交通运输管理信息技术

本课的目的：

了解管理信息系统在交通运输中的应用现状和前景，学习交通运输信息的基本技术和方法，通过对铁路主要的信息系统如铁路运输管理信息系统TMIS、铁路客票预售及发售系统、计算机编制列车运行图、铁路编组站货车信息系统等有一个系统的学习，进而使学生具有研究和开发交通运输信息系统的基本能力，对铁路运输现代化有一个初步的认识和了解。
学生学完本课程应达到以下基本要求：
1、掌握交通运输信息、交通运输信息系统的基本概念、基本方法和基本知识，了解交通运输信息的基本技术和方法。
2、初步了解和掌握铁路运输中铁路运输管理信息系统TMIS、铁路客票预售及发售系统等主要信息系统。
3、初步具备研究和开发交通运输信息系统的基本能力。

成绩考核方法
① 资料查阅及小论文（40％）
② 卷面考试（60％）

教学内容：

管理信息系统的基本概念

管理信息系统的开发方法

交通运输信息系统的技术基础

TMIS系统

编组站自动化系统

客票发售和预售系统

客运站综合信息系统

计算机编制列车运行图系统

地理信息系统在交通运输中的应用

联系方式：

吕红霞 87600706（办）

87630828（家）

交通运输管理信息系统

第一章 绪论

一、 铁路运输的特点

1． 铁路是一个复杂的大系统

它是由许多部门，例如，车务、工务、机务、电务等系统密切配合、互相协调共同进行运输生产活动的综合性企业。各个子系统是相互独立的，但又是相互联系和制约的，而且是在集中同意指挥下各部门围绕着完成运行图所规定的运输任务而共同努力。

2．铁路运输生产过程具有点多、线长，连续性强、节奏性强等特点

1） 点多：全路有5千多个大小车站，是铁路运输工作和基层生产单位。

2） 线长：全路有6万多公里线路，到95年底营业线路超过6万公里。

3） 连续性强：铁路是一年365天，每天24小时不停，全天候运转，除了特殊灾害，风雨无阻。

4） 节奏性强：铁路就象一个交响乐队，各部门只有在统一的指挥下，协调的有节奏的进行工作，才能保证铁路运输的安全、正点，四通八达，畅通无阻，当好先行。铁路是半军事化企业，总调度长代表部长指挥生产。

二、在铁路运输生产中应用计算机的必要性

从以上的特点来看，铁路是一个复杂的有很多因素影响的动态大系统。每天都有几十万辆客、货车在全国范围内流动，有上万台机车在固定区域运行。运输指挥部门要不断的发出、传递和收集反映生产活动的各种情况，从而产生了各种不同性质的信息流。比如，铁路每天要发送300万吨货物，运送200多万名旅客，装6万多辆货车，这就在全国6万多公里的营业线上，形成了货物、旅客、货车、客车、机车、列车等各种信息流。运输部门怎样以最快的速度，收集信息流的动态，进行汇总、归纳和分析，制定日常运输工作的最佳方案，这就必须依靠信息技术、应用信息技术制定计划，下达计划后，又要收集执行后反馈回来的大量信息，再经过加工处理，进而不断的修改或调整运输工作计划，充分利用信息，才会使运输效率得到显著提高。

我们以成都北站车站调度员在日常生产指挥所要处理的信息为例

如图

成都站基本上仍然是沿袭传统的管理模式。采用电话联系手工作业，用毛玻璃板登记掌握现车，对浩繁的信息处理瞬间的动态变化和各种随机因素影响的调整，全凭人脑掌握控制，速度慢，效率低，难以充分发挥既有站场线路设备和调机的潜力。

这种管理手段对于信息源点多、生产规模大、分工细的现代化生产越来越不适应。利用计算机、以及计算机网络辅助站调收集信息，并对信息进行加工，将会大大提高运输生产的效率。

