《智能牵引供电系统丛书 中国智能铁路核心技术 高速铁路 智能牵引供电系统》高仕斌作|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《智能牵引供电系统丛书 中国智能铁路核心技术 高速铁路 智能牵引供电系统》

【作　者】高仕斌作

【丛书名】智能牵引供电系统丛书

【页 数】 365

【出版社】 成都：西南交通大学出版社 , 2021.02

【ISBN号】978-7-5643-7748-9

【价 格】128.00

【分 类】高速铁路-智能系统-牵引供电系统

【参考文献】 高仕斌作. 智能牵引供电系统丛书 中国智能铁路核心技术 高速铁路 智能牵引供电系统. 成都：西南交通大学出版社, 2021.02.

图书封面：

图书目录：

《智能牵引供电系统丛书 中国智能铁路核心技术 高速铁路 智能牵引供电系统》内容提要：

本书从智能的概念出发，介绍了智能牵引供电系统的结构与功能，包含智能供变电设施、智能供电运行检修管理系统、智能供电调度系统和高速通信网络。按照智能牵引供电系统的功能结构，其核心内容包括：广域保护、自愈重构、故障预测、健康评估、供电调度，全书分章节全面论述了上述核心内涵的理论基础、实现方法与实施案例。

《智能牵引供电系统丛书 中国智能铁路核心技术 高速铁路 智能牵引供电系统》内容试读

第1章

绪论

人工智能与智能系统是人类社会发展与文明进步的必然结果。近年来，世界再次掀起“智能”浪潮，智能交通、智慧城市、智能电网等词汇屡见不鲜。在中国人自主设计与建设的京张铁路通车110周年之际，智能京张高铁也于2019年12月30日通车运营。作为高速铁路的重要组成部分一牵引供电系统也在不断向智能化纵深发展，本章简要介绍高速铁路智能牵引供电系统的技术特征、层级划分与主要功能。

1.1智能

智能是智力和能力的总称。思想家们一般认为智与能是两个相对独立的概念，但又往往把二者结合起来作为一个整体看待。

1.人类智能

人类是万物之灵，应该是最具智能的。按照霍华德·加德纳多元智能理论的划分四，人类智能可以分成语言、逻辑、空间、肢体运作、音乐、人际和内省（自我认知、自然认知)等方面。

人类之所以成为万物之灵，是因为人类具有能够高度发展的智能，包括“智”和“能”两种成分。“智”主要是指人对事物的认识能力；“能”主要是指人的行动能力；人类的“智”和“能”是结合在一起不可分离的。人类的劳动、学习和语言交往等活动都是“智”和“能”的统一，是人类独有的智能活动。意向是人类智能的一个重要方面。人的活动是有目的的、自觉的活动，一刻也离不开自己意向的主导；思维是人类智能的核心。人类智能的特点主要是思想，思想的核心又是思维。人是一种思维的动物，没有思维就没有人类的智能。有了思维，人类才能形成各种较复杂的意向，从而主导着人的活动，表现出人类所特有的自觉能动性。有了思维，人类才能探索自然界的奥秘，发现自然现象背后的规律。有了

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■第1章绪论

思维，人类才能发明各种技术，突破自己认识器官和行动器官的限制，大大提高改造世界的能力。

按照霍华德·加德纳的理论，不难得出结论：

·“智”和“能”是有机统一体，是人类成为万物之灵的根本。

·人是一种有思维的动物，没有思维就没有人类的智能

·人类的个体一人的智能是有局限的，但也是可以发展的。

2.人工智能

尼尔逊教授定义：人工智能是关于知识的学科一怎样表示知识、怎样获得知识并使用知识的科学)。温斯顿教授认为：人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作)。也就是说：人工智能是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能的人工系统：研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作，也就是研究如何应用计算机的软、硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

人工智能一般分为四类，即机器“像人一样思考”“像人一样行动”“理性地思考”和“理性地行动”。这里“行动”应广义地理解为采取行动，或制定行动的决策，而不是肢体动作。

