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莫志松，中國國家鐵路集團有限公司

0 內容導讀

中國智能高鐵將融合新一代信息技術與高鐵技術，實現(xiàn)高鐵智能建造、智能裝備和智能運營。列車運行控制技術也將持續(xù)創(chuàng)新，增強功能，提升自動化、智能化水平，以滿足高速度、高密度的運營需求。本文聚焦智能列控領域，分析國內、國際智能列控技術現(xiàn)狀；總結智能列控系統(tǒng)內涵和設計目標；提出了高安全可靠的列控系統(tǒng)、更高自動化等級的自動駕駛系統(tǒng)、移動閉塞技術、智能運維技術等關鍵技術；展望智能列控系統(tǒng)技術發(fā)展方向.

人類社會在經歷了工業(yè)化、信息化之后必將向第四次工業(yè)革命智能化時代邁進。在此背景下，智能交通、智慧交通、智能鐵路的概念應運而生。全球范圍內全面開啟了智能鐵路研究，中國走在世界前列。國鐵集團于2020年發(fā)布了《智能高速鐵路體系架構1.0》，闡述了智能高鐵的內涵和體系架構。中國智能高鐵將采用云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、北斗定位、5G通信、人工智能等先進技術，通過新一代信息技術與高速鐵路技術的集成融合，實現(xiàn)高鐵智能建造、智能裝備、智能運營技術水平全面提升，使鐵路運營更加安全高效、服務智能、綠色環(huán)保、便捷舒適。京張高鐵作為智能高鐵的代表性項目已經安全平穩(wěn)運用超過2年，圓滿完成了冬奧會保障任務。信號系統(tǒng)應用了智能調度集中系統(tǒng)、高鐵自動駕駛（ATO）等新技術。智能鐵路技術的發(fā)展必須緊密圍繞提高運輸效率、確保運營安全和降低運維成本等鐵路運輸需求才有生命力。隨著電氣、電子、信息及自動化技術的快速發(fā)展，列車運行控制技術持續(xù)創(chuàng)新，功能不斷增強，自動化程度不斷提高，以滿足高速度、高密度的運營需求。本文聚焦智能列控領域進行技術發(fā)展方向展望。

1 技術現(xiàn)狀?

1.1 我國列控系統(tǒng)技術現(xiàn)狀

我國列車運行控制系統(tǒng)伴隨著客運專線和高速鐵路的發(fā)展應運而生，二十余年來，實現(xiàn)了從無到有、從有到強的質變。在鐵道部、國鐵集團的統(tǒng)一領導下，全路電務人持續(xù)努力，經過了技術探索、技術引進、消化吸收、集成創(chuàng)新再到自主創(chuàng)新的歷程，經歷了從設備進口到中外聯(lián)合設計，再到完全自主創(chuàng)新的3個階段，構建了中國標準列控系統(tǒng)（CTCS）技術體系，成功打造了多個技術先進、功能完善、自主可控的高速鐵路列控技術平臺和成套裝備。我國列控系統(tǒng)在標準體系、系統(tǒng)研發(fā)、裝備制造、試驗測試、工程實施、運營維護等方面不斷創(chuàng)新和完善，電務裝備現(xiàn)代化水平快速發(fā)展，成為保障鐵路運營安全和運輸效率的核心系統(tǒng)。

在CTCS基礎上，經過功能擴展，在世界范圍內率先實現(xiàn)了高鐵ATO系統(tǒng)的商業(yè)運用。2016年珠三角城際成功運用C2+ATO系統(tǒng)，目前裝備該系統(tǒng)的動車組已經超過40余列，運行在莞惠、佛肇、珠機、廣清、廣州東環(huán)等6條線路上，總運營里程達到340 km。2019年底，我國又在京張高鐵率先實現(xiàn)了復興號動車組時速350 km自動駕駛功能，對于降低司機勞動強度、提升旅客出行體驗、綠色節(jié)能環(huán)保等具有重要意義，成為智能高鐵的重要標志，強化了我國高鐵技術世界領跑地位。