二、 计算机在国外铁路上的应用

随着计算机技术的发展，国外许多国家都在铁路运输中使用了计算机，一些发达国家先后建立了各种运输管理自动化系统。

各国铁路在运用电子计算机技术的发展过程，具有以下两个特点：

1． 从简单到复杂，即从数据处理开始，逐步发展到运输设备的自动控制。

2． 从点到面，即从单机、单项开始，逐步建立计算中心及各种综合管理系统和网络系统。

例如美国在旅客运输、货物运输和运输管理等许多方面都采用了计算机，并建立了各种运营自动化系统。

其发展情况，大致经历了以下三个阶段。

1． 第一阶段（五十年代）

计算机主要用于计算工作，例如牵引计算、工程计算、工资计算、运费计算、统计计算等。

2、第二阶段（六十年代）

用于日常重复性事务工作，货物运输报告，货车运营情况货主情况报告和成本费用分析等。

3、第三阶段（六十年代后）

进一步完善和充实运营管理自动化的处理内容和自动化系统。运营系统的主要任务内容：货车的运用和管理、货票的传递和管理、列车运行管理、编组站自动化系统等。

三、 计算机在我国铁路上的应用

（一）计算机在车站的应用

车站工作是铁路运输工作的基础，车站对内是铁路的最基层的生产单位，对外是铁路面向社会进行服务的大门。实现车站工作自动化，可以提高运输效率，减轻劳动强度。

车站自动化包括客运站自动化、货运站自动化、编组站自动化。

1． 客运站工作自动化

（1） 客票自动预售和自动售票系统

（2） 自动检票装置

（3） 行包工作自动化

（4） 旅客询问自动处理

（5） 客运站综合信息系统

2． 货运站工作自动化

货运站工作所产生的货票是整个铁路运输自动化中反复加工处理的基本信息，货运站是基本信息的源点。货运站的自动化主要包括以下几个方面：

（1） 运输费用的核算及货票的编制

（2） 编制零担货物配装计划

（3） 货物、仓库的货位管理

（4） 制定装卸机械的调用方案

（5） 集装箱的管理和配装计划的编制

（6） 到货通知

（7） 货运站的各种统计分析工作。

3． 编组站工作自动化

编组站是制造列车的工厂，是加速车辆周转，提高运输能力的重要环节。铁路运输工作的好坏，编组站工作是决定性因素之一。编组站工作自动化包括：

（1） 驼峰溜放的自动化

（2） 进路控制的自动化

（3） 车站作业计划编制和信息处理自动化

据统计全路共有91个编组站，其中35个主要小型计算机，建立起编组自动化系统。

四、 计算机在铁路行车中的应用

（一）行车指挥自动化

我国经过四次提速，列车对数和列车速度大大增加，列车调度员的工作更加繁重，当列车运行次序被打乱后，列调往往考虑全面工作部署整个工作，这就必然降低调度指挥水平，行车调度指挥自动化的基本目标是将列车调度员和车站值班员从繁杂的劳动中解放出来，为调度员提供一个强有力的组织列车运行的工具，从而提高列车调度员的工作质量。

1． 日常运行计划的编制

2． 进路的自动控制

3． 行车自动调整

它的基本作业和设备，概括的说就是用电子计算机编制日常计划和行车调整方案，绘制实绩列车运行图。通过进路计算机控制调度集中设备，以自动控制各站的道岔，下达执行运行图和调整方案。

（二）列车运行自动控制

采用列车运行自动控制的目的，是为了在高速行车时能及时、有效地控制列车，保证行车安全和提高通过能力。控制的方法很多，其中之一就是就是在司机室内安装一台计算机存储列车运行图，有关设备接受列车所处的位置、速度等，向列车下达命令，控制列车正点。

采用卫星定位系统及移动信号。

五、 计算机在铁路运营管理中的应用

铁路运输遍布全国各地，它的信息来源于基层站段，及其分散，处理这些信息要求层层集中，各个运输单位（局、分局、站、段）的关系非常密切，采用计算机网络实现铁路运行自动化非常理想，可以带来巨大的经济效益，提高运输效率。

