物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸上的應(yīng)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(yīng)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(chǔ)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(yīng)用。物聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)屬于全球化的共享網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(guān)概念與內(nèi)容分析

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概念以及關(guān)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(dǎo)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(guān)研究文獻可了解到物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展實際是以射頻識別（Radio Frequency IDentification，RFID）技術(shù)為基礎(chǔ)的，在此基礎(chǔ)上利用計算機網(wǎng)絡(luò)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(guān)聯(lián)和共享[1]。因此可以說，物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)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(chǔ)結(jié)合相關(guān)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(guān)鍵技術(shù)

1.1.2.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

傳感器網(wǎng)絡(luò)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(luò)。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(guān)任務(wù)。傳感器網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(guān)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(yīng)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(guān)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(yīng)用的基本流程則是通過標簽進入磁場，并接受相應(yīng)射頻信號，同時發(fā)送芯片中的信息或信號等。在此基礎(chǔ)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(yīng)用的重要技術(shù)。

1.2 鐵路運輸?shù)南嚓P(guān)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(shè)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(luò)覆蓋面廣，不同城市均有相應(yīng)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(dǎo)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(shè)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(shè)計系統(tǒng)等進行改善和優(yōu)化，總體上已難以適應(yīng)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸中的應(yīng)用對物流信息管理產(chǎn)生了相應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(guān)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(yīng)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(luò)實時查詢。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路信息共享中的應(yīng)用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)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(yīng)用了計算機網(wǎng)絡(luò)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(yīng)用的重要技術(shù)是RFID技術(shù)，主要是其能夠發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(yù)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(yīng)，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(yīng)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(shè)置在鐵路系統(tǒng)的關(guān)鍵點，以此對車票中的芯片進行識別，核對乘客以及對應(yīng)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(chǔ)上將候車乘客的信息與相關(guān)檢票口根據(jù)實際情況合理對應(yīng)，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(dǎo)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(guān)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(guān)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(yīng)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(yīng)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(guān)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(yīng)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(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在鐵路安全預(yù)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(yù)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(yīng)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(yù)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(yīng)的危險進行感應(yīng)，進而發(fā)出對應(yīng)的安全預(yù)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(yīng)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(guān)工作人員對其展開開箱式檢驗。盡管應(yīng)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(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可在不同箱子上合理設(shè)置對應(yīng)的電子標簽，并在標簽中輸入與物品相關(guān)的信息，在此基礎(chǔ)上對信息進行傳輸，工作人員利用網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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。