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铁路是国家的重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化的交通工具，铁路在国家经济发展和社会发展中均起着举足轻重的作用。铁路运输系统是一个复杂的大系统，系统涉及的范围广、主体多，且整个系统的运作具有非常强的时间性。在信息技术快速发展和广泛应用的今天，如何充分集成整个铁路系统的信息，并在信息集成的基础上，实现资源的有效利用是现代铁路系统迫切需要解决的问题。论文研究了铁路运输信息集成的方法以及基于信息集成基础上资源的利用方法。
在铁路信息集成方面，论文首先从基于知识管理的信息集成模型出发，明确了运输信息的数据采集层次和铁路运输信息的集成层次，运输数据采集分为数据源层、数据融合层和数据功能发酵层，而运输信息集成分为技术集成、业务集成和服务集成三个层次。其次，分析了铁路运输信息资源的属性和特点，分别构建了基于订单管理系统的铁路信息集成模型、基于客户关系管理系统的信息集成模型、基于供应链管理的信息集成模型以及基于运输网格的信息集成模型。然后，分析了铁路运输的能力要素，简述了铁路运输的基本能力和信息服务能力，分析了铁路运输信息资源利用的发展过程，明确了我国铁路信息集成与资源利用方面存在的主要问题。接着，讨论了铁路运输信息的采集模式，分析了RFID信息采集的特点，详细描述了铁路车辆自动识别系统(ATIS)的构成、关键技术与工作流程，以及基于ATIS系统的信息服务模式，进一步从铁路集成信息的服务对象出发，提出铁路信息资源集成利用分为面向路网运输的调度指挥系统、面向铁路资源的信息集成系统、面向市场的开放式服务系统和资源整合平台系统，并讨论了基于信息集成的铁路运输业务拓展模式。
在铁路资源利用方面，首先，论文研究了线路通过能力的优化方式，分析了通过能力的主要影响因素，构建了线路通过能力的优化模型，利用实际数据分别分析了维修天窗、机车供应等主要因素对铁路通过能力的影响情况，提出了通过能力优化方案。其次，论文研究了客货混合区段运力资源的优化配置方法，分析了混合区段列车运输组织的特点以及运行方案存在的问题，讨论了客货混合区段运行分析的方法，研究设计了客货运力资源优化配置方案，利用沪宁线上的实际数据对各个方案的运行结果进行了分析比较。然后，论文研究了铁路线上的空车调配与货物跟踪问题。给出了铁路空车调配的原则和基本方法，分析了基本方法存在的问题，对铁路空车调度的一般模型进行了优化，实际数据分析的结果表明优化模型的有效性。构建了货物与车辆跟踪模型，为铁路提供更好的信息服务奠定了基础。再次，论文针对铁路客运的季节性特点，研究了铁路客运分段能力配置策略。构建了基于线性回归的铁路客运需求预测模型，讨论了铁路客运分段能力配置和优化策略，利用南京站旅客运输数据对优化的模型进行了实证分析，分析结果表明，优化模型的分段配置策略，能够较好地满足铁路阶段性客运市场的实际需求。最后，论文研究了区段运输车流配置问题。构建了编组站调机作业能力优化模型，模型的实证数据分析得出了对实际工作有指导意义的结论。