物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸上的應用研究*

胡 斌

（湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學院，湖南 衡陽 421002）

鐵路運輸是我國運輸行業(yè)的重要方面，整體系統(tǒng)較為龐大，并且客流量以及運營密度均較高，對促進我國經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮著重要作用。為了充分發(fā)揮鐵路運輸?shù)姆e極作用，提升鐵路運輸?shù)陌踩裕瑸槿藗兊某鲂邪踩约斑\輸效率提供重要保障，需要結(jié)合現(xiàn)代社會的發(fā)展以及需求等積極轉(zhuǎn)變鐵路運輸?shù)陌l(fā)展模式，尤其是要結(jié)合先進的技術(shù)促進鐵路運輸行業(yè)的信息化、智能化發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸行業(yè)中的應用為其發(fā)展提供了重要機會以及發(fā)展空間。

科學技術(shù)的不斷進步為我國經(jīng)濟社會發(fā)展提供了重要基礎技術(shù)支持和保障，尤其是當前信息化水平不斷提升，我國物聯(lián)網(wǎng)得到了較快的發(fā)展和廣泛的應用。物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)屬于全球化的共享網(wǎng)絡資源，為我國鐵路運輸帶來了新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，促進了我國鐵路信息化進程，對推動我國鐵路運輸?shù)陌l(fā)展發(fā)揮著重要作用。因此，加強物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸行業(yè)中的應用是促進其管理、運營改革創(chuàng)新的重要方向和需求。

1 物聯(lián)網(wǎng)與鐵路運輸相關概念與內(nèi)容分析

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念以及關鍵技術(shù)

1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

目前對于物聯(lián)網(wǎng)的研究較多，但不同學者對物聯(lián)網(wǎng)研究的側(cè)重點不同，導致物聯(lián)網(wǎng)的定義尚無明確的規(guī)范或未被形成共識。結(jié)合已有的相關研究文獻可了解到物聯(lián)網(wǎng)的應用與發(fā)展實際是以射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）技術(shù)為基礎的，在此基礎上利用計算機網(wǎng)絡這一載體，對物品進行自動化識別，根據(jù)獲得的信息對物品進行實時追蹤，實現(xiàn)物品信息之間的關聯(lián)和共享[1]。因此可以說，物聯(lián)網(wǎng)的關鍵是網(wǎng)，而側(cè)重點是物，通過網(wǎng)實現(xiàn)對物進行連接，并以此為基礎結(jié)合相關技術(shù)手段與方式對網(wǎng)進行擴張，強化物之間的交換，達到人和物的溝通和相融等。物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)是對互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及功能的延伸與拓展。

1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術(shù)

1.1.2.1 傳感器網(wǎng)絡技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡本質(zhì)為微小節(jié)點，并且具有隨機分布集成的特點，進而形成自組織無線網(wǎng)絡。每個節(jié)點具備信息采集和傳輸?shù)茸饔茫瓿蓞^(qū)域監(jiān)控等相關任務。傳感器網(wǎng)絡技術(shù)主要是對信息進行獲取并處理，而形成的無線網(wǎng)絡則能對不同位置的多種情況如溫度、運動等實施監(jiān)控，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在運行時提供原始數(shù)據(jù)和信息。當前電子技術(shù)的不斷發(fā)展促進了傳感器的智能化、信息化發(fā)展。

1.1.2.2 射頻識別技術(shù)

目前電子標簽、無線射頻識別等均屬于射頻識別技術(shù)，其作為通信技術(shù)，利用無線電訊號對特定的目標、物體等進行識別并對相關信息和數(shù)據(jù)進行讀寫，通常情況下不需要與識別的特定目標之間建立其他機械接觸等[2]。由于具有這一特點，其在實際應用中對于人工的需求和要求不高，可以在多種惡劣環(huán)境下采用自動識別技術(shù)對目標和對象的相關數(shù)據(jù)進行獲取，即便是高速運動的物體，也能夠?qū)Χ鄠€標簽進行識別，整個操作極為便捷。射頻識別技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中應用的基本流程則是通過標簽進入磁場，并接受相應射頻信號，同時發(fā)送芯片中的信息或信號等。在此基礎上通過解讀器對信息解讀并解碼后對數(shù)據(jù)進行處理，數(shù)據(jù)的處理需要借助中央數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行，根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對物品在全球范圍內(nèi)進行跟蹤，并將信息共享，這是物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸中應用的重要技術(shù)。

