| 书名： | 物联网与铁路运输管理 |
| 出版社： | 清华大学出版社 |
| 出版日期 | 2022 |
| ISBN号： | 9787512148109 |
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| 本书通过对现有铁路复杂业务的梳理总结，构建了由核心业务、辅助业务、增值业务构成的铁路业务体系。在分析物联网技术对铁路业务流程及体系的影响的基础上，提出了铁路物联网应用技术架构，在对运输组织、调度指挥、运力资源管理、客运管理、货运管理、安全管理等业务应用分析的基础上，论证了物联网技术在铁路运输领域应用可行性，对铁路物联网的建设需求进行了研究。 |
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| 荣红霞，哈尔滨金融学院沈孟如，北京交通大学副教授，博士，现任北京交通大学交通信息管理工程系书记、副主任，主要从事物流信息化、电子商务、大数据分析及应用技术、交通运输规划与管理等领域的科研与教学工作。 |
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| 《物联网与铁路运输管理》本书通过对现有铁路复杂业务的梳理总结，构建了由核心业务、辅助业务、增值业务构成的铁路业务体系。 |
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第1章 绪论 1 1.1 物联网理论及研究现状 1 1.1.1 物联网概念与定义 1 1.1.2 物联网技术特征及体系架构 2 1.1.3 国外研究现状 4 1.1.4 我国研究现状 8 1.2 物联网技术构成 10 1.2.1 物联网基础技术 10 1.2.2 物联网核心技术 11 1.2.3 物联网支撑技术 13 1.2.4 物联网应用技术 15 1.2.5 物联网安全技术 16 1.3 国内外铁路信息化现状与发展趋势 17 1.3.1 国外铁路信息化现状 17 1.3.2 我国铁路信息化现状 20 1.3.3 我国铁路信息化发展趋势 24 1.4 物联网与铁路信息化 25 1.4.1 物联网在铁路运输领域的应用 25 1.4.2 物联网促进铁路信息化 26 本章小结 27 本章习题 27 第2章 基于物联网的铁路业务系统设计研究 28 2.1 铁路业务概述 28 2.1.1 铁路业务系统性 28 2.1.2 铁路业务复杂性 29 2.1.3 铁路业务基础性和服务性 29 2.2 铁路业务现状分析 29 2.2.1 铁路业务构成现状 29 2.2.2 铁路业务系统分析及划分方法 32 2.2.3 铁路核心业务 38 2.3 铁路业务体系及流程设计 47 2.3.1 铁路业务体系建立 47 2.3.2 铁路业务流程设计 49 2.4 物联网对铁路业务体系及流程的影响 51 2.4.1 物联网对铁路业务体系的影响 51 2.4.2 物联网对铁路业务流程的影响 52 2.5 基于物联网的铁路运输业务体系构建 53 2.5.1 物联网环境 54 2.5.2 核心业务层 54 2.5.3 辅助业务层 54 2.5.4 增值业务层 54 2.5.5 技术支持层 55 2.5.6 应用层 55 2.5.7 支撑环境 55 本章小结 56 本章习题 56 第3章 物联网技术在铁路运输领域应用研究 57 3.1 铁路物联网概述 57 3.2 铁路物联网需求分析 58 3.2.1 运输组织需求 58 3.2.2 调度指挥需求 59 3.2.3 客运管理需求 59 3.2.4 货运管理需求 60 3.2.5 运力资源管理需求 60 3.2.6 运输安全管理需求 60 3.2.7 信息控制需求 60 3.3 铁路物联网技术构成 61 3.3.1 感知与标识技术 62 3.3.2 网络与通信技术 62 3.3.3 计算与服务技术 63 3.3.4 管理与支撑技术 64 3.3.5 智能应用层 64 3.4 铁路物联网技术应用 64 3.4.1 运输组织自动化 65 3.4.2 调度指挥智能化 66 3.4.3 运力资源协同化 66 3.4.4 客运管理数字化 67 3.4.5 货运管理物联化 68 3.4.6 安全管理一体化 69 3.4.7 信息控制全域化 69 本章小结 70 本章习题 