2018年，國鐵集團設立重大科研課題開展新型列控系統(tǒng)關鍵技術研究，包括：利用北斗導航實現(xiàn)多元融合列車自主定位；利用北斗導航和IP通信技術實現(xiàn)列車自主完整性檢查；利用IP通信技術實現(xiàn)車地無線通信、移動閉塞和虛擬自動閉塞，以及自成體系的列控運維系統(tǒng)等。新型列控系統(tǒng)符合CTCS技術標準體系，符合CTCS-4級列控系統(tǒng)的定義特征，集成衛(wèi)星、無線通信、車載安全計算機和地面控制中心等構成空天地一體的新一代列控系統(tǒng)。新型列控系統(tǒng)結構示意見圖1。

1.2 國際主要列控新技術應用

1）Shfit2Rail計劃。歐盟為了實現(xiàn)軌道交通領域互聯(lián)互通、降本提效和持續(xù)技術創(chuàng)新，2014年推出的Shfit2Rail計劃已接近尾聲。在通信信號領域，主要圍繞新一代鐵路無線通信系統(tǒng)（FRMCS）、GOA2級ATO系統(tǒng)、列車自主定位及列車完整性檢查系統(tǒng)（TIMS）、列車虛擬連掛、列車遠程駕駛和控制指揮系統(tǒng)等進行技術創(chuàng)新。Shfit2Rail計劃之后，繼續(xù)開展了“歐洲鐵路合作伙伴計劃”推動持續(xù)技術創(chuàng)新，明確目標為構建智能化、數(shù)字化鐵路。信號系統(tǒng)包括GOA4級的ATO系統(tǒng)、新型智能列控系統(tǒng)和先進交通管理系統(tǒng)等。

2）未來混合E3。龐巴迪公司的歐洲低密度列車控制系統(tǒng)（ETCS Regional）2012年在瑞典投入應用，是面向低密度鐵路的ETCS-3級列控系統(tǒng)，取消了軌旁列車位置檢測設備和信號機，無線閉塞中心（RBC）集成聯(lián)鎖功能，車載設備完成列車定位及完整性檢查，實現(xiàn)移動閉塞。RBC根據(jù)列車位置報告等信息，生成移動閉塞的行車許可及線路描述等信息，并通過車地無線通信系統(tǒng)傳送給車載設備。在ETCS Regional基礎上，歐洲鐵路運輸管理系統(tǒng)（ERTMS）用戶組織提出了混合E3即HL3的概念，相關規(guī)范已納入ETCS基線3。純粹E3不設置軌旁列車占用檢查設備，一旦RBC故障重啟，所有列車位置和軌道占用條件將丟失，系統(tǒng)恢復對運輸?shù)挠绊憳O大。混合E3系統(tǒng)維持了一部分軌旁的列車占用檢查系統(tǒng)，滿足具有列車自主完整性檢查功能的E3列車和普通E2列車混合運輸需求。實際應用中，混合E3采用移動閉塞縮短列車間隔，適用于繁忙干線，軌旁設備減少可降低建設和運維成本。

3）西門子的ETCS+ATO。德國數(shù)字鐵路計劃和英國高速鐵路計劃均涵蓋了ETCS+ATO功能。2018年，西門子ETCS+ATO系統(tǒng)在英國泰晤士聯(lián)絡線項目投入運營，截至2020底已經裝備115列動車組。2019年9月，在瑞士聯(lián)邦鐵路洛桑至維倫紐夫區(qū)段試驗了ATO功能。ATO試驗不調整地面設備，不增加應答器，GOA2級ATO基本功能試驗成功。西門子針對不同運用需求，制定了一系列GOA2級的解決方案，包括既有車改造、ATO基本功能、ATO全功能等。西門子與瑞士聯(lián)邦鐵路也成功進行了貨運列車ATO現(xiàn)場測試。更高自動化等級的GOA3/4級ATO功能正在研究階段，目前主要集中在基于傳感器和人工智能（AI）的線路監(jiān)測、障礙物檢測和列車故障自診斷自處理方案研究。

