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摘要：我国对铁路运输进行电子模拟的初期研究，主要是将其应用在铁路编组站及列车运行过程计算，为了能够让经营管理者更好地理解系统成本和运输的能力，基于电子模拟系统下的铁路运输研能够提供这样一种工具。本文对铁路运输模拟进行了结构分类，研究了我国铁路运输系统模拟的开发要点，在此基础上，分析探讨了基于电子模拟系统下的铁路运输的关键技术及其日后的发展趋势。
关键词：电子模拟系统，铁路运输，发展趋势
中图分类号：U29 文献标识码：A 文章编号：1674-7712（2012）20-0006-01
一、铁路运输模拟的结构及分类
（一）按模块分类
主要包括线路与网络描述模块，是最基本的层次；线路与连接设备的物理布局所决定的列车属性模块；各类交通控制信号系统下的列车运行环境模块；列车运行与设备运用计划模块，该种模拟运输模块能够提供各列车运行的时刻表、偏好路径以及乘务组周转表定义；铁路运输模拟结果分析模型，分析、显示和输出模拟结果。
（二）按应用领域分类
主要包括战略决策模拟模型，主要研究在保证基本的安全性能条件下，铁路服务的最有效利用资产利用以及费用控制策略；机车模型、车辆模型及线路维护模型等的基于资源的模拟；集中在获得量化的线路的列车运营模拟；研究不同条件下轨道网络的运营行为的干线与枢纽能力模拟；包括各种型号的火车的路径选择以及费用优化策略研究等的服务模拟；寻找最佳抗干扰途径的铁路交叉口及干扰模拟；最低效益与风险分析模拟。
（三）常用的模拟模型
主要包括线路搜索模型；优化模型，该模型可以是事件驱动的，但也可以不是，依靠复杂的数学算法来使运行行为最佳化；计算机辅助调度模型，在该种模型下，需要用户事先对列车运行线路和调度决策进行描述，在列车的运营与控制系统中，如果有非预期的干扰情况发生，列车调度员应可能地将干扰影响减少到最低；基于事件的模拟模型，该模型最早的模拟模型之一，它们在处理列车运行时间的微观模拟问题时差异很大；在当今的科技应用下，模拟软件包的应用已经非常具备实用性和科学性。
二、基于电子模拟系统下的铁路运输研究的技术关键及发展趋势
（一）模拟过程设计的技术关键
定义模拟研究的目标是模拟过程设计的关键所在，在模拟过程中所需要的数据是必须准确并且完备的，在提供充分可靠的数据的基础上，才能够更好地进行铁路运输的模拟实验。如果情况需要并且实际可行，则可以选用列车真实情况的运营数据来作为案例的参考数据和依据。
（二）模拟方法的技术关键
铁路运输系统的核心是交通控制，如果能够采用正确适当的交通控制方法，那么在很大程度上就能够增加铁路运输电子模拟的成功概率，足以见得交通控制在其中的重要性。在进行交通控制的过程中，为了尽量地减少延误，则必须妥善处理列车之间的接续，从而制订科学合理的列车的周转和调配计划。为了在资源得到最为合理以及最优的利用的基础上，使得列车系统得到运行，可以在交通规划中采用一些合适的模型。在实际情况中，长期的铁路规划与短期的交通控制有一些相通之处，所以自然可以利用这些方法，然而要将规划中的控制方法利用在交通控制中有一个难点之处，主要是用来计算的时间资源比较有限，规划中所采用的一些算法是需要很多时间。然而在交通控制中往往需要给出及时的答案，不允许用太长的时间去计算，因此，这些方法并不能够替代原先的算法，只是为了减少原先算法的求解范围，方便计算过程。
（三）模拟技术的发展趋势
模糊集理论，铁路运输系统中确实存在许多不确定的因素，模糊集理论则是处理这些不确定性的较好的方法。随着模拟技术的发展，除了模糊集理论，智能体技术得到了较为广泛的应用，近些年来，该模拟技术是在铁路系统模拟领域应用得较多的一种技术，它是以分布式系统和目标技术为基础的，在该种技术的作用下，布式系统的资源可以共享，而且在智能控制下有很强的自动性。在多智能体系统中，子系统之间由活动本身来自行协调，面向智能体的技术在微观模拟领域起源于多目标技术，可以较大幅度地改善既有技术。复杂的数据目标间的界面被极小化，内部数据只能通过定义好的界面来接近，一个智能体包括了一个数据集以及通讯的方法，多智能体技术扩展到目标定位思想。
