ISO 24675-22026 鐵路應用 時刻表用運行時間計算 第2部分距離速度圖和速度曲線標準立項發展報告

標題：鐵路應用時刻表用運行時間計算第2部分：距離速度圖和速度曲線標準立項發展報告EnglishTitle:StandardizationDevelopmentReport:RailwayApplications—RunningTimeCalculationforTimetabling—Part2:Distance-SpeedDiagramsandSpeedCurves摘要本報告圍繞國際標準化組織（ISO）發布的ISO24675-2:2026《鐵路應用時刻表用運行時間計算第2部分：距離速度圖和速度曲線》標準，系統分析了其立項背景、技術內容、應用價值及發展趨勢。隨著全球鐵路運輸網絡的日益復雜和智能化的快速發展，精確、高效的列車運行時間計算成為優化時刻表編制、提升線路通過能力與運營效率的核心環節。本標準作為ISO24675系列標準的第2部分，專注于規范距離速度圖（Distance-speeddiagrams）和速度曲線（Speedcurves）的定義、繪制方法、數據格式及其在運行時間計算中的應用規則，旨在為鐵路運營商、基礎設施管理者及系統供應商提供統一的技術語言與操作規范。報告深入探討了該標準制定的必要性，即解決當前行業內因計算方法不一致、數據格式不統一所導致的兼容性障礙與效率瓶頸。通過詳細解析標準的核心技術要素，包括基本術語定義、圖形構建原則、關鍵參數設定及數據交換要求，本文論證了ISO24675-2:2026在推動全球鐵路運營調度信息化、智能化轉型中的關鍵作用。結論指出，該標準的發布標志著國際鐵路運營基礎數據標準化邁出了重要一步，其與ISO24675系列其他部分及相關系列標準的協同應用，將有力支撐未來高速鐵路、重載鐵路及城市軌道交通的互聯互通與高效協同運營。關鍵詞鐵路應用；時刻表；運行時間計算；距離速度圖；速度曲線；國際標準化；運營調度KeywordsRailwayApplication;Timetabling;RunningTimeCalculation;Distance-SpeedDiagram;SpeedCurve;InternationalStandardization;OperationsScheduling正文一、引言：標準化背景與立項必要性現代鐵路系統作為國民經濟的大動脈，其運營效率與安全性直接關系到社會經濟運行的質量。列車運行時間是編制行車時刻表（Timetable）的核心輸入，其計算的準確性、一致性與通用性，是保障線路能力最大化利用、列車正點率以及應對突發事件快速調整運行圖的基礎。然而，長期以來，全球各鐵路運營商、車輛制造商及信號系統供應商在計算列車運行時間時，所采用的物理模型、數學算法、數據接口與圖形表示方法千差萬別。這種技術藩籬不僅增加了跨系統集成的成本與復雜性，更限制了跨國、跨區域鐵路網絡的一體化調度與互聯互通。ISO24675《鐵路應用時刻表用運行時間計算》系列標準正是為應對這一挑戰而制定。其中，第2部分（ISO24675-2:2026）專注于距離速度圖和速度曲線，旨在解決以下幾項關鍵需求：1.統一技術語言：明確“距離-速度圖”、“速度曲線”、“限制速度”、“巡航速度”、“制動曲線”等核心術語的精確內涵，消除因理解歧義導致的計算偏差。2.規范圖形構建：為標準化的列車運行仿真和時刻表優化工具提供數學基礎，規定繪制速度曲線時應考慮的物理約束（如牽引力、制動力、線路坡度、曲線半徑、信號制式等）。3.促進數據交換：定義標準化的數據格式，保證不同系統之間（如時刻表編制系統與列車控制系統）能夠無縫共享和解析速度曲線數據，從而支持自動列車運行（ATO）和列車自動防護（ATP）系統的精確控制。4.推動行業進步：為基于大數據的運行圖智能優化、能耗評估及列車群協同控制等前沿應用提供統一、可靠的數據底座。二、標準核心技術內容解析ISO24675-2:2026并非孤立的技術規范，而是構建在ISO24675系列整體框架（第1部分通則）基礎之上的專項標準。其核心內容可以歸納為以下幾個維度：1.基本定義與表示方法：*距離-速度圖：標準嚴格定義了以列車行駛距離為橫坐標、瞬時速度為縱坐標的直角坐標系圖。該圖是表征列車運行過程（加速、巡航、惰行、制動）最直觀的基礎工具，也是所有高級計算的起點。*速度曲線：定義了在不同線路條件（如坡道、彎道、限速區段）下，列車理論或實際遵循的即時速度的變化軌跡。標準區分了“限制速度曲線”（即線路基礎設施允許的最高速度）、“目標速度曲線”（調度員設定的運行目標）以及“實際運行速度曲線”（考慮列車動態響應后的實際軌跡）。2.速度曲線構建方法：*過程劃分：標準化了列車運行過程中的四個基本階段：啟動加速（Tractivephase）、恒速運行（Coasting/cruisingphase）、惰行（Coastingphase）和制動減速（Brakingphase）。標準為每個階段的速度-距離關系提供了基準計算公式。*約束條件整合：詳細規定了如何將以下物理和運營約束整合進速度曲線的計算中：*牽引與制動特性：牽引力/制動力與速度的關系曲線。*線路限速：恒定的或區段變化的線路最高允許速度。*信號安全約束：移動閉塞或固定閉塞下的安全制動距離要求。