4）歐洲列車衛(wèi)星定位（ERSAT）。意大利在列車利用衛(wèi)星定位技術方面研究比較深入，意大利鐵路基礎設施公司（RFI）基于衛(wèi)星定位的ETCS系統(tǒng)計劃于2022年投入商業(yè)運營，這是ERSAT計劃的重要里程碑。ERSAT計劃的目標是將衛(wèi)星定位集成于鐵路應用，特別是應用于ETCS-3級和混合ETCS-3級，提供經濟高效的衛(wèi)星定位技術，用虛擬應答器替代物理應答器，配置靈活，既降低運營成本，還可提高運輸效率。虛擬應答器的應用方案限制在現(xiàn)有ETCS技術規(guī)則內，不改變現(xiàn)有技術規(guī)范。當衛(wèi)星信號丟失無法檢測到虛擬應答器時，例如隧道，ERSAT提供本地信號增強技術。個別企業(yè)的基于衛(wèi)星定位的虛擬應答器技術方案已經通過了SIL4級認證，即將納入新版ETCS規(guī)范。

5）日本的高級列車管理和通信系統(tǒng)（ATACS）。ATACS系統(tǒng)是東日本旅客鐵路公司研發(fā)的，于2010年投入商業(yè)應用。其概念與ETCS-3級，以及基于通信的列車自動控制系統(tǒng)（CBTC）相似，目的是減少軌旁設備，降低成本，減少運維，并且通過使用移動閉塞技術提高運輸效率。相較于傳統(tǒng)列控系統(tǒng)，列車的控制主要由地面設備完成，在ATACS系統(tǒng)中，列車的控制轉變?yōu)橛傻孛媾c車載通過雙工無線通信網(wǎng)絡共同完成。ATACS系統(tǒng)將線路分成多個控制區(qū)，每個控制區(qū)作為1個獨立的單元，由1個據(jù)點裝置和1個無線電裝置組成。據(jù)點裝置之間通過無線電裝置相連，從無線電裝置接收列車的位置信息。

2 智能列控系統(tǒng)概念??

近些年來，智能控制技術和方法不斷發(fā)展，智能控制的概念不斷豐富，機器人、生產智造、智能交通等不同專業(yè)領域均取得飛速進步。對于鐵路信號系統(tǒng)而言，積極應用了智能CTC系統(tǒng)、自主化列控系統(tǒng)、ATO系統(tǒng)、信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)等大量新技術、新裝備，與此同時，也仍然采用繼電器、信號燈、軌道電路等具有上百年歷史的傳統(tǒng)設備，高速鐵路也是如此。這是信號系統(tǒng)安全理念的傳承，體現(xiàn)了信號專業(yè)追求安全穩(wěn)定的整體觀念。技術進步是永恒的主題，當前不斷涌現(xiàn)的新技術，既是挑戰(zhàn)，也是推動我國電務技術進步的動力。傳統(tǒng)設備電子化，電子設備數(shù)字化，數(shù)字設備智能化，鐵路信號設備的技術發(fā)展非常明確。

2.1 智能列控系統(tǒng)的內涵

借鑒國際領域智能列控技術發(fā)展情況，智能列控系統(tǒng)的內涵主要體現(xiàn)在2個方面：一是列車運行自動化程度的提升，我國已經建成了完善的CTCS列控系統(tǒng)技術標準體系，擁有了多個具有自主知識產權的列控系統(tǒng)安全平臺，在國際范圍內率先實現(xiàn)了復興號動車組時速350 km的GOA2級自動駕駛，未來要實現(xiàn)更高GOA等級的自動駕駛，最終實現(xiàn)列車自主運行控制；二是利用廣義智能控制的方法提高列車運行效率，包括減少軌旁設備，提高系統(tǒng)可靠性，降低運營成本，實現(xiàn)調度與控制一體化技術，實現(xiàn)移動閉塞等。智能列控系統(tǒng)是未來高速鐵路發(fā)展的方向。

2.2 設計目標

1）安全性能更高。目前構成列控系統(tǒng)的關鍵設備如車載安全計算機、地面控制設備等，其安全完善度等級均達到SIL4級。但SIL4級安全認證并不能保證系統(tǒng)不存在安全隱患，隨著高鐵運營里程、列車運行時間的快速增長，發(fā)生安全事件的概率逐漸增加，因此提升列控系統(tǒng)安全性的需求迫切?？傮w解決思路是應用系統(tǒng)安全的理念，通過多系統(tǒng)、多設備、多模塊安全比較來提升系統(tǒng)安全性。例如將來列車可通過衛(wèi)星導航、5G導航等方式實現(xiàn)多元融合自主定位，探索研究列車與列車間的直接通信，或者車-地-車通信，提升系統(tǒng)安全。

