的加密，逐步提高追踪精度。

    TMIS对货物从提报计划开始，一直到货物交付，实现货物和车辆的实时信息追踪，是铁路运输信息化的核心。DMIS对列车从编组开始到解体，实现从运行轨踪、到发时分的实时追踪和指挥。DMIS的优势在于行车到发的自动采点和调度监督，TMIS的优势在于信息完整和综合应用。将这两个系统在确保安全的前提下，以优势互补和信息共享为目标进行结合，充分发挥信息系统的整体功能，逐步在全路推广应用。

　　随着铁路改革的深入，运输组织已发生很多变化，对信息系统的需求相应改变。宽带网、数据库、Internet等先进技术日趋成熟，TMIS许多单项系统的建成，使更深入的应用成为可能。铁道部适时组织技术人员对原TMIS建设方案进行了调整。主要内容有3个方面：一是按照运输组织变化的要求，把原始信息由站段直接报中央系统，改变为原始信息层层落地，并在铁路分局、铁路局、铁道部3级建立数据库；二是为发挥系统综合效益，在站段、铁路分局、铁路局、铁道部4级对原各单项系统进行整合，开展信息综合应用；三是把铁路计算机网络分为生产网、内部服务网、外部服务网，相互间采用防火墙或动态隔离技术，保证网络安全。

　　货票信息3级建库软件升级和综合应用软件分铁路分局、有分局路局、无分局路局、铁道部4种模式，包括7个应用主题，功能涉及查询、在线分析、浏览等，内容涵盖货运、财务、统计等多方面。铁道部已完成4000多万批货票数据的模拟试验，并成功进行系统切换。自动抄车号分界口系统投产后，运行日趋稳定，货车使用费清算系统已投产，自动抄车号信息的综合应用也已开展，并在办公信息网上提供了部分查询功能。

    随着TMIS建设工作的进展，在铁路计算机网络上传输的信息量也越来越大，在“全路IP地址规划和分配方案”、“TMIS网络调整方案”、“TMIS通信结构调整方案”的基础上，铁路计算机网络IP地址统一及网络整合的试点已取得阶段成果。要把铁路计算机网络分为生产网、内部服务网、外部服务网，相互间采用防火墙或动态隔离技术。规范网络管理，对整个网络进行不间断的网络监控，保证网络安全。

    TMIS许多单项工程相继建成投产，已经进入综合应用阶段，信息的规范化是开展信息综合应用的前提，基础代码统一与集中维护是一个重要方面。目前，已经完成基础代码维护软件的开发和车站、分局、路局、铁道部4级基础数据库远程复制的试验，已将全路统一的站名字典、品名字典在网上发布，从组织上解决了基础数据归口管理、分工负责、统一发布等问题。逐步建立全路基础代码统一维护机制，制定维护规范，保证信息的规范化、标准化。

孤独的一修

铁路运营管理信息系统

铁路运营管理信息系统，简称ROIS，是铁路运营部门大型、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。它包括运输管理信息系统、机务管理信息系统、供电给水管理信息系统、车辆管理信息系统、工务管理信息系统、电务管理信息系统、计划管理信息系统、财务管理信息系统、运输成本管理信息系统、统计管理信息系统、物资管理信息系统、工业管理信息系统、基建管理信息系统、人事管理信息系统、劳资管理信息系统、科技管理信息系统、教育管理信息系统等。这些信息系统以运输管理信息系统（TMIS）为核心，建立在铁路共用数据网上。