71 第4章 物联网环境下铁路信息资源整合与共享模式 72 4.1 铁路信息资源概述 72 4.1.1 铁路信息资源特点 72 4.1.2 铁路信息资源层次划分 73 4.2 铁路信息资源整合与共享需求分析 74 4.2.1 路内信息资源整合与共享需求分析 75 4.2.2 路外信息资源整合与共享需求分析 75 4.3 铁路信息资源整合与共享影响因素分析 76 4.3.1 铁路组织机构设置影响 76 4.3.2 技术标准分析 77 4.3.3 规划建设分析 78 4.4 铁路信息资源整合与共享方案设计 78 4.4.1 纵向铁路信息资源的整合与共享方案设计 78 4.4.2 横向铁路信息资源的整合与共享方案设计 80 4.4.3 路外信息资源整合与共享方案设计 81 4.5 物联网环境下铁路信息资源整合与共享模式研究 82 4.5.1 原则 82 4.5.2 模式构建 83 本章小结 86 本章习题 86 第5章 基于物联网的铁路信息共享机制与实现研究 87 5.1 铁路信息共享现状与问题 87 5.1.1 共享现状 87 5.1.2 共享问题分析 88 5.2 基于物联网的铁路信息共享本质与内涵 89 5.2.1 基于物联网的铁路信息共享的本质 89 5.2.2 基于物联网的铁路信息共享的内涵 89 5.3 基于物联网的铁路信息共享机制分析 90 5.3.1 铁路信息共享原则 90 5.3.2 铁路信息共享目标 91 5.3.3 铁路信息共享机制构成 92 5.4 基于物联网的铁路信息共享实现 96 5.4.1 铁路信息系统综合集成过程分析 96 5.4.2 铁路信息整合与共享技术及方法研究 97 5.4.3 基于物联网的铁路信息共享方案设计 99 本章小结 100 本章习题 100 第6章 基于物联网的铁路信息技术体系研究 102 6.1 铁路信息技术 102 6.1.1 铁路信息技术概述 102 6.1.2 铁路信息技术构成 104 6.1.3 铁路信息技术发展趋势 105 6.2 铁路信息系统演化分析 107 6.2.1 铁路信息系统分类 107 6.2.2 铁路信息系统演化动力 108 6.2.3 基于相图的铁路信息系统演化途径 110 6.2.4 基于组织管理的铁路信息系统发展阶段 112 6.3 物联网环境下铁路信息系统建设与规划研究 113 6.3.1 铁路信息系统建设与规划现状 113 6.3.2 物联网环境下铁路信息系统建设与规划方案 115 6.4 基于物联网的铁路信息技术体系框架 116 6.4.1 信息感知层 117 6.4.2 业务管理层 117 6.4.3 物联网应用层 117 6.4.4 决策支持平台层 118 6.4.5 行业服务应用层 118 本章小结 118 本章习题 119 第7章 基于物联网的铁路信息平台架构设计 120 7.1 基于物联网的铁路信息平台概述 120 7.2 基于物联网的铁路信息平台体系架构技术 121 7.2.1 SOA技术 121 7.2.2 Web Service技术 122 7.2.3 EAI技术 123 7.2.4 中间件技术 124 7.2.5 数据技术 125 7.2.6 物联网技术 127 7.3 铁路信息平台需求分析 128 7.3.1 路内信息平台需求分析 129 7.3.2 路外信息平台需求分析 129 7.4 基于物联网的铁路信息平台体系架构 130 7.4.1 基础环境层 131 7.4.2 物联网集成技术层 132 7.4.3 应用技术支撑层 133 7.4.4 铁路运输应用层 133 7.5 铁路信息平台应用标准与规范 134 7.5.1 铁路信息分类与编码标准 134 7.5.2 铁路运输信息采集技术标准 134 7.5.3 平台数据交换技术标准 134 7.5.4 安全标准与规范 135 7.6 基于物联网的铁路信息平台安全技术 135 7.6.1 感知安全技术 135 7.6.2 网络安全技术 135 7.6.3 应用安全技术 135 本章小结 136 本章习题 136 第8章 铁路物联网应用与展望 137 8.1 物联网在铁路运输领域的应用初探 137 8.1.1 基于物联网的铁路运输组织 138 8.1.2 基于物联网的调度指挥 142 8.1.3 基于物联网的铁路运力资源配置 155 8.1.4 基于物联网的铁路客货运系统 161 8.1.5 基于物联网的铁路安全管理 166 8.2 物联网在铁路运输领域的应用展望 172 8.2.1 物联网在铁路领域的发展方向 172 8.2.3 物联网在铁路领域的发展阶段 174 8.2.4 物联网在铁路运输领域的发展趋势 175 8.3 铁路物联网综合管理信息系统 176 本章小结 178 本章习题 178 参考文献 180