在采用多智能体系进行模拟研究时，如果拿来参考的数据不同，职能体系之间的运行和计算则会发生冲突，一旦这些体系发生了冲突，那么需要各个职能体系之间相互协调相互谈判，得出最好的解决方案。多智能体系统的主要思想是对复杂问题，通过将分解为自动问题得出近似解，在局部问题解决的基础上，将通讯环境集成，在铁路运输中，多智能体系统的应用案例是列车的编组与摘挂系统。
铁路运输调度系统是一个典型的多智能体系统，列车的日常运输组织工作主要是由站段、分局、路局三级来负责，一旦出现冲突，需要通过上级来进行协调，整个过程主要是基于经验的，协调的水平与调度员的性格和相互关系有很大的关系。我国铁路正在探讨网运分离改革，网运分离将会导致调度结构发生重大变化，智能体结构在该种情况下更适合采用实施调度系统。
三、我国铁路运输系统模拟开发的要点
多数发展中国家的模拟的基础交通数据统计不完备，我国在数据统计方面也存在很多的不足之处，在铁路建设的不断发展下，已经大致建立了铁路运输基础数据系统收集的框架，如何充分利用这些系统来积累所需要的数据，是未来进一步的研究重点。在开发有效的研究型模拟系统之前，要高度重视建模技术的研究。经过各项研究表明，对应用型软件系统来说，编程实现问题在多数情况下不足以成为系统发展的难题，当前我国基于电子模拟系统下的铁路模拟系统的薄弱环节，主要是关于系统设计与系统建模算法的研究。
除了基础交通数据的统计资料的完善，还应该注意模拟系统的可持续发展，一个好的模拟系统需要长期不懈的努力才能初步完成，同时还需要更长时间的运行维护才能走向成熟和商业化，做到真正服务于铁路运输。为实现这一点，极为必要发展一个持续稳定的专家及研发队伍，不断加强测试及软件文档工作，软件测试是软件发展中不可忽视的一个环节，而文档则是软件维护和系统发展的必备文件，应该引起足够的重视。注重软件系统技术含量的积累，软件投产后，其间包含大量的数据与案例积累，模拟软件的发展包括功能扩充和案例与数据的积累两部分，在积累前人的经验和数据的同时，还要努力研发和创新。
四、结语
基于电子模拟系统下的铁路运输研究对于我国的铁路发展是非常重要的，在科学技术的日新月异的发展下，要不断探究铁路系统模拟研究，力争使我国的铁路事业更上一步台阶。
参考文献：
[1]刘建国.国外铁路改革模式的分析与比较[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版）.2009，2.
[2]肖平.我国铁路运输企业内部控制的诊断及改进研究[D].华东交通大学，2011.
关键词：电子模拟系统，铁路运输，发展趋势
中图分类号：U29 文献标识码：A 文章编号：1674-7712（2012）20-0006-01
一、铁路运输模拟的结构及分类
（一）按模块分类
主要包括线路与网络描述模块，是最基本的层次；线路与连接设备的物理布局所决定的列车属性模块；各类交通控制信号系统下的列车运行环境模块；列车运行与设备运用计划模块，该种模拟运输模块能够提供各列车运行的时刻表、偏好路径以及乘务组周转表定义；铁路运输模拟结果分析模型，分析、显示和输出模拟结果。
（二）按应用领域分类
主要包括战略决策模拟模型，主要研究在保证基本的安全性能条件下，铁路服务的最有效利用资产利用以及费用控制策略；机车模型、车辆模型及线路维护模型等的基于资源的模拟；集中在获得量化的线路的列车运营模拟；研究不同条件下轨道网络的运营行为的干线与枢纽能力模拟；包括各种型号的火车的路径选择以及费用优化策略研究等的服务模拟；寻找最佳抗干扰途径的铁路交叉口及干扰模拟；最低效益与风险分析模拟。
（三）常用的模拟模型
主要包括线路搜索模型；优化模型，该模型可以是事件驱动的，但也可以不是，依靠复杂的数学算法来使运行行为最佳化；计算机辅助调度模型，在该种模型下，需要用户事先对列车运行线路和调度决策进行描述，在列车的运营与控制系统中，如果有非预期的干扰情况发生，列车调度员应可能地将干扰影响减少到最低；基于事件的模拟模型，该模型最早的模拟模型之一，它们在处理列车运行时间的微观模拟问题时差异很大；在当今的科技应用下，模拟软件包的应用已经非常具备实用性和科学性。
二、基于电子模拟系统下的铁路运输研究的技术关键及发展趋势
（一）模拟过程设计的技术关键
定义模拟研究的目标是模拟过程设计的关键所在，在模拟过程中所需要的数据是必须准确并且完备的，在提供充分可靠的数据的基础上，才能够更好地进行铁路运输的模拟实验。如果情况需要并且实际可行，则可以选用列车真实情况的运营数据来作为案例的参考数据和依据。
