面对铁路运输需求的不断增长,高速、重载运输的快速发展,增强运输安全保障能力、提升运输服务质量、提高运输能力等需要,铁路需要智能化发展,智能铁路成为铁路发展的方向。智能铁路的研究正处于起步阶段,既有的研究多侧重于支撑当前业务应用的技术系统建设,而体系和体系工程理论与方法对智能铁路发展的作用逐渐受到重视,体系结构建模与分析方法对智能铁路的研究与发展有重要意义。探索智能铁路内涵与特征,智能铁路体系结构建模,以及智能铁路体系效能分析方法是本文研究内容。通过提出智能铁路体系结构建模和分析的思路与方法,加深对智能铁路的认识与理解,帮助决策者掌握发展状况,制定智能铁路建设发展决策,是本文的研究目的。本文的主要研究工作和创新点如下:(1)分析了智能电网、智能运输系统和铁路智能化的研究与发展现状,总结了对智能铁路研究的借鉴意义和进一步研究的需求。结合智能相关概念与理论、体系工程和智能企业理论,提出了基于能力发展体系要素关联分析模型,为智能铁路的进一步研究奠定基础。(2)归纳了铁路和铁路信息化发展的现状,总结了铁路智能化发展的动力因素,定义了智能铁路的概念,提出并分析了智能铁路的内涵和特征,阐述了智能铁路建设与发展中铁路信息化和信息技术发展的趋势。(3)提出并论述了智能铁路体系分析与构建过程框架,建立了体系能力规划步骤,定义了智能铁路体系结构构成,构建了由能力体系结构、应用体系结构、数据资源体系结构、技术体系结构和信息化保障体系结构组成的智能铁路体系结构。(4)提出了体系效能分析层次,运用形式化方法表述效能分析模型和相关约束的组成。研究了体系效能评估的一般过程,构建了由感知能力、计算与通信能力、协作能力、控制能力组成的体系智能程度评估指标,并应用于铁路运输组织业务过程的体系效能分析。本文围绕智能铁路内涵与特征,将研究的视角主要集中在智能铁路体系规划与分析,通过理论探索和体系构建,期望能够为实现铁路信息化与铁路业务全面融合,加快智能铁路建设提供理论依据和新的研究思路。