1.2 鐵路運輸?shù)南嚓P內(nèi)容

1.2.1 鐵路運輸?shù)奶攸c

鐵路運輸與鐵路貨運、物流等概念基本類似，但又存在一定差別。傳統(tǒng)的鐵路運輸內(nèi)容和方式等較為單一，主要涉及運輸、存儲以及裝卸等基本功能，是鐵路物流的核心。而當前我國鐵路事業(yè)以及經(jīng)濟等處于快速發(fā)展過程中，在一定程度上對運輸提出了更高的要求。綜合分析，目前鐵路運輸?shù)奶攸c主要包括：整體運輸規(guī)模較大，并且運輸成本相對較低；相較于其他運輸行業(yè)，鐵路運輸起步時間較早，發(fā)展速度較快，并且路線較多，具有更為完善的貨場、倉庫等，同時裝卸運輸設備等不僅齊全并不斷在發(fā)展[3]；由于鐵路運輸?shù)木W(wǎng)絡覆蓋面廣，不同城市均有相應的車站，配送資源較豐富，極大地滿足了周邊地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展需求。

1.2.2 鐵路運輸信息化存在的問題分析

目前鐵路運輸盡管朝著信息化的方向發(fā)展，但仍存在較多的問題。對物流信息化的認識不全面，信息準確性不高，導致難以實現(xiàn)鐵路運輸?shù)男畔⒒蚕怼＝Y(jié)合當前鐵路運輸?shù)膶嶋H情況來看，盡管鐵路上存在多種多樣的信息系統(tǒng)，但各信息系統(tǒng)之間的運行獨立性較強，沒有充分融合，且各系統(tǒng)中的信息資源均具有獨立性，無法充分發(fā)揮實際作用。另外，鐵路的信息化設計和規(guī)劃較為傳統(tǒng)，沒有在鐵路及其運輸行業(yè)的需求、現(xiàn)狀等方面對已規(guī)劃或設計系統(tǒng)等進行改善和優(yōu)化，總體上已難以適應當前鐵路發(fā)展的需求，降低了鐵路信息化的作用。鐵路運輸中信息采集能力較差導致貨物積壓較多是鐵路運輸信息化的另一重要問題。對信息的采集能力不強主要是因為鐵路運輸?shù)男畔⑾到y(tǒng)在運行過程中的質(zhì)量和效率不高，無法及時、準確獲取信息，進而增加了數(shù)據(jù)處理和分析的難度，其信息化整體作用沒有充分發(fā)揮，使得鐵路運輸過程中存在較多的積壓貨物，無法展開實時有效的互聯(lián)互通，進而增加了資金占用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸中的應用研究

2.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路物流信息管理中的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸中的應用對物流信息管理產(chǎn)生了相應的影響。隨著當前現(xiàn)代信息技術(shù)的快速發(fā)展，在鐵路運輸過程中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅對人們的出行方式、過程等產(chǎn)生了明顯的影響，同時對保證貨物運輸?shù)母咝砸约鞍踩€(wěn)定性產(chǎn)生了積極作用。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)合理應用在鐵路貨物運輸過程中，對送至列車上的貨物進行安全性檢測，保證達標的物品進入到列車中，對不達標的貨物則及時排除[4]。車廂相關管理人員對檢測信息進行查看，同時比對貨物和單據(jù)的相關信息，保證貨物傳送的準確性，避免出現(xiàn)貨物運輸誤差等問題。另外，在鐵路物流中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠為客戶和消費者提供貨物運輸?shù)穆肪€、所在的位置以及抵達的時間等信息，并使其能夠通過計算機網(wǎng)絡實時查詢。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路信息共享中的應用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用在鐵路信息共享中還體現(xiàn)在補票方面。當前在售票系統(tǒng)中盡管應用了計算機網(wǎng)絡技術(shù)，但對于列車運行中的補票尚未形成系統(tǒng)性的工作，整體上具有較強的獨立性，例如列車內(nèi)部存在較多的車票，而乘客補的票據(jù)與內(nèi)部車票出現(xiàn)脫節(jié)，造成較大的票據(jù)浪費。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)則能夠有效減少甚至避免票據(jù)的浪費。在補票流程中物聯(lián)網(wǎng)應用的重要技術(shù)是RFID技術(shù)，主要是其能夠發(fā)揮網(wǎng)絡信息共享功能，將車站內(nèi)部售票系統(tǒng)與列車內(nèi)部補票系統(tǒng)通過網(wǎng)絡進行連接。一方面有利于車站及時掌握無票上車人員的情況和信息，科學控制站內(nèi)預留票；另一方面則有利于列車內(nèi)部掌握車座數(shù)量，從而能夠更精準地補票，提升座位和車票的利用率，強化乘客與座位、車票之間的對應，并提高檢票效率。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路客運系統(tǒng)中的應用