（二）模拟方法的技术关键
铁路运输系统的核心是交通控制，如果能够采用正确适当的交通控制方法，那么在很大程度上就能够增加铁路运输电子模拟的成功概率，足以见得交通控制在其中的重要性。在进行交通控制的过程中，为了尽量地减少延误，则必须妥善处理列车之间的接续，从而制订科学合理的列车的周转和调配计划。为了在资源得到最为合理以及最优的利用的基础上，使得列车系统得到运行，可以在交通规划中采用一些合适的模型。在实际情况中，长期的铁路规划与短期的交通控制有一些相通之处，所以自然可以利用这些方法，然而要将规划中的控制方法利用在交通控制中有一个难点之处，主要是用来计算的时间资源比较有限，规划中所采用的一些算法是需要很多时间。然而在交通控制中往往需要给出及时的答案，不允许用太长的时间去计算，因此，这些方法并不能够替代原先的算法，只是为了减少原先算法的求解范围，方便计算过程。
（三）模拟技术的发展趋势
模糊集理论，铁路运输系统中确实存在许多不确定的因素，模糊集理论则是处理这些不确定性的较好的方法。随着模拟技术的发展，除了模糊集理论，智能体技术得到了较为广泛的应用，近些年来，该模拟技术是在铁路系统模拟领域应用得较多的一种技术，它是以分布式系统和目标技术为基础的，在该种技术的作用下，布式系统的资源可以共享，而且在智能控制下有很强的自动性。在多智能体系统中，子系统之间由活动本身来自行协调，面向智能体的技术在微观模拟领域起源于多目标技术，可以较大幅度地改善既有技术。复杂的数据目标间的界面被极小化，内部数据只能通过定义好的界面来接近，一个智能体包括了一个数据集以及通讯的方法，多智能体技术扩展到目标定位思想。
在采用多智能体系进行模拟研究时，如果拿来参考的数据不同，职能体系之间的运行和计算则会发生冲突，一旦这些体系发生了冲突，那么需要各个职能体系之间相互协调相互谈判，得出最好的解决方案。多智能体系统的主要思想是对复杂问题，通过将分解为自动问题得出近似解，在局部问题解决的基础上，将通讯环境集成，在铁路运输中，多智能体系统的应用案例是列车的编组与摘挂系统。
铁路运输调度系统是一个典型的多智能体系统，列车的日常运输组织工作主要是由站段、分局、路局三级来负责，一旦出现冲突，需要通过上级来进行协调，整个过程主要是基于经验的，协调的水平与调度员的性格和相互关系有很大的关系。我国铁路正在探讨网运分离改革，网运分离将会导致调度结构发生重大变化，智能体结构在该种情况下更适合采用实施调度系统。
三、我国铁路运输系统模拟开发的要点
多数发展中国家的模拟的基础交通数据统计不完备，我国在数据统计方面也存在很多的不足之处，在铁路建设的不断发展下，已经大致建立了铁路运输基础数据系统收集的框架，如何充分利用这些系统来积累所需要的数据，是未来进一步的研究重点。在开发有效的研究型模拟系统之前，要高度重视建模技术的研究。经过各项研究表明，对应用型软件系统来说，编程实现问题在多数情况下不足以成为系统发展的难题，当前我国基于电子模拟系统下的铁路模拟系统的薄弱环节，主要是关于系统设计与系统建模算法的研究。
除了基础交通数据的统计资料的完善，还应该注意模拟系统的可持续发展，一个好的模拟系统需要长期不懈的努力才能初步完成，同时还需要更长时间的运行维护才能走向成熟和商业化，做到真正服务于铁路运输。为实现这一点，极为必要发展一个持续稳定的专家及研发队伍，不断加强测试及软件文档工作，软件测试是软件发展中不可忽视的一个环节，而文档则是软件维护和系统发展的必备文件，应该引起足够的重视。注重软件系统技术含量的积累，软件投产后，其间包含大量的数据与案例积累，模拟软件的发展包括功能扩充和案例与数据的积累两部分，在积累前人的经验和数据的同时，还要努力研发和创新。
四、结语
基于电子模拟系统下的铁路运输研究对于我国的铁路发展是非常重要的，在科学技术的日新月异的发展下，要不断探究铁路系统模拟研究，力争使我国的铁路事业更上一步台阶。
参考文献：
[1]刘建国.国外铁路改革模式的分析与比较[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版）.2009，2.
[2]肖平.我国铁路运输企业内部控制的诊断及改进研究[D].华东交通大学，2011.