人工智能按智能程度又可分为弱人工智能、强人工智能和超人工智能弱人工智能是擅长于单个方面的人工智能，已经有比较成功的例证。

强人工智能是人类级别的人工智能，被认为是有知觉的、有自我意识的，机器的思考和推理就像人的思维一样。

超人工智能在几乎所有领域都比最聪明的人类大脑聪明很多，被认为机器产生了和人完全不一样的知觉和意识，使用和人完全不一样的推理方式。

事实上，人工智能既涉及科技发展，还涉及伦理道德

3.智能机器

智能机器是能够在各类环境中自主地或交互地执行各种拟人任务的机器，具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器，例如：视觉、听觉、触觉、嗅觉等。除具有感受器外，还具有效应器。效应器作为作用于周围环境的手段，就是“筋肉”，或称自整步电动机，从而使手、脚、长鼻子、触角等动起来。

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1.2智能铁路

由此可知，智能机器人至少要具备三个要素：感觉、运动、思考。智能机器人是

一个多种高新技术的集成体，它融合了机械、电子、传感器、计算机硬件、软件、人工智能等许多学科的知识，涉及当今许多前沿领域的技术。

4.智能系统

智能系统是指能产生人类智能行为的计算机系统。智能系统不仅可以自组织性与自适应性地在传统的诺依曼的计算机上运行，而且可以自组织性与自适应性地在新一代非诺依曼结构的计算机上运行。

个完备的智能系统至少应具备自动地获取和应用知识的能力、思维与推理的能力、问题求解的能力和自动学习的能力。

智能系统处理的对象不仅包括数据，还包括知识。表示、获取、存取和处理知识的能力是智能系统与传统系统的主要区别之一。因此，一个智能系统也是一个基于知识处理的系统，它需要：知识表示语言：知识组织工具；建立、维护与查询知识库的方法与环境；支持现存知识的重用。

智能系统处理的结果往往采用人工智能的问题求解模式来获得结果。它与传统的系统所采用的求解模式相比，有三个明显特征：其问题求解的算法往往是非确定型的或称启发式的：其问题的求解在很大程度上依赖知识：智能系统的问题往往具有指数型的计算复杂性。智能系统通常采用的问题求解方法大致分为搜索、推理和规划三类。

智能系统与传统系统的又一个重要区别在于：智能系统具有现场感应（环境适应）的能力。现场感应指它能与所处的现实世界的抽象一现场进行交互，并适应这种现场这种交互包括感知、学习、推理、判断并做出相应的动作。这也就是通常人们所说的自组织性与自适应性。

1.2

智能铁路

1.2.1国外智能铁路发展

近年来，德国、法国、英国和俄罗斯分别推出了数字化或智能铁路计划，欧盟提出的《以市场为导向的Shift2Rail科技创新项目》最有代表性。

003

■第1章绪论

Shift2Ril(简称S2R)是第一个欧洲铁路行业的倡议。文献[6]对S2R有详细介绍，具体包括：

1.2.1.1S2R的提出背景

S2R是在欧盟“Horizon2020”计划下的研究和创新活动，从而为达成“同一欧洲铁路区”目标进行必要的技术储备。欧盟认识到，欧洲铁路制造工业在国际上的领导者地位受到了新进入者的挑战，特别是来自亚洲的挑战，希望通过加快将新的和先进的技术整合到创新的铁路产品中，寻求研究和创新以及市场驱动的解决方案，提升欧洲铁路工业的竞争力，并满足日益变化的欧盟国家实际运输的需要。

1.综合的挑战

过去几年，北欧、西欧和欧洲中部投资建设高速铁路，铁路运输市场运量得到增长，但还是没有赢过陆运和空运：欧洲东部和南部一些国家的铁路货运和客运在运输系统中的占比反而有所下降；整个欧洲，集装箱只有10%是通过铁路运输的。

