智能運(yùn)輸系統(tǒng)：智能化綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計

譯者序

第2版前言

第1版前言

關(guān)于作者

第1章ITS技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀1

1.1ITS的廣義范圍1

1.2ITS的一般性定義2

1.3ITS的發(fā)展現(xiàn)狀2

1.4ITS技術(shù)發(fā)展回顧4

第2章待發(fā)掘的ITS新的元層原理7

2.1元層原理7

2.2ITS的新挖掘點(diǎn)和挖掘措施8

2.3挑戰(zhàn)和機(jī)遇的案例11

第3章交通運(yùn)輸系統(tǒng)存在的基本問題16

3.1ITS的主要特性17

3.2通過建模和仿真科學(xué)地驗證ITS的設(shè)計22

第4章DARYN：鐵路網(wǎng)絡(luò)的分布式?jīng)Q策算法24

4.1概述24

4.2DARYN方法26

4.2.1算法26

4.2.2避免死鎖的依據(jù)29

4.2.3在松耦合并行處理器上模擬DARYN30

4.3在ARMSTRONG上執(zhí)行DARYN33

4.4DARYN的性能38

4.5DARYN算法的局限性44

第5章RYNSORD：一種新型的基于軟預(yù)留機(jī)制的鐵路網(wǎng)絡(luò)分散式控制算法46

5.1引言46

5.2RYNSORD算法47

5.3在精確、實時、并行處理的實驗臺上模擬RYNSORD55

5.4算法的執(zhí)行問題60

5.5仿真數(shù)據(jù)和性能分析63

5.6RYNSORD的局限性76

第6章DICAF：一種智能車路系統(tǒng)的分布式、可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)77

6.1引言77

6.2DICAF：一種新穎、分布式、可擴(kuò)展的IVHS方法83

6.3在一個精確的并行處理試驗臺上進(jìn)行DICAF的現(xiàn)實模擬90

6.4實施操作和調(diào)試96

6.5仿真結(jié)果和DICAF的性能分析97

第7章RYNSORD在干擾下的穩(wěn)定性118

7.1穩(wěn)定性118

7.2RYNSORD穩(wěn)定性的正式定義121

7.3RYNSORD穩(wěn)定性分析模型122

7.4RYNSORD的穩(wěn)定性分析123

7.4.1穩(wěn)定性分析的誤差標(biāo)準(zhǔn)123

7.4.2穩(wěn)態(tài)分析124

7.4.3對輸入率的干擾和穩(wěn)定性分析125

7.4.4對系統(tǒng)特征的干擾和穩(wěn)定性分析130

7.4.4.1對車站之間和火車與車站之間通信的干擾130

7.4.4.2與軌道區(qū)間段有關(guān)的干擾132

第8章ITS設(shè)計中的建模和仿真技術(shù)141

8.1引言141

8.2ITS設(shè)計中移動策略的虛擬和物理的處理過程141

8.2.1虛擬進(jìn)程移動策略142

8.2.2物理進(jìn)程移動策略144

8.3進(jìn)程移動策略中的軟件技術(shù)145

8.3.1VPM中的軟件技術(shù)147

8.3.2PPM中的軟件技術(shù)150

8.4實施情況153

8.5仿真結(jié)果和性能分析153

第9章ITS未來的問題159

第10章CD.ROM中的RYNSORD仿真器及其實驗范圍說明161

10.1安裝161

10.2概述162

10.3準(zhǔn)備運(yùn)行163

10.3.1NETWORK.OUT1632

10.3.2幫助文件164

10.3.3輸入生成164

10.3.4輸出文件164

10.3.5故障處理166

10.3.5.1如何知道仿真系統(tǒng)正在工作166

10.3.5.2問題166

10.3.6軌道和通信故障166

10.4結(jié)論167

參考文獻(xiàn)168

“這本書的優(yōu)點(diǎn)就在于它包含了對ITS及其在運(yùn)輸中的作用和地位的創(chuàng)新性認(rèn)識和先進(jìn)的理念。作者對其獨(dú)特的見解進(jìn)行了非常充分地論證，并在論證“怎樣改變認(rèn)識”和“從改變認(rèn)識的過程中得到什么”這類問題時，提供了很多實際的案例?！\(yùn)營者和計算機(jī)仿真專家們無論是在技術(shù)上，還是在理念上，都能從本書中獲益?！?

——Dr.Tim Lomax 德克薩斯運(yùn)輸研究所

“……是對運(yùn)輸以及ITS有關(guān)文獻(xiàn)的一個極好的補(bǔ)充。作者非常清楚地了解到運(yùn)輸以及ITS中存在的問題，并對這個問題進(jìn)行了很好地歸納和總結(jié)?！?