孤独的一修

铁路运输管理信息系统──TMIS


铁路运输管理信息系统（TMIS）主要包括确报、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。简单地说就是通过建立全路计算机网络，将全路部、局、分局、主要站段的计算机设备联成一个整体，从而实现对全路近50万辆货车、1万多台机车、2万多列列车、几十万个集装箱及所运货物实施追踪管理。计算机系统可以随时提供任何一辆货车、一台机车、一列列车、一个集袋箱及所运货物的地点及设备的技术状态，并预见它们3天内的动态变化，随时提供车流的动态变化情况，特别是预见编组站、分界口、限制口的车流变化，从而为铁路系统运输指挥人员提供及时、准确、完整的动态信息和决策方案，同时也为货主服务。
铁路走向市场需要两个基本条件：一是转换经营机制，充分发挥基层的经营活力；二是要有适应市场变化的能力，提高对客户的服务质量。在TMIS建成之前的铁路运输犹如一个“黑洞”，车辆、集装箱和所运货物，一经发出就不容易知道在何处，直到到达目的地后才从“黑洞”中冒出来，这种服务质量远不能满足市场经济的需要。有了TMIS，这种状况将得到彻底改变，它可以提供车辆、集装箱和货物的实时查询。
中国铁路所承担的巨大运量，决定了中国铁路运输管理信息系统将是世界铁路中最复杂、最庞大的运输管理系统。TMIS的总体结构由4部分组成：
信息源部分
TMIS采用集中建库与分布处理相结合的模式，完成中央数据库系统，站段系统，铁道部、铁路局、铁路分局应用系统，计算机通信网络系统的建设。中央数据库通过中央系统直接经铁路专用通信网，从编组站、区段站、货运站、分界站、车务段、机务段、车辆段等2200个联网报告点（非联网报告点向车务段或分局上报）等收取列车、货车、机车、集装箱、货票等实时信息。这些站段的信息系统除了向中央系统报告信息之外，还承担处理本站段的业务。
中央处理部分
在铁道部建立中央处理系统，实时收集信息源点的信息并进行处理，建立实时信息库。实时信息库包括以下主要文件：车辆文件——按车号存储50万辆车的每一辆车的基本信息和实时动态信息，实现车辆追踪管理。机车文件——按机车号码存储每台机车的基本信息和动态信息，实现机车实时追踪管理。列车文件——按车次存储每列列车的组成信息和动态信息，实现对列车的实时追踪管理。车站文件——按主要站存储车站现车信息，实现现在车的实时管理。货票文件——实时收集每辆重车的货票摘要信息和按日收集整个货票信息，实现货票信息共享，与车辆追踪系统配合，实现货物追踪管理。集装箱文件——按箱号存储每个集装箱的基本信息和动态信息，实现集装箱的追踪管理。按用户需求实时或分阶段向铁道部、铁路局、铁路分局及站段发送，实现节点式实时追踪管理，为全路各级运输生产人员提供及时、准确、完整的信息和辅助管理决策方案，以实现均衡运输,提高运输能力和效率,提高运输管理水平。
应用系统部分
铁道部、铁路局、铁路分局及主要站段从中央处理系统获得有关信息并开发各自的应用程序，从而实现对车辆、列车、机车、集装箱及所运货物的实时追踪管理，实现货票信息、确报信息全路共享，实现现在车和车流推算信息自动化，有预见的组织车流以及实现日常运输统计自动化。
车辆信息系统。由于系统建立车辆技术履历并使车辆编号规范化，可实现车辆的精确管理。系统将使全路138个车辆段、23个工厂、13个车辆处调度与铁道部联网，由部车辆局通过网络统一分配车号，更新车号后车辆的详细履历可通过网络传到部车辆履历库。此系统可帮助用户迅速查询到车辆的各种信息，运输部门可利用此系统实现车号自动识别。
确报系统。系统目标是使车站信息系统自动生成确报，通过计算机网络传递，以取代电报确报。由此可撤消全部确报所，节省电报员约4000人。并可扩大运输生产所需要的确报点，彻底解决确报不及时、不准确、不完整的问题。
货票系统。全路可实现微机制票并联网，建立分局、铁道部货票信息库，进行货票交换，使货票信息价值得到综合利用，最终实现取消货票甲、乙、丙联，实现车长不带货票。
铁路运输计划信息系统。系统将1500多个主要货运站和车务段与铁路分局、路局、铁道部联网，并将主要货主引入网络，通过网络随时接收货主要车计划表。建立分局（局）货源数据库，同时收集到铁道部建立全路货源数据库，铁道部根据货源数据库下达装车轮廓计划，分局根据轮廓计划做到随到随批，最后用装车实际来考核计划和修改货源数据库。
部、局运输信息系统。实现对部、局18点信息进行收集、处理、查询及台帐编制，自动形成部、局日班计划，对全路运输信息的处理及实时查询。
分局调度综合信息系统。将货运工作日班计划、列车工作日班计划、机车工作日班计划和列车运行辅助调整通过局域网形成自动编制和调整的一个整体，彻底解决分局调度手段落后状况。
站段信息系统。编组站、区段站、货运站、分界站、车务段等的现车管理系统、货运管理系统、集装箱管理系统等相关内容的应用，既解决站段管理又更好地为TMIS提供数据源，它是TMIS建设成败的关键。
网络部分
建立全路数据通信网，将上述三部分联成一个整体，实现信息的交换和共享。  
TMIS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，为决策支持系统提供方案。

