智能鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)ITS-R

　　本書(shū)提出了智能鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)（ＩＴＳ－Ｒ）。書(shū)中內(nèi)容分為４個(gè)部分：第１部分為ＩＴＳ－Ｒ概論；第２部分為ＩＴＳ－Ｒ系統(tǒng)；第３部分為ＩＴＳ－Ｒ的各主要子系統(tǒng)及重要傳感器；第４部分為在ＩＴＳ－Ｒ系統(tǒng)中常用的可靠性數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和可靠性技術(shù)。本書(shū)主要為自動(dòng)控制專業(yè)、交通運(yùn)輸專業(yè)及有關(guān)IT專業(yè)的本科生、研究生、教師及相關(guān)的科技人員閱讀。

　　汪希時(shí)，運(yùn)輸自動(dòng)化專家，鐵路信號(hào)技術(shù)的創(chuàng)新與開(kāi)拓者。首創(chuàng)了通用式機(jī)車信號(hào)裝置。主持“八五”國(guó)家科技攻關(guān)項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)第一套列車超速防護(hù)系統(tǒng)。最早提出并開(kāi)發(fā)移動(dòng)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)。堅(jiān)持運(yùn)輸自動(dòng)化與控制學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)了很多高級(jí)鐵路信號(hào)人才。對(duì)鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化做出了重要貢獻(xiàn)。20世紀(jì)70年代，我國(guó)實(shí)施“機(jī)車三大件”中遇到的最大問(wèn)題就是機(jī)車信號(hào)設(shè)備制式不統(tǒng)一，而一個(gè)長(zhǎng)大機(jī)車交路又會(huì)遇到多種制式軌道電路，這嚴(yán)重地影響到行車安全。汪希時(shí)教授憑借他對(duì)微處理器和單片機(jī)的豐富知識(shí)，在“七五”期間作為部級(jí)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，研制開(kāi)發(fā)利用微機(jī)的機(jī)車信號(hào)。他組織了一大批青年教師成立課題組，終日奮戰(zhàn)在實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)，不停地在各種列車交路上實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)，終于在１９８７年研制成第一臺(tái)用微處理器為核心的機(jī)車信號(hào)。他的成功，在我國(guó)鐵路信號(hào)中有兩個(gè)突破：已經(jīng)有了通用性能的機(jī)車信號(hào)，即一套設(shè)備可適用于多種制式軌道電路；二是第一次將微處理器應(yīng)用到鐵路行車安全控制系統(tǒng)這個(gè)禁區(qū)內(nèi)。該項(xiàng)目獲１９９２年鐵道部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。１９９１年鐵道部決定在鄭州至武昌間從法國(guó)引進(jìn)高速鐵路上使用的信號(hào)系統(tǒng)（ＵＴ系統(tǒng)），其中ＵＭ－７１軌道電路的載頻較高，我國(guó)原有的機(jī)車信號(hào)已不能適用，汪希時(shí)教授再一次組織新課題組開(kāi)發(fā)新一代通用式機(jī)車信號(hào)。１９９２年研制完畢成型，它是ＵＴ制式的補(bǔ)充。并在此基礎(chǔ)上增加了新的應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了新一代通用式機(jī)車信號(hào)，定型為ＳＪ型。ＳＪ型數(shù)字化通用式機(jī)車信號(hào)于１９９５年通過(guò)鐵道部鑒定并獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。ＳＪ模型研制成功，比歐共體計(jì)劃１９９３年提出的歐洲通用機(jī)車信號(hào)（ＥＵＲＯＣＡＢ）還早實(shí)現(xiàn)。汪希時(shí)教授堅(jiān)持科研應(yīng)有創(chuàng)新思想，他在開(kāi)發(fā)通用式機(jī)車信號(hào)中敏感地看到，通用式機(jī)車信號(hào)只是鐵路信號(hào)工程中一個(gè)環(huán)節(jié)，只有創(chuàng)造出一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)來(lái)才能真正確保行車安全。