湖南省长沙市雨花区中意一路中铁建电气化局集团第四工程有限公司 湖南省长沙市 410000
摘要：道路交通工程项目迅速发展，高速铁路作为当前重要的交通项目迅速在全国范围内建设起来。高速铁路正常运行需要借助信号系统智能技术，通过进一步提升高速铁路信号系统的智能化能够将运输能力、服务水平，同时还能够有效降低运营成本。对于高速铁路信号系统来讲，智能技术是当前的应用潮流，通过利用智能技术更好的实现高速铁路信号系统完善和发展。对于高速铁路信号系统，当前智能技术主要包括智能调度指挥、列车自动驾驶、电务大数据和智能运维等等，利用这些技术更好的实现高速铁路运行。基于此，文章就高速铁路信号系统智能技术的应用及其发展展开论述。
关键词：高速铁路；信号系统；智能技术应用；发展
1现代铁路信号系统的特点
1.1网络化特点
现阶段的铁路信号系统，已经不再是单纯地由几种信号设备组成，现代化铁路信号系统具有功能完善以及层次分明特点，在铁路信号系统内部每一个功能单元能够实现彼此之间单独运行，在单独运行同时还能够实现彼此之间的互相联系。现代化铁路信号系统能够实现信息之间的交换，通过构建一个比较复杂的网络化结构，帮助现场指挥人员全面了解、全面掌握辖区内所有情况，能够做到灵活配置系统资源，有效保障铁路系统运行工作得安全和高效。
1.2信息化
现代铁路系统还具有信息化特点，现代铁路特别是高速铁路离不开信息化支持，比如光纤通信、无线通信、GPRS以及卫星通信等技术都被应用到高速铁路信号系统中去。
1.3智能化
智能化是当前铁路信号系统的重要特点，智能化的表现主要集中在两部分：其一，系统智能化；其二，控制设备智能化。系统智能化主要是利用计算机技术实现对列车运行合理规划，通过有效结合当前铁路系统实际情况，利用智能技术来对铁路系统进行最优化控制；而控制设备智能化则是合理利用智能化的执行机构，确保指挥人员可以准确并且快速获取需要用到的信息，利用相关指令在合理指挥和控制列车运行，有效保障列车运行安全性。
2高速铁路智能调度指挥
2.1系统原理
对于高速铁路的智能调度指挥系统，主要分为三个层次，这三个层次分别是战略层、战术层以及操作层，系统包含了运行计划调整以及运行计划制定这两个方面的内容。通过对既有调度与智能调度两种方式进行比对可以了解到，智能CTC实现了科学、高效的主动调控，在对资源进行运输并且展开动态变化约束的工作过程中实现了运行图的快捷编制，如果发生了突发事件造成秩序紊乱可以做到尽快恢复运行秩序。在战略层以及战术层的具体表现有，开行方案以及运行图的分层分布向“开行方案-运行图”动态一体化编制方式迭代转变；对于操作层，由之前的借助人工经验调度转变为利用数据作为驱动开展预测性智能调度；做好资源配置优化、提升应急处置能力来满足“智能高铁”这一发展愿景。
2.2主要功能
（1）列车运行计划智能调整
当面对风雨雪暴等恶劣天气以及设备出现故障的情况下，智能调度指挥系统可以通过搜索数据库，利用列车交路、最小折返时间和到发线运用这些信息，基础策略为不改变列车运行的先后顺序、停靠站点，通过建立起综合列车运行计划智能调整策略，策略制定需要借鉴与限速关联的晚点车次、总晚点时间、到发线等等，这样能够将调度员应急处置效率提高到新层次；与此同时，通过建立列车计划调整专家知识库，做好调整方案、不同因素造成晚点的归类工作，积累好调整案例和经验，有效解决调度员对应急方案的学习和方案的调整。
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（2）列车进路和命令安全智能卡控
对CTC相关行车和信号逻辑关系进行有效融合，将自律卡控条件进行拓展，将行车安全性全面提高。对于智能卡控内容，主要包括进路道岔的一键单锁和解锁。可以有效实现重点列车进路得重点智能盯控；对调度计划和执行路径不一致的进行卡控，有效防止调度员阶段计划中出现的人为错误；有效卡控分路不良道岔的未单锁操作等问题。