孤独的一修

铁路调度指挥管理信息系统——DMIS

我国铁路运输调度指挥管理是以行车调度为核心，实行铁道部、铁路局、铁路分局三级调度管理的体制。为适应现行的调度管理体制，并考虑到长远发展，铁道部调度指挥管理信息系统（DMIS）设计为四层网络体系结构。
最上层是部调度中心运输调度管理系统，是DMIS的核心。它与１４个铁路局调度中心远程连接，进行信息交换，并建立全路各专业技术资料库。部调度中心能获得各路局分界口、重要铁路枢纽、主要干线等的运输状况和调度监督等实时信息；同时还与TMIS及其它系统网络互联，在获得大量运输管理信息的基础上为铁道部领导的决策提供真实可靠的信息，实现调度指挥工作的现代化管理。
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度中心的所有功能。
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。由于铁路分局不仅是一个管理层，同时也是直接调度指挥行车的指挥层，因此铁路分局调度中心不仅要完成基层网信息的汇总、处理和标准化，给分局各级调度提供监视的同时，并按要求将基层信息通过专线传送到上层路局调度中心。而且，随着铁路运输和信号技术装备的发展，分局调度中心还应具有对管辖范围内的信号设备集中控制的能力。
最下层是基层网，主要包括车站联锁系统、区间闭塞系统、调度监督系统、无线车次号自动校核系统、车站值班员终端设备等等。
DMIS是提高运输效率确保行车安全的重要手段，实施DMIS工程建设是铁路行车调度指挥现代化的必然要求。DMIS利用无线车次号自动校核系统自动输入、自动校核列车车次号，利用列车占用和出清轨道电路，自动、准确地采集列车到达、出发和通过时分，自动填写车站运统二，在分局调度所自动生成列车实际运行图和阶段调整计划，并在调度台上实时显示区段内进路排列情况、信号设备的运用情况和所有列车的实际运行情况，具有高度的真实性和实时性。DMIS不仅仅是为了把调度员、车站值班员从繁重落后的手工劳动和接听电话中解放出来，其根本目的是为了进一步解放生产力，发展生产力，挖潜提效，向调度指挥要能力，要安全，要效益，以进一步提高运输调度指挥在激烈的市场竞争中的适应能力。      
实现DMIS自动报点、正晚点统计、交接车统计、自动生成列车运行调整方案、调度命令自动下达、车站行车日志自动填写等全部功能的核心是车次号的自动输入和自动校核跟踪。围绕这一关键技术组织了系统攻关，主要内容包括三个方面：一是重点组织了对无线车次号校核系统方案的攻关，在总体组和有关工厂、铁通、机务、电务部门的共同努力下，使无线车次号校核系统按期完成，正确率达到了100％，为DMIS实现全部功能奠定了坚实的基础。二是在无线车次号校核系统成功实施的基础上，对铁路局和分局的DMIS系统进行了完善。在路局主要实现列车运行正点率的自动统计和实时显示；列车运行密度的自动统计和实时显示；重点列车追踪；区间和车站行车及进路的实时监视及准确实时掌握基层列车运行计划；在分局主要实现列车车次号自动跟踪和无线车次自动校核；实现区间和车站透明；调度命令、日班计划通过网络自动下达；列车运行自动采点；行车日志自动生成；列车实际运行图自动生成；列车运行方案实时调整和网络下达；分界口透明显示和统计分析；列车早晚点自动计算与部分运输指标自动统计；站场实际状态、列车运行实际状况历史再现。完成了部中心局域网的安装、调试并实现了部中心与铁路局DMIS中心的联网，实时接收有关车站、区间以及分界口的列车运行实时信息；完成了路网图和部分局间分界口计划运行图等各种技术资料的查询显示功能；建立了运输技术资料库；建成了气象信息管理系统等等。
DMIS是个庞大的系统工程，其基层网直接连接各车站和区间的信号设备，为确保行车安全和网路运行安全，DMIS必须做到自成体系、安全运行，同时要做好与TMIS的接口标准和界面分工，要做到资源共享、优势互补；各局DMIS工程按照铁道部的总体目标平衡发展；加强对DMIS通信通道的建设和管理，确保传输的端口、通道速率、通信质量和冗余手段的需要；加强硬件配置，进一步优化系统，提升档次，车站值班员终端设备必须双机热备，以满足DMIS高安全、高稳定、高可靠的要求；要确保网络安全，防止网络瘫痪和中断，防止网络洩密，杜绝网络间的自由互访；编制统一的用户手册和维护管理办法，切实做好对行车调度人员和电务维护人员的技术培训，确保用好、管好设备。
DMIS工程建设的总体目标是：建成覆盖14个路局、33个分局、27条主要干线和51个局间分界口的全路DMIS网，为行车调度指挥现代化奠定坚实的基础。
　