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进入21世纪，人类社会正迎来一场以物联网为核心的新技术革命。物联网提供了全面感知物质世界的能力，同时为技术创新与产业发展创造了前所未有的机遇。2010年3月，我国政府工作报告将物联网确立为战略性新兴产业之一，明确提出要“加快物联网的研发应用”，为物联网的发展提供强大的推动力。 铁路物联网是物联网技术最具现实意义的应用领域之一，积极探索物联网在铁路运输领域的应用技术及相关应用十分必要。随着我国经济、社会的高速发展，铁路运输行业对信息化、智能化水平的要求越来越高，传统的铁路信息服务已经不能满足市场需求，物联网在铁路运输领域的应用势在必行。本书在总结目前铁路信息资源整合与共享问题的基础上，根据业务需求，明确信息资源整合与共享内容，构建了基于物联网的铁路信息资源整合与共享模式，并建立了基于物联网的铁路网络与共享平台。针对铁路信息共享目标，研究了物联网环境下铁路信息共享机制。结合铁路信息系统的分类和对铁路信息系统演变动力的详细分析，运用相图理论对铁路信息系统演化途径进行研究，构建了基于物联网的铁路信息技术体系，设计了基于物联网技术的铁路信息平台体系架构，实现了物联网技术与现代铁路信息技术的融合。 物联网技术是一项综合性的技术，它在铁路运输领域的应用具有规模性、广泛性等特征，实现框架可分为感知层、传输层、应用层3个层次：通过感知层获取铁路运输货物的各项属性与物流信息，通过传输层将信息传输到网络中并进行信息整合与处理，最终实现信息的泛在化智能应用。随着物联网技术在我国铁路运输领域的应用与发展、物联网技术与铁路运输技术的深度融合，将会带来物联网环境下铁路运输及铁路物流的业务模式与技术体系的创新。 作为物联网在物流领域及铁路运输领域应用最早的研究者和倡导者之一，编者从2003年起针对铁路运输及现代物流领域信息资源分割独立、信息孤岛大量存在、资源获取与可用性差、信息交换及共享十分困难的技术现状，对铁路运输综合信息平台及集成技术等相关课题展开了深入研究。在有关项目研究的基础上，结合物联网技术在铁路运输领域的综合应用，研究了铁路运输信息资源的分类、收集、组织、描述、管理、维护、分析、显示、服务、标准等关键技术，构建了面向基于物联网的铁路运输信息平台系统，从而提高了铁路运输基础信息资源管理的社会性、集约性、协同性和有效性，支持了铁路运输业务的高效管理与运营优化。 本书介绍了铁路运输领域分散、海量的信息获取、处理、传输和综合应用等问题及解决方案，对提升铁路信息资源利用效率，提高铁路运输服务水平具有重要意义，为我国铁路物联网推广奠定了理论和应用基础。本书的主要内容包括以下8个方面。 （1）物联网基础理论与关键技术。 （2）基于物联网的铁路业务系统设计研究。 （3）物联网技术在铁路运输领域应用研究。 （4）物联网环境下铁路信息资源整合与共享模式。 （5）基于物联网的铁路信息共享机制与实现研究。 （6）基于物联网的铁路信息技术体系研究。 （7）基于物联网的铁路信息平台架构设计。 （8）铁路物联网应用与展望。 本书由沈孟茹、王喜富、乐逸祥、周正共同编写，具体分工如下：第1章和第2章由周正编写，第3章由王喜富和沈孟如编写，第4章由乐逸祥和王喜富编写，第5章由沈孟如和王喜富编写，第6章和第7章由沈孟如和王喜富编写，第8章由乐逸祥、王喜富和沈孟如编写。 在本书的写作过程中，编者紧密结合实际，多次到相关铁路运输企业进行业务调研，同时听取了众多行业技术人员和该领域专家的意见，在此向相关企业领导和专家致以衷心的感谢，感谢他们的热情帮助和对编者研究提出的宝贵意见。 由于编者水平及时间有限，加上物联网产业发展迅速，相关技术和管理理念不断翻新，书中难免有疏漏和不足之处，敬请专家和读者批评指正。
编 者 2022年1月于北京
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