物聯網在鐵路運輸上的應用研究*

胡 斌

（湖南高速鐵路職業技術學院，湖南 衡陽 421002）

鐵路運輸是我國運輸行業的重要方面，整體系統較為龐大，并且客流量以及運營密度均較高，對促進我國經濟的發展發揮著重要作用。為了充分發揮鐵路運輸的積極作用，提升鐵路運輸的安全性，為人們的出行安全以及運輸效率提供重要保障，需要結合現代社會的發展以及需求等積極轉變鐵路運輸的發展模式，尤其是要結合先進的技術促進鐵路運輸行業的信息化、智能化發展，而物聯網技術在鐵路運輸行業中的應用為其發展提供了重要機會以及發展空間。

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

1 物聯網與鐵路運輸相關概念與內容分析

1.1 物聯網概念以及關鍵技術

1.1.1 物聯網概念

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

1.1.2 物聯網的關鍵技術

1.1.2.1 傳感器網絡技術

傳感器網絡本質為微小節點，并且具有隨機分布集成的特點，進而形成自組織無線網絡。每個節點具備信息采集和傳輸等作用，完成區域監控等相關任務。傳感器網絡技術主要是對信息進行獲取并處理，而形成的無線網絡則能對不同位置的多種情況如溫度、運動等實施監控，為物聯網系統在運行時提供原始數據和信息。當前電子技術的不斷發展促進了傳感器的智能化、信息化發展。

1.1.2.2 射頻識別技術

目前電子標簽、無線射頻識別等均屬于射頻識別技術，其作為通信技術，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據進行讀寫，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，可以在多種惡劣環境下采用自動識別技術對目標和對象的相關數據進行獲取，即便是高速運動的物體，也能夠對多個標簽進行識別，整個操作極為便捷。射頻識別技術在物聯網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據進行處理，數據的處理需要借助中央數據系統進行，根據互聯網技術對物品在全球范圍內進行跟蹤，并將信息共享，這是物聯網在鐵路運輸中應用的重要技術。

1.2 鐵路運輸的相關內容

1.2.1 鐵路運輸的特點

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。傳統的鐵路運輸內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以及經濟等處于快速發展過程中，在一定程度上對運輸提出了更高的要求。綜合分析，目前鐵路運輸的特點主要包括：整體運輸規模較大，并且運輸成本相對較低；相較于其他運輸行業，鐵路運輸起步時間較早，發展速度較快，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展[3]；由于鐵路運輸的網絡覆蓋面廣，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經濟發展需求。

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，導致難以實現鐵路運輸的信息化共享。結合當前鐵路運輸的實際情況來看，盡管鐵路上存在多種多樣的信息系統，但各信息系統之間的運行獨立性較強，沒有充分融合，且各系統中的信息資源均具有獨立性，無法充分發揮實際作用。另外，鐵路的信息化設計和規劃較為傳統，沒有在鐵路及其運輸行業的需求、現狀等方面對已規劃或設計系統等進行改善和優化，總體上已難以適應當前鐵路發展的需求，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的信息系統在運行過程中的質量和效率不高，無法及時、準確獲取信息，進而增加了數據處理和分析的難度，其信息化整體作用沒有充分發揮，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互通，進而增加了資金占用。

2 物聯網技術在鐵路運輸中的應用研究

2.1 物聯網技術在鐵路物流信息管理中的應用

物聯網技術在鐵路運輸中的應用對物流信息管理產生了相應的影響。隨著當前現代信息技術的快速發展，在鐵路運輸過程中應用物聯網技術不僅對人們的出行方式、過程等產生了明顯的影響，同時對保證貨物運輸的高效性以及安全穩定性產生了積極作用。將物聯網技術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的相關信息，保證貨物傳送的準確性，避免出現貨物運輸誤差等問題。另外，在鐵路物流中應用物聯網技術能夠為客戶和消費者提供貨物運輸的路線、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絡實時查詢。

2.2 物聯網技術在鐵路信息共享中的應用

將物聯網技術應用在鐵路信息共享中還體現在補票方面。當前在售票系統中盡管應用了計算機網絡技術，但對于列車運行中的補票尚未形成系統性的工作，整體上具有較強的獨立性，例如列車內部存在較多的車票，而乘客補的票據與內部車票出現脫節，造成較大的票據浪費。物聯網技術則能夠有效減少甚至避免票據的浪費。在補票流程中物聯網應用的重要技術是RFID技術，主要是其能夠發揮網絡信息共享功能，將車站內部售票系統與列車內部補票系統通過網絡進行連接。一方面有利于車站及時掌握無票上車人員的情況和信息，科學控制站內預留票；另一方面則有利于列車內部掌握車座數量，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 物聯網技術在鐵路客運系統中的應用

讀寫器不僅是發揮物聯網作用的重要組成部分，更是物聯網技術在鐵路運輸中的另一重要技術表現。通常情況下將讀寫器設置在鐵路系統的關鍵點，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，讀寫器不僅能夠對列車乘客數量進行統計，還能夠對火車站內候車的乘客數量進行分析統計，在此基礎上將候車乘客的信息與相關檢票口根據實際情況合理對應，防止候車乘客進錯檢票口，通過讀寫器能夠對進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，讀寫器則能夠對乘客的相關信息利用系統進行傳輸，并且傳輸過程具有自動化的特點，即通過系統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中存儲的信息進行比對并自動填寫有效信息。

2.4 物聯網技術在鐵路行車調度中的應用

提升鐵路運輸的效果和質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度，可結合物聯網展開。在鐵路行車調度中應用物聯網技術，一方面能夠對列車各車廂進行統一嚴格的管理，并對行車速度等情況展開實時監控；另一方面則可結合實際情況對相關信號系統展開升級處理，但實現這一功能還需要將帶有電子標簽的芯片放置在監控的車廂內，在鐵路兩側隔一段距離安裝與芯片對應的讀寫器，將二者充分結合，最大程度發揮其作用。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并對其速度進行控制，為提升列車的控制、調度效率和準確性發揮了重要作用，極大地保證了列車在運輸過程中的安全性。

2.5 物聯網技術在鐵路安全預警系統中的應用

將物聯網技術應用在鐵路安全預警中有利于為鐵路運輸的安全性提供重要保障。物聯網不僅需要較高的敏感性，同時具備智能化和信息化的特點。因此在列車內部以及車站中合理安裝安全預警系統，與物聯網技術融合，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出警示。通常情況下，鐵路運輸中的安全預警系統包含的是安全隱患子系統，通過不同子系統對相應的危險進行感應，進而發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 物聯網技術在鐵路倉庫管理中的應用

在傳統鐵路運輸的倉庫管理工作中，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網技術，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，工作人員利用網絡技術實現互聯互通，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量。

3 結束語

當前經濟社會的發展使運輸需求不斷增加，在一定程度上增加了鐵路運輸的壓力。因此，為了滿足當前社會的發展需求，需要提升鐵路運輸的效率以及運輸的安全性，以保證鐵路運輸的積極作用充分發揮。我國信息技術的發展不僅使物聯網技術得到了廣泛應用，還為我國鐵路運輸提供了重要發展方向以及技術支撐。在未來鐵路運輸發展中，還需要加大力度結合物聯網技術進行深入研究，將其融入到鐵路運輸等各個方面，以此實現經濟效益和社會效益的提升。