（3）行车信息大数据平台
深度的结合CTC系统、铁路运输信息集成平台，这样做可以实现信息互联以及实时贡献，其中包括CTC与客运、CTC与供电、CTC与施工、CTC与防灾等多专业间的信息互联与共享。通过提高应急处置流程以及综合展示列车运行信息、线路停送电的自动化卡控、客票（旅客人数、座席）信息的提取，实现行车信息的全面掌控。
3高速铁路智能运维
高速铁路智能运维系统的基础是电务大数据，按照铁路局和铁路总公司两级部署的要求展开架构设计工作，技术架构、技术标准、技术分析与计算框架都采用统一要求，系统选择的信息系统为电务监测、检测和作业管理，这些信息系统产生的海量结构化和非结构化数据都会被用来进行智能运维工作。
高速铁路智能运维系统总体分为三个部分：数据汇聚与融合、数据服务与数据应用。
（1）数据汇聚与融合。系统将信号集中监测等系统产生的动态信息以及信号技术设备履历管理系统产生的静态信息统一汇聚，并将各系统产生的多种类型的、独立的、松耦合的、语义不一致的数据进行集成融合，通过数据的抽取、净化、转化、加载过程，从物理和逻辑层面构成一个集成的数据集合，为后续的数据服务和应用打下基础。
（2）数据服务。数据汇聚与融合完成后，统一送至数据服务平台。数据服务平台作为铁路一体化信息集成平台的重要组成部分，是中国铁路总公司及各铁路局进行数据集中管理、数据分析和数据共享的基础，为大数据应用提供数据交换与分析支持。
（3）数据应用。运用数据服务平台提供的分析和挖掘工具，对电务大数据进行深度挖掘和分析；综合分析数据服务平台中各信号系统数据，为各类电务人员提供智能化的应用。主要包括设备综合监测、设备全寿命周期管理、设备智能诊断、设备健康管理与故障预测、应急指挥、智能化作业等。
4高速铁路信号系统智能技术发展趋势
4.1多层域状态智能感知
轨道交通自动化等级的进一步提高和高速列车自动驾驶的发展等，需要运用列车运行周界检测与入侵物智能感知技术和识别技术，实现对轨道交通运载工具、运行环境、运行周界等进行全天候、全场景、跨区间、多层域的状态实时感知，除了在列车上增加智能感知设备外，在铁路沿线也要增加智能感知设备，并将感知状态实时传输给列车，实现车、地相结合的智能感知。
未来高速铁路信号系统可对车、电、机和环境的状态进行数据收集和融合。通过M-M网络实现设备间信息传输，利用全感知信息的障碍物状态输入，实现高精度、高安全的列车移动闭塞控制。
4.2智能驾驶
研究发展高速铁路移动闭塞技术和更高自动化程度（GoA3/GoA4级）的列车自动驾驶技术，进一步提高运能、降低能耗，进一步提高列车操纵自动化水平、减轻司机劳动强度、优化旅客旅行体验。
未来高速铁路信号系统实现列车智能驾驶，能够实现设备替代司机智能化地驾驶列车，使列车平稳地加速至行驶速度，自动调整车速，并使列车平稳地停在车站的正确位置。智能驾驶系统与地面调度控制系统直接通信，实现监督、引导列车按预定的时刻表运行，保证系统的稳定性。
结语
高速铁路将向基于智能感知和车－车通信的移动闭塞，以及全系统、全过程智能化和高度自动化方向发展，高速铁路将会更加安全、更加高效、更加舒适、更加环保，在交通强国建设中独树一帜，并引领世界高速铁路的发展。
参考文献
[1]贺云霞.高速铁路信号系统发展现状及发展趋势分析[J].科技创新与应用，2016（29）：39-40.
[2]刘大为，郭进，王小敏，陈建译，杨扬.智能铁路信号系统展望[J].中国铁路，2013（12）：25-28.
论文作者:陈南洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/22
标签：智能论文; 系统论文; 高速铁路论文; 列车论文; 数据论文; 信号论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;