現代高速列車智能化技術及其發展趨勢
交通科技
作者：周紀超 穆俊斌
摘要：文章介紹了現代高速列車的智能化技術，包括智能化網絡監測保護、故障處理的自動化引導、智能化旅客信息服務係統、智能化運營控製、智能化維修技術，最後闡述了現代高速列車智能化的發展趨勢。
關鍵詞：現代高速列車；智能化技術；網絡監測保護；故障處理；旅客信息服務係統；運營控製 文獻標識碼：A
中圖分類號：TN929 文章編號：1009-2374（2015）23-0120-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.061
20世紀90年代以來，鐵路在世界範圍內再度全麵振興，高速鐵路的發展就是其中最主要的標誌之一。近代高速鐵路核心的高速列車，在克服了高速帶來的一係列技術難題之後，得到了迅猛發展。國際上高速列車的發展方向是在不斷提高列車運行速度的同時，更加注重列車智能化的發展，現代高速列車的智能化是一項重要的技術指標，也是鐵路現代化水平的重要體現。
在高速列車研製上，國內已經具備並引領高速列車研製的能力和水平。但列車要在高速下持久的運行，首先要解決安全問題，因此需要實時地掌握列車的運行狀態，這可通過高速列車的智能化技術來實現。
1 智能化網絡監測保護
1.1 智能化網絡監測保護係統的特點
智能列車狀態實時動態監測是用於高速列車安全評估、服役性能評估和可靠性評估的動態數據獲取手段。具有以下顯著特點：（1）具備車載感知網，包括物聯網和傳感網；（2）具備係統性更強、監測對象更多的動態數字化平台；（3）將動態數字化平台無縫植入高速列車，實現智能高速列車全壽命狀態監測。
1.2 車載智能網絡監測保護係統
高速列車車載智能網絡的建立，實現了將傳感網、物聯網與列車控製網絡的多網融合，形成了動態數字化平台，對列車運行狀態、各關鍵部件進行實時、完備、準確的監測，形成了列車智能網絡監測保護體係。
2 故障處理的自動化引導
智能列車通過車載數據處理中心實現故障處理的自動化引導。
2.1 在智能列車上配備車載數據處理中心
車載數據處理中心采用貫穿全列的快速以太網，融合傳感網、物聯網、車載控製網等多個子網的信息，為智能列車提供數據整合、診斷評估、數據存儲、數據傳輸等多項服務，能夠實現更多重要部件的狀態感知和信息標識。通過車載數據處理中心，智能列車能夠綜合監控牽引、製動、輔助電源、空調、高壓、轉向架等多個係統，並對監測數據進行存儲、管理。對數據進行初步處理和分析，及時給出麵向應用的各種結果及故障信息，為車上維護人員提供故障處理的自動化引導。車地網絡彙聚係統實現列車與地麵之間的數據交換，使地麵專家實時掌握列車狀態，並對車上維護人員進行故障處理指導。
2.2 對列車狀態進行實時監控與預警
（1）狀態顯示及報警：對影響運行安全、乘客舒適度的狀態進行顯示；（2）數據分析：對實時數據進行分析，辨識列車運行異常情況；（3）異常預警：根據技術規範及安全標準對列車運行狀況進行評估，對可能出現的異常情況進行預警及應急處理。
2.3 在智能化列車上配備車載人機界麵
將設備狀態參數的物理量及其變化過程映射到三維空間並顯示，以三維可視化的方式代替部分傳統方式展現列車狀態，以便司機、隨車機械師快速了解列車狀態。依據報警條件及報警內容的不同，對於狀態參數存在異常的設備，采用不同方式予以報警顯示。實現基於嵌入式數據庫的電子手冊，建立了基於嵌入式的三維可視化平台，實現相關子係統、設備的功能、工作過程、性能參數、操作方法的展示。
3 智能列車旅客信息服務係統
為了向旅客提供及時、準確、周到、方便、個性化、多樣化的信息服務，並以此提升旅客對鐵路服務的信任度和滿意度，各國的鐵路運輸企業十分重視麵向旅客的信息服務工作，積極采用先進的技術手段和裝備，建立智能列車旅客信息服務係統。
3.1 係統功能
智能列車旅客服務係統給旅客提供了更加方便快捷的服務，係統主要包括旅客信息服務和乘務管理服務兩大部分。
3.2 關鍵技術
（1）旅客服務資訊交互平台。實現多元服務信息的交互與融合技術，設計服務信息管理和檢索機製，實現多元服務信息的靈活快速交互；研製麵向乘客、乘務人員等不同用戶、位於高速列車不同位置的旅客服務終端，便捷、直觀地向旅客提供各種服務信息。（2）電子票務服務與出行決策支持。建立包含時刻表、列車運行動態等信息的地麵支持係統，並將該係統與電子客票係統相連，實現旅客服務資訊交互平台與地麵支持係統的雙向互聯技術，提供車載實時的電子票務服務和出行決策支持。（3）寬帶互聯網與移動通信網接入。實現列車在高速運行條件下寬帶數據傳輸和數字語音信號傳輸的實時性與穩定性，建立車載互聯網服務平台和移動通信網接入平台，為旅客定製列車娛樂、資訊、互聯網接入以及移動通信等個性化服務。