2）運輸效率更高。一個關鍵技術指標是采用移動閉塞替代傳統(tǒng)的固定閉塞，在確保安全的前提下，進一步增加列車開行密度，通過ATO系統(tǒng)實現(xiàn)列車準點率和行車效率的提升，在自動駕駛控制過程中盡量減少列車運行沖擊率，提升旅客舒適度；另一個關鍵技術指標是實現(xiàn)從自動駕駛到智能駕駛的轉變，在現(xiàn)有自動駕駛功能基礎上，實現(xiàn)列車環(huán)境自感知、安全態(tài)勢自評估、設備故障自診斷、高鐵列車運行更穩(wěn)定正點。

3）魯棒性更高。目前列控系統(tǒng)故障主要來自于3個方面：一是復雜軌旁設備導致的地面紅光帶、有源應答器故障等；二是車地通信環(huán)節(jié)引發(fā)的信息傳輸過程故障；三是車載設備本身由于冗余措施不到位，而由元器件故障引發(fā)的車載設備可用性故障。智能列控系統(tǒng)應致力于提升系統(tǒng)魯棒性。

4）更節(jié)能環(huán)保。鐵路網(wǎng)快速建設在宏觀上講有利于節(jié)能減排，但是高速鐵路將成為國家電網(wǎng)第一用電大戶，結合國家碳達峰碳中和戰(zhàn)略目標，鐵路領域節(jié)能環(huán)保需求也很迫切：一方面智能列控系統(tǒng)需持續(xù)優(yōu)化節(jié)能控制算法，通過自動駕駛系統(tǒng)應用實現(xiàn)節(jié)能目標；另一方面，可利用動車組在減速時能夠發(fā)電，并自動返回電網(wǎng)形成再生能源的技術特點，智能列控系統(tǒng)要應用系統(tǒng)協(xié)同控制技術，通過與調度指揮、動車組控制、牽引供電等系統(tǒng)結合，實現(xiàn)列車群的協(xié)調配合、聯(lián)動控制，電能內部利用，進一步節(jié)能降耗。

3 關鍵技術?

智能高鐵項目實施引領中國軌道交通領域邁入智能化發(fā)展新階段。智能軌道交通領域廣泛研究應用多層域狀態(tài)智能感知、系統(tǒng)協(xié)同控制、安全態(tài)勢評估、大數(shù)據(jù)融合與智能維護、行程智能引導等技術?，F(xiàn)階段智能高鐵的信號系統(tǒng)主要包括智能調度指揮系統(tǒng)、以自動駕駛為標志的列車運行自動控制系統(tǒng)、電務大數(shù)據(jù)平臺和運營維護系統(tǒng)，以及信號系統(tǒng)配套的現(xiàn)代化監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)等，實現(xiàn)了調度指揮智能化、列車控制自動化和運維監(jiān)控現(xiàn)代化。其中，智能列控系統(tǒng)的關鍵技術主要包括高安全可靠的列控系統(tǒng)、更高自動化等級的自動駕駛系統(tǒng)、移動閉塞技術、智能運維技術等，其構成見圖2。

3.1 高安全可靠的列控系統(tǒng)

如何進一步提升列控系統(tǒng)安全性以適應高鐵運營里程日益增長的運用需求，以及更高速度、更大密度的運營需求？筆者認為有以下幾個研究方向。

1）通過減少軌旁設備提升系統(tǒng)魯棒性。CTCS列控系統(tǒng)是在既有線提速基礎上開始研發(fā)和應用的，只能采取類似于“搭積木”的設計原則，客觀導致列控系統(tǒng)結構復雜、軌旁設備較多等問題，設備故障率和維修成本相對較高。智能列控系統(tǒng)要在優(yōu)化系統(tǒng)結構、減少軌旁設備、提高車載設備冗余度、后備控制模式、進一步提高運能和降低全生命周期成本等方面進行研究：一是實現(xiàn)列控聯(lián)鎖一體化，采用全電子安全計算機平臺，發(fā)展基于光纖傳輸?shù)娜哂嘟Y構的目標控制器，實現(xiàn)軌旁設備的數(shù)字化和智能化控制；二是利用北斗衛(wèi)星定位技術、虛擬應答器技術等實現(xiàn)列車自主定位和完整性檢查，研究探索在逐步取消軌道電路，提高系統(tǒng)可靠性的同時，減少軌旁設備。