１９９１年，汪希時(shí)教授受鐵道部委托主持“八五”國(guó)家科技攻關(guān)課題“列車超速防護(hù)系統(tǒng)研究”，這是我國(guó)鐵路信號(hào)范圍內(nèi)第一項(xiàng)國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目。以汪希時(shí)教授為首的課題組，在短時(shí)間內(nèi)，就拿出了世界一流水平的科研成果，并實(shí)驗(yàn)獲得成功。這標(biāo)志著我國(guó)鐵路行車控制技術(shù)進(jìn)入發(fā)達(dá)國(guó)家行列。由此，我校無(wú)可爭(zhēng)辯地確立了鐵道部電務(wù)系統(tǒng)三強(qiáng)之一的地位。１９９６年，鐵道部決定“ＬＣＦ型列車超速防護(hù)系統(tǒng)”在京九線商阜段２００多公里線路上的１３臺(tái)機(jī)車安裝作擴(kuò)大應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)３年的運(yùn)用，取得了一定的效果?！埃蹋茫菩土熊嚦俜雷o(hù)系統(tǒng)”１９９８年通過(guò)鐵道部的技術(shù)鑒定，１９９９年獲鐵道部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。該設(shè)備的許多先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的裝備中，得到了廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上該組又研制出高可靠高安全的“ＬＣＦ－２００型高速鐵路列車運(yùn)行控制系統(tǒng)車載設(shè)備”并通過(guò)鐵道部的技術(shù)審查。汪希時(shí)教授主持的列車超速防護(hù)系統(tǒng)重大課題的研究，為我國(guó)列車運(yùn)行控制系統(tǒng)裝備水平的提高，為保證列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率做出了重大貢獻(xiàn)。與此同時(shí)，培養(yǎng)了一批青年科技骨干，他們?cè)谖覈?guó)高速鐵路，地鐵交通、城市軌道交通中正在發(fā)揮重要作用。１９９３年，汪希時(shí)教授上書(shū)給當(dāng)時(shí)的國(guó)務(wù)院副總理朱镕基，建議鐵道部進(jìn)行移動(dòng)閉塞系統(tǒng)方面的科研，這是六十年代初期他最早提出的構(gòu)想。此后，由鐵道部副部長(zhǎng)組織八十多名專家討論此項(xiàng)科研，并給予認(rèn)可。從１９９８年開(kāi)始，鐵道部設(shè)于北京交大的“運(yùn)輸自動(dòng)化與通信”部級(jí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室正式立項(xiàng)并購(gòu)買開(kāi)發(fā)軟件包進(jìn)行實(shí)際工作。汪希時(shí)教授深信，移動(dòng)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)不是一個(gè)普通項(xiàng)目，它實(shí)質(zhì)上是引導(dǎo)鐵路交通系統(tǒng)進(jìn)入智能化，構(gòu)成智能鐵路交通關(guān)鍵的一步。這一設(shè)想如能實(shí)現(xiàn)，移動(dòng)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)將成為我國(guó)鐵路在２１世紀(jì)中主導(dǎo)的列車控制系統(tǒng)，也是綜合鐵路控制與管理的智能交通系統(tǒng)。汪希時(shí)教授１９３０年出生于江蘇省青浦縣（今屬上海市）的一個(gè)小學(xué)教師家庭，從小就受到良好的教育。１９４９年進(jìn)入北京鐵道管理學(xué)院（今北京交通大學(xué)）電信系學(xué)習(xí)。１９５０年參加新民主主義青年團(tuán)，１９５２年加入中國(guó)共產(chǎn)黨。由于院系調(diào)整國(guó)家急需人才，１９５２年１２月他以全班最優(yōu)秀的成績(jī)提前半年畢業(yè)于哈爾濱鐵道學(xué)院。１９５４年秋，由哈爾濱鐵道學(xué)院推薦去前蘇聯(lián)列寧格勒鐵道工程學(xué)院研究生院攻讀副博士學(xué)位，是解放后北京鐵道學(xué)院電信系第一位公派攻讀副博士學(xué)位的留學(xué)生。他的導(dǎo)師羅伯爾教授當(dāng)時(shí)是全蘇唯一的獲列寧勛章的鐵路信號(hào)工程科教授。在研究生期間，他對(duì)專業(yè)上的任何新事物都非常敏感，而且認(rèn)為一定要掌握新技術(shù)，所以將論文題目確定為《半導(dǎo)體器件在鐵路信號(hào)中應(yīng)用》。當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體器件在前蘇聯(lián)也只有軍方才擁有，但是他還是千方百計(jì)地取得幾百枚晶體管，并利用這些器件的試驗(yàn)完成了鐵路信號(hào)系統(tǒng)范圍內(nèi)第一次突破性應(yīng)用半導(dǎo)體的嘗試。