智能鐵路運輸系統(tǒng)ITS-R

　　本書提出了智能鐵路運輸系統(tǒng)（ＩＴＳ－Ｒ）。書中內(nèi)容分為４個部分：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)。本書主要為自動控制專業(yè)、交通運輸專業(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，運輸自動化專家，鐵路信號技術(shù)的創(chuàng)新與開拓者。首創(chuàng)了通用式機(jī)車信號裝置。主持“八五”國家科技攻關(guān)項目，開發(fā)出國內(nèi)第一套列車超速防護(hù)系統(tǒng)。最早提出并開發(fā)移動自動閉塞系統(tǒng)。堅持運輸自動化與控制學(xué)科建設(shè)，培養(yǎng)了很多高級鐵路信號人才。對鐵路運輸自動化做出了重要貢獻(xiàn)。20世紀(jì)70年代，我國實施“機(jī)車三大件”中遇到的最大問題就是機(jī)車信號設(shè)備制式不統(tǒng)一，而一個長大機(jī)車交路又會遇到多種制式軌道電路，這嚴(yán)重地影響到行車安全。汪希時教授憑借他對微處理器和單片機(jī)的豐富知識，在“七五”期間作為部級重點科研項目，研制開發(fā)利用微機(jī)的機(jī)車信號。他組織了一大批青年教師成立課題組，終日奮戰(zhàn)在實驗室和現(xiàn)場，不停地在各種列車交路上實驗和改進(jìn)，終于在１９８７年研制成第一臺用微處理器為核心的機(jī)車信號。他的成功，在我國鐵路信號中有兩個突破：已經(jīng)有了通用性能的機(jī)車信號，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)這個禁區(qū)內(nèi)。該項目獲１９９２年鐵道部科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎。１９９１年鐵道部決定在鄭州至武昌間從法國引進(jìn)高速鐵路上使用的信號系統(tǒng)（ＵＴ系統(tǒng)），其中ＵＭ－７１軌道電路的載頻較高，我國原有的機(jī)車信號已不能適用，汪希時教授再一次組織新課題組開發(fā)新一代通用式機(jī)車信號。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，實現(xiàn)了新一代通用式機(jī)車信號，定型為ＳＪ型。ＳＪ型數(shù)字化通用式機(jī)車信號于１９９５年通過鐵道部鑒定并獲得國家科技進(jìn)步二等獎。ＳＪ模型研制成功，比歐共體計劃１９９３年提出的歐洲通用機(jī)車信號（ＥＵＲＯＣＡＢ）還早實現(xiàn)。汪希時教授堅持科研應(yīng)有創(chuàng)新思想，他在開發(fā)通用式機(jī)車信號中敏感地看到，通用式機(jī)車信號只是鐵路信號工程中一個環(huán)節(jié)，只有創(chuàng)造出一個閉環(huán)控制系統(tǒng)來才能真正確保行車安全。１９９１年，汪希時教授受鐵道部委托主持“八五”國家科技攻關(guān)課題“列車超速防護(hù)系統(tǒng)研究”，這是我國鐵路信號范圍內(nèi)第一項國家級科研項目。以汪希時教授為首的課題組，在短時間內(nèi)，就拿出了世界一流水平的科研成果，并實驗獲得成功。這標(biāo)志著我國鐵路行車控制技術(shù)進(jìn)入發(fā)達(dá)國家行列。由此，我校無可爭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臺機(jī)車安裝作擴(kuò)大應(yīng)用實驗。經(jīng)過３年的運用，取得了一定的效果?！埃蹋茫菩土熊嚦俜雷o(hù)系統(tǒng)”１９９８年通過鐵道部的技術(shù)鑒定，１９９９年獲鐵道部科技進(jìn)步二等獎。該設(shè)備的許多先進(jìn)技術(shù)在我國列車運行控制系統(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型高速鐵路列車運行控制系統(tǒng)車載設(shè)備”并通過鐵道部的技術(shù)審查。汪希時教授主持的列車超速防護(hù)系統(tǒng)重大課題的研究，為我國列車運行控制系統(tǒng)裝備水平的提高，為保證列車運行安全、提高運輸效率做出了重大貢獻(xiàn)。與此同時，培養(yǎng)了一批青年科技骨干，他們在我國高速鐵路，地鐵交通、城市軌道交通中正在發(fā)揮重要作用。１９９３年，汪希時教授上書給當(dāng)時的國務(wù)院副總理朱镕基，建議鐵道部進(jìn)行移動閉塞系統(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，由鐵道部副部長組織八十多名專家討論此項科研，并給予認(rèn)可。