2）通過車車通信提升系統(tǒng)安全性。單獨的CTCS-2級系統(tǒng)（簡稱“C2”）或CTCS-3級系統(tǒng)（簡稱“C3”）均屬于SIL4級安全苛求系統(tǒng)，但為了確保系統(tǒng)安全，國鐵集團仍研究采取了C3與C2行車許可雙曲線比較的方法來進一步提升系統(tǒng)安全性，降低RBC等地面控制設備的未知安全隱患。智能列控系統(tǒng)同樣也應秉承相同的設計理念，研究如何既減少軌旁設備，又提升系統(tǒng)安全性。車車通信或車-地-車通信是解決矛盾的突破口。后車通過與前車通信，實時掌握前車位置和運行狀態(tài)，再與接收到的行車許可進行安全比較，則同樣可以降低RBC等地面設備的未知風險。因此，車車通信的未來研究方向不僅是減少軌旁設備、減少調度與控制系統(tǒng)的通信環(huán)節(jié)，還有一個重要作用是提升系統(tǒng)安全。

3）多元融合列車自主定位和列車完整性檢查技術。提升列車智能化水平，實現(xiàn)列車及車載設備的自主定位及列車完整性檢查是世界列控技術的發(fā)展趨勢，歐洲已經陸續(xù)出臺列車自主定位的相關技術規(guī)范。傳統(tǒng)鐵路應用軌道電路、應答器、車載速度傳感器等實現(xiàn)相關功能，智能列控系統(tǒng)可應用衛(wèi)星定位技術、速度傳感器、虛擬應答器乃至5G通信與導航一體化技術（簡稱“5G通導”）等實現(xiàn)多元融合列車自主定位和列車完整性檢查。5G通導融合技術已經納入5G的相關國際標準，可以充分利用5G無線通信的IP通信和多天線ID地址特征，實現(xiàn)在隧道、站內衛(wèi)星遮擋區(qū)域基于無線的列車定位，可以作為智能列控系統(tǒng)定位的一種元素來開展研究，為諸如川藏鐵路等“高原地下高速鐵路”提供研究思路。

4）網(wǎng)絡安全技術。列控系統(tǒng)是一種非典型的工業(yè)控制系統(tǒng)，堅持封閉獨立成網(wǎng)的設計特點，也應用了安全密鑰、專用安全協(xié)議等符合相關技術標準的網(wǎng)絡安全措施。但是隨著信息技術的發(fā)展，網(wǎng)絡攻擊手段和病毒種類也愈發(fā)繁多，給鐵路信號系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全乃至列車的安全運行帶來了新的挑戰(zhàn)。智能列控系統(tǒng)應以網(wǎng)絡安全等級保護的相關要求為依據(jù)，結合鐵路信號系統(tǒng)安全防護實際需求，研究形成智能列控系統(tǒng)專用的網(wǎng)絡安全防護技術方案。諸如存儲加密、傳輸加密等措施如何實施？基于無線通信的開放的安全信息傳輸如何強化信息安全手段？如何從邊界防護向網(wǎng)絡縱深防護過渡？這些均是智能列控系統(tǒng)網(wǎng)絡安全的重要研究方向。

3.2 更高自動化等級的自動駕駛系統(tǒng)

高鐵ATO系統(tǒng)需要研究引入基于人工智能的控制模型自適應調整算法。高速鐵路ATO系統(tǒng)能夠提高運輸效率，提升乘客乘車體驗，減輕司機勞動強度，降低牽引能耗，是高速鐵路智能化的發(fā)展方向。高鐵ATO系統(tǒng)面臨的主要技術挑戰(zhàn)：一是控制速度高，ATO要實現(xiàn)動車組從最高運行速度到列車停穩(wěn)停準的精確控制；二是高鐵路網(wǎng)復雜，要實現(xiàn)不同列控等級、駕駛方式、車型、運用環(huán)境和場景等各種運行條件下的安全自動控制。這些特點決定了地鐵、城際鐵路中常用的PID、模糊邏輯控制、神經網(wǎng)絡控制、迭代學習控制等傳統(tǒng)方法均不適用于高速列車自動駕駛。研究應用GOA3級或者GOA4級的自動駕駛系統(tǒng)，實現(xiàn)列車智能自主運行控制，是國際技術發(fā)展的趨勢?？紤]到我國鐵路運用場景復雜、交路復雜、環(huán)境復雜、車型復雜等，GOA4級ATO在較長時期內不應是我國干線鐵路的研究方向。智能列控系統(tǒng)應以實現(xiàn)列車環(huán)境自感知、安全態(tài)勢自決策、運行控制自適應為目標，主要研究方向如下。