１９５８年，他以優(yōu)異的成績(jī)完成了答辯通過(guò)了論文，這是國(guó)內(nèi)第一位該學(xué)科的副博士。１９５８年，汪希時(shí)教授回國(guó)并在北京鐵道學(xué)院電信系工作。他在３年中為本科生開(kāi)出６門新的課程，同時(shí)在本校青年教師及部分郵電學(xué)校青年教師中開(kāi)設(shè)了晶體管脈沖技術(shù)課，這大大推動(dòng)了晶體管技術(shù)在中國(guó)的應(yīng)用。此外，他還編撰了“無(wú)觸點(diǎn)元件及其在鐵路信號(hào)中應(yīng)用”專著，這對(duì)此時(shí)鐵路信號(hào)技術(shù)人員有極大幫助，是引導(dǎo)他們?nèi)腴T半導(dǎo)體技術(shù)的好書(shū)。２０世紀(jì)６０年代中蘇關(guān)系惡化，中央從各部調(diào)集自己的專家發(fā)展尖端技術(shù)。１９６４年，汪希時(shí)教授作為從北京鐵道學(xué)院唯一選中的專家調(diào)核工業(yè)部第二研究設(shè)計(jì)院工作。他在擔(dān)任該院全院綜合實(shí)驗(yàn)室技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)時(shí)，在著名科學(xué)家錢學(xué)森和錢三強(qiáng)直接領(lǐng)導(dǎo)和指示下領(lǐng)導(dǎo)青年科技人員進(jìn)行了激光技術(shù)在反應(yīng)堆內(nèi)的應(yīng)用，以及將射流技術(shù)應(yīng)用于核廢氣的高空排放，這些具有開(kāi)創(chuàng)性的工作對(duì)祖國(guó)貢獻(xiàn)很大。１９５４年汪教授擔(dān)任全校計(jì)算中心主任，并創(chuàng)辦了鐵道部與比利時(shí)合作的鐵道部科技干部培訓(xùn)中心并擔(dān)任主任。１９８３年，出任北京交通大學(xué)電信系主任。汪教授在中華人民共和國(guó)成立后５０年中，無(wú)論是在科技還是教學(xué)方面，一直堅(jiān)持走在當(dāng)時(shí)本學(xué)科的技術(shù)前沿，從晶體管到集成電路再到計(jì)算機(jī)應(yīng)用，從鐵路信號(hào)的一般控制到創(chuàng)造閉環(huán)控制以至到智能控制，始終孜孜以求地學(xué)習(xí)和傳播新技術(shù)。他還積極參與學(xué)術(shù)活動(dòng)，從２０世紀(jì)９０年代起幾乎每年要在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上發(fā)表論文，學(xué)習(xí)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)。他努力培育青年，指導(dǎo)４０多名碩士生、博士生和博士后。他重視實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)，不懈努力地促成了北京交通大學(xué)建立一個(gè)鐵道部級(jí)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，即“運(yùn)輸自動(dòng)化與通信”實(shí)驗(yàn)室。從１９９８年開(kāi)始，他從科技創(chuàng)收中抽出資金，建立運(yùn)輸自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)基金，用這筆資金的利息每年來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)運(yùn)輸自動(dòng)化專業(yè)中學(xué)業(yè)成績(jī)優(yōu)秀的本科生、碩士生和博士生。由于他工作勤奮，富有成果的創(chuàng)造，１９９５年汪教授獲得北京市政府先進(jìn)工作者稱號(hào)，１９９６年獲得全國(guó)總工會(huì)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)?。他于１９９１年獲得鐵道部政治部授予的全國(guó)鐵路優(yōu)秀分子稱號(hào)，１９９５年獲得鐵道部?jī)?yōu)秀科技工作者稱號(hào)，１９９３年獲第一屆茅以升鐵道科技獎(jiǎng)。他曾任全國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)理事，１９９１年至１９９６年任中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用委員會(huì)副主任，１９９１年起為享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家。他在北京交通大學(xué)是多屆學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、學(xué)位委員會(huì)委員和職稱評(píng)定委員會(huì)委員。