孤独的一修

c  铁路智能运输系统

铁路智能运输系统的特点

与传统的铁路运输系统相比，铁路智能运输系统的特点体现在：

　　智能性——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。列车通过车载计算机的控制可以在无人干预或较少人工干预的前提下实现自动启动、运行及停车，并能自动判别及遵守来自固定设施、邻近车辆的约束。线路可在路旁设备的控制下识别经过车辆的特征，根据其特征向列车及控制中心发送相应信息或进行相应处理。还可对列车流进行调整，增加运输密度，提高线路通过能力。控制中心可对固定设施和移动设施的状态进行实时监控，基于知识库提供维修、故障的预防和处理的智能决策支持，同时自动完成调度、营运管理及信息服务的功能。

　　高效率、高安全、高品质服务特性——在铁路智能运输系统中，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等实现铁路运输的高效性。其次通过智能化紧急救援与行车安全监控等的建设实现高安全性。最后通过智能用户导航、综合运输、电子商务等的建设为用户提供高品质的服务。

　　综合性——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。例如采用先进的智能技术、计算机技术等建立综合调度中心实现运营管理、行车指挥的综合化等。

　　协调性——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。而在传统的铁路运输系统中人、车辆、线路之间的信息交互往往是单向的、不充分的。

孤独的一修

铁路智能运输系统的发展

尽管有关铁路智能运输系统的概念是最近几年才提出的，但发达国家有关铁路智能运输系统范畴的研究已有40余年的历史了。且在综合运营管理、列车运行自动控制、电子付费、紧急救援、安全监控等方面取得了很多成就。如欧洲的铁路运输管理系统ERTMS/ETCS、日本的列车运行管理系统COSMOS、CARAT，美国的ATCS及ARES等。21世纪以来随着ITS研究的深入开展，一些国家开始认识到基于已有工作基础从总体上规划铁路智能运输系统的重要性，RITS的概念及其体系框架的研究开始引起关注。在日本提出了轨道领域的ITS——CyberＲail系统、我国台湾提出了智能铁路系统——IRS。
我国铁路信息化建设始于20世纪80年代末，经过20多年的发展在TMIS、DMIS、PWMIS、ATIS、客票发售和预订系统等开发及应用方面取得了显著的成绩。但是，实现我国铁路跨越式发展的最佳途径是发展RITS，这对提高中国铁路的竞争力、加速实现铁路运输的现代化具有十分重要的战略意义。