1）列車運行環(huán)境智能傳感與感知技術。研究列車與環(huán)境的耦合關系是智能列控系統(tǒng)的關鍵，而信息自動采集和感知是智能控制系統(tǒng)的基礎。例如，對于智能列控系統(tǒng)而言，如何適應復雜多變的氣候條件？如何適應山體滑坡、線路變形、接觸網(wǎng)懸掛異物等非常情況？因此，基于多傳感器信息融合的列車運行狀態(tài)在線感知與預測技術研究是智能列控系統(tǒng)的基礎。視頻分析識別技術、數(shù)據(jù)挖掘列車運行環(huán)境的方法、列車運行環(huán)境感知與運行狀態(tài)預測技術、障礙物檢測技術、異物入侵檢測技術、標準的傳感器網(wǎng)絡及接口構建等是重點研究內容，目的是實現(xiàn)智能識別和外部環(huán)境實時感知需求。

2）列車智能決策技術。高速鐵路列車運行需要考慮的因素較多，如長大坡道、電分相、惡劣天氣、非正常行車等，不同場景需要不同的駕駛策略。如何處理節(jié)能控制與列車正點運行的關系？非正常情況下的自動駕駛策略？如何將機車乘務員的相關技術、操縱方法和駕駛策略轉化為機器控制策略？這些列車智能決策技術的關鍵是構建駕駛策略多目標優(yōu)化決策模型和自動駕駛評價體系。

3）列車智能控制技術。不同的車型、不同的運行場景，均需要相對應的控制方式。因此，研究不同運行條件的智能駕駛自適應技術和自學習方法，確保不同場景下列車運行的舒適度和停車精度是研究重點。

4）調度與控制系統(tǒng)的深度融合。單一的調度指揮系統(tǒng)今后要向調度控制一體化發(fā)展，采用基于大數(shù)據(jù)的列車運行智能調度方法，利用實時狀態(tài)反饋、精細抗擾控制和列車智能分群調度的思想，深度融合調度指揮和運行控制，形成突發(fā)事件的基于數(shù)據(jù)驅動的高鐵列車群協(xié)同控制與動態(tài)調度理論，以實現(xiàn)具有快速、智能、協(xié)同、穩(wěn)定特色的調度與控制一體化，實現(xiàn)大規(guī)模復雜路網(wǎng)下的高速鐵路突發(fā)事件下的指揮調度，全面提升及時應對突發(fā)事件的能力。

3.3 移動閉塞技術

移動閉塞已經在地鐵領域成熟運用，但在干線鐵路運用較少。這主要是因為干線鐵路列車速度較高、車型復雜、站場復雜，運輸能力的限制條件往往不在區(qū)間而在站內。運行速度越高，移動閉塞的效果越不明顯。歐洲的ETCS-HL3（混合型E3）為干線鐵路移動閉塞技術的實現(xiàn)提出了值得借鑒的解決方案。對于移動閉塞的應用，可以立足于我國干線鐵路的高密度區(qū)段，例如京滬高鐵徐州東—蚌埠南段，以及樞紐低速區(qū)段等。重點研究方向如下。

1）基于5G車地通信技術。移動閉塞技術依賴車地實時通信系統(tǒng)，5G-R無線通信系統(tǒng)提供了良好的車地通信手段。5G-R具有高速率、IP通信、海量互聯(lián)等技術特征，能夠大幅提升車地信息傳輸?shù)乃俾?、靈活性和可靠性。智能列控系統(tǒng)通過5G-R通信可以研究實現(xiàn)無線通道冗余、車車通信、列車5G通導定位甚至虛擬連掛等功能。