*運行阻力：包括基本阻力（Davis公式等）和附加阻力（坡度、曲線）。*關鍵參數設定：明確了計算所需的關鍵參數，如列車質量、轉動慣量系數、空氣阻力系數、制動效率等，并要求在特定應用場景下進行明確聲明和校準。3.數據交換與接口要求：*標準化輸出格式：標準推薦了用于存儲和交換距離-速度圖和速度曲線數據的標準化數據結構（如基于XML或JSON的開放式編碼方案）。這保證了不同供應商開發的仿真軟件、時刻表編制工具與車輛控制器能夠讀取和解析彼此的速度曲線數據。*元數據定義：要求數據包中必須包含完整的元數據，包括計算日期、所使用的列車模型版本、線路數據版本、計算參數（如預留時間、安全余量等），以確保數據的可追溯性和可校驗性。三、標準的主要參與單位與標委會介紹本標準的制定工作主要由國際標準化組織鐵路應用技術委員會（ISO/TC269）負責管理，并由其下屬的工作組（例如，WG2或WG3等相關工作組）具體執行。ISO/TC269是全球鐵路領域制定國際標準的最高層次技術機構，其秘書處由德國標準化協會（DIN）承擔。該技術委員會下設多個分委會（SC）與工作組，覆蓋從基礎設施、車輛到運營管理和信號系統的各個專業領域。ISO/TC269的核心使命是整合全球鐵路行業的技術知識和最佳實踐，推動鐵路裝備和運營管理的標準化。詳細介紹ISO/TC269的職能與貢獻：1.組織架構與職責：ISO/TC269負責制定鐵路系統工程、標準化、試驗方法和基礎數據交換等方面的國際標準。其成員由來自全球主要鐵路國家的國家標準化機構代表組成，包括中國、德國、法國、日本、美國、俄羅斯等。標委會通過定期會議、工作組研討會以及在線協作平臺，組織行業專家、研究機構和產業界代表共同分析和解決標準制定中的技術難題。2.對本標準的貢獻：ISO/TC269在制定ISO24675-2:2026過程中，發揮了關鍵作用：*需求分析與立項：標委會通過調研全球鐵路運營與規劃現狀，識別出運行時間計算方法標準化的迫切需求，并正式立項啟動ISO24675系列標準。*技術協調與整合：協調了來自不同國家、不同軌道制式（如標準軌距、寬軌、窄軌）的代表意見，確保標準在技術上具有普適性和先進性。例如，協調了高鐵與普鐵在速度曲線計算邏輯上的差異。*質量保障與共識構建：標委會組織了多輪全球范圍內的專家評審和投票，對標準的各個技術細節進行了深入討論和嚴格審核，確保了規定的科學性和可操作性，最終促成了在2015-2026年間發布的系列標準（本部分于2026年發布）。*與其他標準的協調：確保ISO24675-2與ISO24675系列其他部分以及現有和正在制定的其他相關標準（如IEC61375關于列車通信網絡的標準，以及EN13848系列關于軌道幾何狀態的標準）具有極高的兼容性。通過ISO/TC269的嚴謹工作，ISO24675-2:2026不僅成為一份技術規范，更在全球范圍內凝聚了行業共識，為未來鐵路運營的數字化和智能化協同奠定了堅實的制度基礎。四、標準的應用價值與影響ISO24675-2:2026的發布將在多個層面產生深遠影響：1.提升運營效率：統一的運行時間計算方法意味著時刻表編制將更加精確，能夠有效減少不必要的冗余時間，最大化線路通過能力。對于高速鐵路而言，精確到秒級的運行時間計算是編制“黃金”圖的關鍵。2.降低綜合成本：標準化的數據接口和格式將大幅降低系統集成與調試的復雜性與成本。鐵路運營商和車輛制造商可以基于通用標準采購軟件和硬件，避免和減少因數據格式不兼容導致的定制化開發，從而降低全生命周期成本。3.增強系統兼容性：跨國鐵路運輸（如“一帶一路”跨境貨運、泛歐鐵路網）中，不同國家、不同信號系統（如ETCS的不同層級）之間的數據交換將變得便捷高效。速度曲線的標準化格式是未來實現智能、協同、互聯互通的鐵路運輸的基礎。4.推動技術創新：標準為基于人工智能（AI）和大數據的運行圖智能優化、列車能耗實時評估、基于速度曲線的節能駕駛策略開發等前沿領域提供了開放、統一的數據平臺。研究機構和企業可以基于標準數據模型，開發更先進的算法，從而催生一系列商業化應用和解決方案。五、結論：總結與展望ISO24675-2:2026《鐵路應用時刻表用運行時間計算第2部分:距離速度圖和速度曲線》標準的正式發布，是國際鐵路標準化工作的一項重大成果。它系統性地解決了行業長期存在的“語言不通”、“數據孤島”問題，為列車運行時間的精確計算與速度曲線的規范化表示提供了全球公認的基準。該標準不僅直接服務于當前的時刻表編制與運營調度，更通過定義標準化的數據交換格式，為未來鐵路運輸系統的全自動化（GoA3/GoA4）運行、智能運維和基于數據的精細化經營管理提供了核心技術支撐。展望未來，隨著鐵路智能化、網絡化程度的不斷加深，ISO24675系列標準將持續發揮關鍵作用。未來發展趨勢可能包括：1.動態更新與自適應：標準可能向動態、實時計算演進，未來能將實時天氣、線路狀態異常、乘車需求波動等動態因素實時整合進速度曲線計算中，支持更加靈活、魯棒的實時調度。2.與車地通信標準的深度融合：ISO24675系列預計與鐵路移動通信標準（如FRMCS）更深度地結合，確保在高速移動環境中，速度曲線數據能以毫秒級延遲被列車控制系統和地面調度系統共享。3.跨模態交通一體化：標