过去几年铁路运输的增长表明，如果投资方向正确，铁路运输完全可以成为一个有吸引力的城市、区域和长距离的运输方案

开拓铁路运输市场有助于降低温室气体排放、提升欧洲运输系统的总体环境性能：

有助于欧洲铁路工业的竞争力，创造新的商业机会，从而提升国内生产总值(GDP)、

增加就业机会、增强生产力、提升净出口额。

总之，欧洲运输系统中铁路的角色需要增强、欧洲工业的全球竞争力需要增强。

2,服务质量的挑战

根据客户调查结果，欧洲铁路服务质量堪忧。欧洲人对铁路服务满意率只有58%，对铁路车站满意率只有51%；19%的欧洲人不选择列车出行。铁路还没有成为对用户友好的运输模式。

对于货运市场，可靠性、准时性缺失是客户不满意的源头。较低的铁路运输能力使得它也不是一个节省成本的选择。

3.成本的挑战

铁路运输还需要依赖公共资金的支持。2012年，欧洲对铁路公共服务和基建方面的支持资金为360亿~380亿欧元

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1.2智能铁路

铁路系统单位输出的成本需要降低，成本的竞争力需要提升。

4,竞争力的挑战

2012年全球铁路市场的经济总量是1310亿欧元，欧洲铁路工业仍具有领先地位(占490亿欧元)，但是已被亚洲超越，特别是中国、日本和韩国等国家在研究和创新方面的大量投入，极大地支持了铁路工业发展。

为了应对这些挑战，最好的办法是从现在开始，结合系统研究方法，通过创新来

提升产品的品质和可靠性，从而降低产品的全生命周期成本。这也是S2R倡议被提出

的初衷。

1.2.1.2S2R的关键目标

2014年06月16日，欧盟理事会颁布了第642号S2R条例；2015年05月01日，

在S2R条例的框架下，启动了“灯塔”项目，包括：创新的智能铁路(In2Rail)、S2R的信息技术(IT2Rail)、新一代铁路列车(Roll2Rail)和智慧铁路(SmartRail)4个研

究项目。整个S2R正在实施和已经完成的项目有67个。从“灯塔”项目的研究与创

新可以看出：智能与智慧铁路是其核心。

S2R的工作目标将围绕提升服务质量、降低系统成本、增强互用性和安全性、简

化商业程序4个方面开展。到2030年，希望达成如下关键目标：

(1)将铁路服务的可靠性和准时性提升50%。

(2)将铁路运输系统的运力提升100%

(3)将铁路运输的生命周期成本降低50%。

1.2.1.3S2R的主要内容

S2R的主要研究与创新内容包括如下11个方面：

·列车自动驾驶(Automated Train Operation):

·服务的流动性(Mobility as a Service):

·快速响应需求的物流(Logistics on Demand):

·从数据中获得更大价值(More Value from Data):

·能量应用优化（Optimum Energy Use:

·衔接合拍的服务(Service Timed to the Second):

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第1章绪论

·铁路低成本解决方案(Low Cost Railway Solutions):

·有保障的资产健康与有效利用(Guaranteed Asset Health and Availability);

·智能列车(Intelligent Trains);

。车站与智慧城市的流动性(Stations and Smart City Mobility):

·环境与社会可持续性(Environmental and Social Sustainability)。例如，图1-1为铁路低成本解决方案，图1-2为智能列车解决方案

CLOSE

图1-1铁路低成本解决方案

图1-2智能列车解决方案

S2R的工作将围绕着五个创新计划开展，涵盖铁路系统中所有相关的结构和功能

子系统，如图1-3所示。

IP1

IP2

IP3

IP4

IP5

长期需求和社会经济研究

低成

先进

低成

可持

本和

的交

本

引力

续的

智慧材料和工艺

可靠

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和有

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包括

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解决

欧洲

高性

性能

方案

能列

基建

技术

能源和可持续性

车和

高速

人力资本

列车

图1-3S2R的五个创新计划

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···试读结束···