從１９９８年開始，鐵道部設(shè)于北京交大的“運輸自動化與通信”部級開放實驗室正式立項并購買開發(fā)軟件包進(jìn)行實際工作。汪希時教授深信，移動自動閉塞系統(tǒng)不是一個普通項目，它實質(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)想如能實現(xiàn)，移動自動閉塞系統(tǒng)將成為我國鐵路在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)。汪希時教授１９３０年出生于江蘇省青浦縣（今屬上海市）的一個小學(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年加入中國共產(chǎn)黨。由于院系調(diào)整國家急需人才，１９５２年１２月他以全班最優(yōu)秀的成績提前半年畢業(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)時是全蘇唯一的獲列寧勛章的鐵路信號工程科教授。在研究生期間，他對專業(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)體器件在鐵路信號中應(yīng)用》。當(dāng)時，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地取得幾百枚晶體管，并利用這些器件的試驗完成了鐵路信號系統(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)異的成績完成了答辯通過了論文，這是國內(nèi)第一位該學(xué)科的副博士。１９５８年，汪希時教授回國并在北京鐵道學(xué)院電信系工作。他在３年中為本科生開出６門新的課程，同時在本校青年教師及部分郵電學(xué)校青年教師中開設(shè)了晶體管脈沖技術(shù)課，這大大推動了晶體管技術(shù)在中國的應(yīng)用。此外，他還編撰了“無觸點元件及其在鐵路信號中應(yīng)用”專著，這對此時鐵路信號技術(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。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)計院工作。他在擔(dān)任該院全院綜合實驗室技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)時，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，這些具有開創(chuàng)性的工作對祖國貢獻(xiàn)很大。１９５４年汪教授擔(dān)任全校計算中心主任，并創(chuàng)辦了鐵道部與比利時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成立后５０年中，無論是在科技還是教學(xué)方面，一直堅持走在當(dāng)時本學(xué)科的技術(shù)前沿，從晶體管到集成電路再到計算機(jī)應(yīng)用，從鐵路信號的一般控制到創(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，從２０世紀(jì)９０年代起幾乎每年要在國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表論文，學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗。他努力培育青年，指導(dǎo)４０多名碩士生、博士生和博士后。他重視實踐和實驗，不懈努力地促成了北京交通大學(xué)建立一個鐵道部級開放實驗室，即“運輸自動化與通信”實驗室。從１９９８年開始，他從科技創(chuàng)收中抽出資金，建立運輸自動化科學(xué)技術(shù)基金，用這筆資金的利息每年來獎勵運輸自動化專業(yè)中學(xué)業(yè)成績優(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，１９９６年獲得全國總工會“五一”勞動獎?wù)隆Ｋ冢保梗梗蹦戢@得鐵道部政治部授予的全國鐵路優(yōu)秀分子稱號，１９９５年獲得鐵道部優(yōu)秀科技工作者稱號，１９９３年獲第一屆茅以升鐵道科技獎。他曾任全國自動化學(xué)會理事，１９９１年至１９９６年任中國鐵道學(xué)會計算機(jī)應(yīng)用委員會副主任，１９９１年起為享受國務(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)委員會委員、學(xué)位委員會委員和職稱評定委員會委員。