2）列車高密度追蹤方法。列車自動防護ATP車載設備與RBC設備，以及車站聯(lián)鎖相互配合，可實現(xiàn)基于實時通信的列車高密度追蹤，實現(xiàn)從“撞硬墻”到“撞軟墻”的技術提升。

3.4 智能運維技術

展望智能維護系統(tǒng)的下一步發(fā)展，主要應體現(xiàn)在對信號系統(tǒng)復雜故障的精準定位、維護向導、預防性維修和綜合維護等方面。信號系統(tǒng)的物理架構、組織規(guī)模和控制模式，使得在復雜故障發(fā)生時難以精準定位，浪費大量的人力、物力和維修時間，且需要綜合型有經驗的資深技術專家，隨著傳感技術、大數(shù)據(jù)處理和云計算技術的不斷成熟和實踐，可以在對信號系統(tǒng)進行全面數(shù)字化、信息化和智能化的基礎上，通過海量數(shù)據(jù)挖據(jù)、機器自學習和數(shù)據(jù)關系建模等方法，提高監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的故障精準定位技術、故障處理向導技術，同時通過監(jiān)測數(shù)據(jù)與生產維修調度指揮流程和業(yè)務的有機結合和聯(lián)動，健全信號系統(tǒng)健康管理（PHM）體系，在預防性維修和綜合維護方面發(fā)揮更加積極有效的作用。主要研究方向包括監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯聚與融合、數(shù)據(jù)服務、設備健康管理與故障預測、智能診斷分析、作業(yè)流程智能化卡控等。

4 發(fā)展路線展望?

1）當前處于新技術應用推廣階段。我國已經成功研發(fā)了C3自主化列控系統(tǒng)、高鐵ATO系統(tǒng)、列控聯(lián)鎖一體化設備，目前處于試用階段。新型列控系統(tǒng)的研發(fā)進展順利。這些新技術的推廣應用應遵循穩(wěn)中求進原則，在確保安全的前提下，積極穩(wěn)妥地按規(guī)定程序推進。

2）結合工程應用推進新技術研發(fā)和應用。我國高鐵正在挑戰(zhàn)更高運行速度，工程實施需要列控系統(tǒng)技術配套。5G-R無線通信系統(tǒng)處于準備階段，關鍵基礎設施網(wǎng)絡安全仍需攻關。川藏鐵路已經開工一年多的時間，亟需研究適應于川藏鐵路的列控系統(tǒng)，既要與路網(wǎng)互聯(lián)互通，又要適應惡劣自然環(huán)境的運營需求，列控系統(tǒng)的智能化是川藏鐵路的主要應用方向。

3）遠期目標展望。文化差異、成本效益評估等是影響技術進步的重要因素，用戶已適應傳統(tǒng)系統(tǒng)，這將導致新技術的應用絕非單純的技術問題。另外，自動化、智能化帶來的就業(yè)壓力，以及傳統(tǒng)業(yè)務功能界面的調整也是重要的決策因素。通用的智能化新技術必須達到長期成熟運用階段后，才具備在鐵路列控系統(tǒng)應用的條件。本文中提及的調度與控制一體化、虛擬連掛、高鐵移動閉塞、列車自主運行控制系統(tǒng)等均屬于遠期目標，將伴隨著社會科技進步、從業(yè)者和旅客認知提升、鐵路信號設備更新?lián)Q代等陸續(xù)研發(fā)和應用。

5 結束語

?智能、綠色是社會發(fā)展的必然趨勢，智能鐵路必將在第四次工業(yè)革命中占據(jù)重要地位。本文在概括國內外智能列控系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢的基礎上，總結了智能列控系統(tǒng)內涵及設計目標，探討了智能列控系統(tǒng)主要發(fā)展方向，構想了智能列控系統(tǒng)關鍵技術，并對發(fā)展路線進行了展望。積跬步以至千里，鐵路信號人應緊跟鐵路發(fā)展步伐，持續(xù)推進鐵路電務技術科技創(chuàng)新，助力實現(xiàn)智能鐵路向智慧鐵路發(fā)展的戰(zhàn)略目標。

來源：《鐵道通信信號》編輯部