以运营管理为中心的计算网络

1． 货物运输管理自动化系统：

包括：

（1） 编制全路列车编组计划：

采用数学方法编出装车地始发直达列车和技术站技术直达列车，调整列车编组计划，使之与技术计划、运输方案和日常作业紧密结合，成为运营管理自动化的组成部分。

（2） 编制列车运行图

编制列车运行图需要考虑的因素很多，需要结合许多因素采用数学方法等来编制适合需要的列车运行图来。

（3） 组织合理运输

编制物资的合理运输方案，1979年开始。

2． 日常运输工作的管理

主要利用计算机网络实时地收集情报随时作出处理。

（1） 建立机车车辆技术挡案。

（2） 建立货票信息库

（3） 建立传送机车车辆动态的设备。

（4） 自动预售票系统

（5） 物资管理系统

（6） 财务核算系统

（7） 情报资料系统

（8） 人事管理系统

（9） 科研教育系统

我们上面介绍的应用，有的已经实现，有的还正在研究开发阶段。

六、系统设计的目的和应遵循的原则

任何大型现代化技术或工程项目都是一个多项设备和多个工种配套的综合体。例如，我们铁路运输中所涉及的编组站自动化系统就属于这类大的系统工程，其内容相当庞杂，从它要处理的作业来看，从列车到达至列车出发，中间要经过数十道工序，要运用机车、车辆、通信、信号、线路、道岔以及调速工具等多种设备。这些作业是环环紧扣的，这些设备也是相互关联的。因此，全面而综合地利用系统分析的方法，妥善地提出并解决设计对象所需要达到的目标和具备的功能，使各项设备和各个作业环节之间互相协调、紧密配合，以达到运营要求，并保证质量和效益，这就是系统设计的主要目的。

系统设计应遵循以下几项主要原则：

1． 可靠性

评价一个系统设计的好坏，首先是看该系统在交付运营后，能否保证系统运行的稳定可靠。由于在铁路运输中，许多系统是用于指挥运输生产的，因而必须采用适当的措施，保证系统可靠，保证运输生产安全。常用的措施有：

（1） 采用冗余技术。对系统主要设备或关键部位要有备份，如计算机采用主、从二重系，从系可以采用热备或冷备；对电源要保证不间断供电，而且要有稳压、稳频、净化等抗干扰功能。但采用冗余措施并非多多益善，过份依赖冗余技术和备份措施会使系统很臃肿反而更容易发生事故。

（2） 软件编制完成后，要通过模拟实验的全面考验，要使每一个模块和每一个分支都通过运行实验，以消除任何隐患；并软件具备必要的自检和自诊断的功能。

（3） 系统的局部设备发生故障是无法避免的。但当出现故障时，系统应具备两种功能：

A． 退让运行：即当某一设备发生故障时，应有相应的替补措施，使系统可以继续运行；或仅影响局部不能正常工作，但整个系统不至于崩溃或瘫痪。

B． 在要害部位采取故障导向安全措施：一旦发生故障，使之导向安全而不致发生事故或使事故减小到最低程度。

2． 实用性

在确定系统要达到的目标时，应采取务实态度，不可把目标定的过高。计算机和人要有合理的分工，以发挥各自的优势。对系统应具备的功能要认真分析，分清主次，保证重点。总之，一个系统应尽可能搞的简单使用，不追求“花架子”，这与系统的可靠性是一致的。

3． 科学性

在进行系统设计时，要对该系统所要控制或处理的对象进行全面深入的调查。对既有设备和作业制度、作业组织进行必要的改革。尽可能消除多余的环节和层次，而不应迁就落后的做法和不合理规章制度，以利于简化系统的构成，使自动化建立在合理化的基础上。

4． 可扩充性

系统设计要有预见，要预留发展的可能性。在硬件方面要预留扩充设备的位置，并且要能适应设备的更新换代；在软件设计上，要采用层次化、模块化结构，便于功能的扩充。

七、系统设计的步骤和方法概述

在研制一个大的系统时，一般从设计到实际运用都要经过如示的几个步骤：

开 始

是否达到预定目标

以货车控制系统为例，具体说明系统设计的步骤和方法：

设计一个系统首先要掌握前提条件，确定预期目标。要深入的进行调查，以便对先行系统有全面了解，并确定新系统所要求的条件。

根据前提条件进行系统的具体设计，使之达到预期的目标，全面探讨各种可能的方案，方案作成后还要探讨是否需要新设、改造、或拆除有关设备。

方案作成后，要通过模拟的方法进行评价，判明方案是否达到预期目标，并从若干方案中选取最优方案。

模拟实验是研究大型自动化系统必不可少的手段。利用模拟软件可以在实验室内模拟现场环境和被控对象的反馈信息，出现故障，还可以再现原来的环境，有利于找到程序中存在的问题。可以减少对现场生产的干扰，缩短软件的研制周期。还可以进行多方案比选。

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