讀寫器不僅是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)作用的重要組成部分，更是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸中的另一重要技術(shù)表現(xiàn)。通常情況下將讀寫器設置在鐵路系統(tǒng)的關鍵點，以此對車票中的芯片進行識別，核對乘客以及對應車票的信息。此外，讀寫器不僅能夠?qū)α熊嚦丝蛿?shù)量進行統(tǒng)計，還能夠?qū)疖囌緝?nèi)候車的乘客數(shù)量進行分析統(tǒng)計，在此基礎上將候車乘客的信息與相關檢票口根據(jù)實際情況合理對應，防止候車乘客進錯檢票口，通過讀寫器能夠?qū)M錯檢票口的乘客進行提示，并引導其前往正確的檢票口[5]。在列車開始行駛時，讀寫器則能夠?qū)Τ丝偷南嚓P信息利用系統(tǒng)進行傳輸，并且傳輸過程具有自動化的特點，即通過系統(tǒng)自動將乘客相關信息輸送至下一車站。在列車抵達車站后，則會進行提醒，同時再次進行上述流程，若列車到達車站后乘客直接下車，通過讀寫器則能將其信息與系統(tǒng)中存儲的信息進行比對并自動填寫有效信息。

2.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路行車調(diào)度中的應用

提升鐵路運輸?shù)男Ч唾|(zhì)量還需要注重鐵路行車運行的有效管理，并采取合理的措施對鐵路行車進行科學合理的調(diào)度，可結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)展開。在鐵路行車調(diào)度中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，一方面能夠?qū)α熊嚫鬈噹M行統(tǒng)一嚴格的管理，并對行車速度等情況展開實時監(jiān)控；另一方面則可結(jié)合實際情況對相關信號系統(tǒng)展開升級處理，但實現(xiàn)這一功能還需要將帶有電子標簽的芯片放置在監(jiān)控的車廂內(nèi)，在鐵路兩側(cè)隔一段距離安裝與芯片對應的讀寫器，將二者充分結(jié)合，最大程度發(fā)揮其作用。收集整理列車運行過程中的多種信息，并對列車在行駛過程中的速度進行最終的測算。若是列車速度超出了安全范圍則可及時反饋于系統(tǒng)并對其速度進行控制，為提升列車的控制、調(diào)度效率和準確性發(fā)揮了重要作用，極大地保證了列車在運輸過程中的安全性。

2.5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路安全預警系統(tǒng)中的應用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用在鐵路安全預警中有利于為鐵路運輸?shù)陌踩蕴峁┲匾Ｕ稀Ｎ锫?lián)網(wǎng)不僅需要較高的敏感性，同時具備智能化和信息化的特點。因此在列車內(nèi)部以及車站中合理安裝安全預警系統(tǒng)，與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，極大地提升了對危險的感應能力，能夠及時對危險進行分析并發(fā)出警示。通常情況下，鐵路運輸中的安全預警系統(tǒng)包含的是安全隱患子系統(tǒng)，通過不同子系統(tǒng)對相應的危險進行感應，進而發(fā)出對應的安全預警提示，以此保障鐵路列車運行的安全性，提升運輸貨物以及乘客等的安全性。

2.6 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路倉庫管理中的應用

在傳統(tǒng)鐵路運輸?shù)膫}庫管理工作中，每一件運輸物品均需要相關工作人員對其展開開箱式檢驗。盡管應用這一方式極大地保證了運輸物品的質(zhì)量，但在開箱過程中仍會對部分運輸物品造成損壞，以及影響物品檢驗的效率，對整體運輸極為不利。在物品檢驗以及倉庫管理中應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可在不同箱子上合理設置對應的電子標簽，并在標簽中輸入與物品相關的信息，在此基礎上對信息進行傳輸，工作人員利用網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)互聯(lián)互通，進而對箱子中的物品信息進行整理分析。通過這一技術(shù)不僅完成了對運輸物品的檢驗，還可防止物品在檢驗過程中遭到損壞或被盜竊而不自知的情況，極大地提升了檢驗效率和質(zhì)量。

3 結(jié)束語

當前經(jīng)濟社會的發(fā)展使運輸需求不斷增加，在一定程度上增加了鐵路運輸?shù)膲毫ΑＲ虼耍瑸榱藵M足當前社會的發(fā)展需求，需要提升鐵路運輸?shù)男室约斑\輸?shù)陌踩裕员ＷC鐵路運輸?shù)姆e極作用充分發(fā)揮。我國信息技術(shù)的發(fā)展不僅使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛應用，還為我國鐵路運輸提供了重要發(fā)展方向以及技術(shù)支撐。在未來鐵路運輸發(fā)展中，還需要加大力度結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行深入研究，將其融入到鐵路運輸?shù)雀鱾€方面，以此實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的提升。