——Prof.Chelsea C.White，lll 喬治亞理工學(xué)院

“……是一個在鐵路和車輛路徑仿真和模擬方面非常了不起的原創(chuàng)工作，對未來的研究非常有意義。提出的基本軟件架構(gòu)在未來，可能會被作者以及其他研究者進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，這是極有教育意義的。特別要指出的是，這里提出的DTMC的概念也是極好的……”

——Raj Ghaman 美國交通部ITS聯(lián)合項目辦公室前任經(jīng)理2100433B

智能運(yùn)輸系統(tǒng)：智能化綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容簡介

《智能運(yùn)輸系統(tǒng)：智能化綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(原書第2版)(1CD)》全面檢視了近10年中l(wèi)TS的成功和失敗之處。原書第2版新的副標(biāo)題反應(yīng)出作者更側(cè)重于對ITS取得進(jìn)展有決定意義的元層原理的研究，并成功地利用智能/綠色技術(shù)構(gòu)建了ITS的體系結(jié)構(gòu)、《智能運(yùn)輸系統(tǒng)：智能化綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計(原書第2版)(1CD)》指出了一些必須要解決的具有挑戰(zhàn)性的問題，只有這些問題得以解決，才能帶來實際生活質(zhì)量上的改善，并對我們的環(huán)境和土木基建系統(tǒng)產(chǎn)生積極的影響。

智能運(yùn)輸系統(tǒng)：智能化綠色結(jié)構(gòu)設(shè)計作者簡介

作者：（美國）Sumit Ghosh 等 譯者：胡郁蔥

中國鐵路目前正處于初級鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展階段，初級階段的任務(wù)已部分實現(xiàn)，但還有許多問題有待解決。針對這種現(xiàn)狀，鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)的近期及遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)如下：

近期目標(biāo)是——完成初級及中級鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)階段的關(guān)鍵任務(wù)，力爭盡快縮短與發(fā)達(dá)國家的差距，其中包括：

制定RITS發(fā)展的總體規(guī)劃和體系框架，為我國RITS的發(fā)展提供設(shè)計、實施、標(biāo)準(zhǔn)和管理的依據(jù)。 完善和整合已有的信息化建設(shè)成果，初步建立基于鐵路地理信息系統(tǒng)的全路共享平臺，實現(xiàn)對運(yùn)輸資源的統(tǒng)一管理； 建成高速寬帶的車地雙向數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，為車-地之間的數(shù)據(jù)通訊提供保障； 初步建成全路的行車安全監(jiān)控系統(tǒng)，為鐵路的安全運(yùn)營提供保障； 初步建成基于互聯(lián)網(wǎng)、手持設(shè)備的用戶服務(wù)系統(tǒng)，為用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。 初步建成基于無線和先進(jìn)定位技術(shù)的列車調(diào)度與指揮系統(tǒng)、物流監(jiān)測與追蹤系統(tǒng)、 建成RITS的示范應(yīng)用系統(tǒng)；　遠(yuǎn)期目標(biāo)是——完成高級鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)階段的關(guān)鍵任務(wù)，達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家的同期水平。其中包括：

建成先進(jìn)的基于地理信息系統(tǒng)的全路共享數(shù)據(jù)平臺，形成全路共享的運(yùn)輸資源管理系統(tǒng)、緊急事件及安全信息系統(tǒng)等； 建立完善的服務(wù)體系和電子商務(wù)系統(tǒng)，以多種方式為旅客或者貨主提供高質(zhì)量、全方位的服務(wù)； 建成涵蓋客運(yùn)調(diào)度、貨運(yùn)調(diào)度、特種調(diào)度等各類調(diào)度的綜合調(diào)度系統(tǒng)，提高調(diào)度指揮的科學(xué)性和合理性。 建成包括客運(yùn)、貨運(yùn)、集裝箱、調(diào)車管理的綜合營運(yùn)管理系統(tǒng)，提高鐵路運(yùn)輸?shù)男省?建成自動駕駛系統(tǒng)，實現(xiàn)列車在無人或很少人工干預(yù)下的自動運(yùn)行。 提供與其他運(yùn)輸方式的ITS的接口。 建立與鐵路智能化戰(zhàn)略相適應(yīng)的現(xiàn)代管理機(jī)制 。2100433B

同時智能本身也有不同的程度和級別，我們將鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)劃分為以下三個層次：

初級鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)等采集、傳輸、共享來自鐵路運(yùn)輸環(huán)境中的各類信息，并根據(jù)上述信息進(jìn)行初級的決策和控制。如現(xiàn)有的TMIS、DMIS、ATIS、PMIS等，以及正在積極研究的鐵路地理信息系統(tǒng)等。

中級鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)

應(yīng)用系統(tǒng)辨識、模式識別技術(shù)等對確定環(huán)境建立數(shù)學(xué)模型，從而對未來做出規(guī)劃和推理。如：基于運(yùn)籌學(xué)模型編制列車時刻表、編組站調(diào)車自動化系統(tǒng)、列車速度智能控制等。

高級鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)

在應(yīng)用數(shù)學(xué)模型對確定環(huán)境進(jìn)行建模的同時，引用知識模型對非確定對象建模，從而模擬人類的理解能力，完成復(fù)雜環(huán)境下的決策。如綜合調(diào)度系統(tǒng)、綜合營運(yùn)管理系統(tǒng)、列車自動駕駛系統(tǒng)等。