“物聯(lián)網(wǎng)”技術(shù)推動鐵路運(yùn)營方式發(fā)生深刻變化

【摘 要】物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)物質(zhì)世界的信息數(shù)字化、對物體控制遠(yuǎn)程化和對物質(zhì)世界管理智能化的泛在化信息應(yīng)用技術(shù)。基于物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術(shù)的應(yīng)用已基本涵蓋鐵路運(yùn)營的主要業(yè)務(wù)，并取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。本文論述了物聯(lián)網(wǎng)基本概念，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的射頻識別技術(shù)在鐵路機(jī)車車輛自動識別、站臺與門禁自動鑒別、電氣化鐵路電力機(jī)車自動過分相、貨運(yùn)物流信息化、機(jī)車和輪對檢修等業(yè)務(wù)中的初步應(yīng)用，并對物聯(lián)網(wǎng)在未來鐵路事務(wù)中的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)；鐵路；運(yùn)營

物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)RFID（Radio Frequency Identification， 射頻識別），是一種非接觸式的自動識別技術(shù)， 它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)， 識別過程無須人工干預(yù)，可識別高速運(yùn)動物體并可同時識別多個標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID 技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)、通訊等技術(shù)相結(jié)合， 可實現(xiàn)全球范圍內(nèi)物品跟蹤與信息共享。利用RFID技術(shù)對高速移動物體識別的特點，可以對運(yùn)輸工具進(jìn)行有效的定位與統(tǒng)計，方便對如機(jī)車、車輛、相關(guān)設(shè)施的管理和控制等。無線射頻識別（RFID） 技術(shù)是一新興的自動識別技術(shù)， 被認(rèn)為是21 世紀(jì)的最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一，在生產(chǎn)制造、交通運(yùn)輸、物流與供應(yīng)鏈、安全防偽、貨物跟蹤與管理等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

由于RFID具有遠(yuǎn)距離識別、可存儲攜帶較多的信息、讀取速度快、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，目前其應(yīng)用已基本涵蓋了鐵路運(yùn)營的主要業(yè)務(wù)，并取得了良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。本文就近年來基于“物聯(lián)網(wǎng)”射頻識別技術(shù)在鐵路運(yùn)營業(yè)務(wù)中的應(yīng)用作以簡要論述，并對未來發(fā)展前景予以展望。

一、RFID技術(shù)在鐵路運(yùn)營中的應(yīng)用

1、鐵路機(jī)車車輛自動識別系統(tǒng)（ATIS）

該系統(tǒng)在所有鐵路機(jī)車、貨車上安裝電子標(biāo)簽（Tag），在所有區(qū)段站、編組站、大型貨運(yùn)站和分界站設(shè)置地面識別設(shè)備（ AEI），在車站信息中心機(jī)房配置專門計算機(jī)建立車站集中管理系統(tǒng)（CPS），并在鐵路管理部門建立鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（ TMIS） 。ATIS 與CPS 保持實時通訊聯(lián)系、時間校對，接收CPS的查詢報文，并根據(jù)查詢要求發(fā)送應(yīng)答報文或者過車報文，完成在待機(jī)狀態(tài)下的設(shè)備監(jiān)測和過車數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)有列車通過時，系統(tǒng)采集過車信息，形成過車數(shù)據(jù)，然后經(jīng)CPS計算機(jī)處理后為鐵路運(yùn)輸管理信息系統(tǒng)（ TMIS） 提供列車、車輛、集裝箱實時追蹤。

2、站臺與門禁自動鑒別系統(tǒng)

利用射頻識別技術(shù)為執(zhí)行公務(wù)、裝卸貨物而經(jīng)常需要上站臺的汽車安裝電子標(biāo)簽。電子標(biāo)簽由鐵路管理部門寫入車牌號、車型等信息，門衛(wèi)處安裝讀寫器和電腦。當(dāng)車輛接近門衛(wèi)時，讀寫器自動識別，并將讀取的信息反映在電腦屏幕上。工作人員只需確認(rèn)屏幕上顯示的車牌號、車型、貨物品類和數(shù)量等信息是否與接近車輛相符，如果信息一致，則放行，否則拒絕進(jìn)出或采取其他措施。

3、電氣化鐵路機(jī)車自動過分相系統(tǒng)

在電氣化鐵路中，輸電線路中約有30%能耗在傳輸過程損耗。采用信息通訊技術(shù)加強(qiáng)對電網(wǎng)的檢控管理，有望大大減少傳輸中損耗的電能，有效地節(jié)約能源?；谖锫?lián)網(wǎng)的電氣化鐵路機(jī)車過分相技術(shù)，可使電力系統(tǒng)三相負(fù)荷平衡和提高電網(wǎng)的利用率，供電接觸網(wǎng)采用分段換相供電，在換相點（稱為分相區(qū)）有一段絕緣物將兩相接觸網(wǎng)電氣分隔。采用先進(jìn)的自動控制技術(shù)，使機(jī)車自動、智能地通過每個分相區(qū)，核心部分是一個基于RFID技術(shù)的應(yīng)答器，它是一種能向車載子系統(tǒng)發(fā)送報文信息的傳輸設(shè)備，既可以傳送固定信息，也可連接軌旁單元傳送可變信息，實現(xiàn)機(jī)車定位及自動過分相功能。當(dāng)機(jī)車經(jīng)過裝有FRID點式應(yīng)答器的電網(wǎng)下方時，機(jī)車上的點式閱讀器讀取應(yīng)答器內(nèi)容，作為分相區(qū)定位信號。機(jī)車采用GPS輔助定位，為監(jiān)督機(jī)車是否運(yùn)行到分相，并保證在分相區(qū)點式應(yīng)答器失效時能夠啟動緊急方案安全通過分相區(qū)。

機(jī)車檢修完畢并通過工長驗收后出庫，在通過出庫位射頻識別裝置時，機(jī)車信息和出庫時間傳送給應(yīng)用系統(tǒng)，系統(tǒng)啟動出庫操作，將機(jī)車本次檢修活項及整個檢修流程操作信息保存到歷史表中，并刪除當(dāng)前庫內(nèi)該車信息，自動完成該車的本次檢修過程。

在鐵路輪對檢修作業(yè)中，傳統(tǒng)的檢修數(shù)據(jù)都是通過紙質(zhì)卡片記錄，因檢修車間的工作環(huán)境比較惡劣，很容易造成卡片丟失或污損，使檢測中斷，耽誤工期。采用RFID不僅適應(yīng)惡劣環(huán)境，而且射頻卡的靈活性、智能性和大儲存量等優(yōu)點為鐵路系統(tǒng)輪對信息的網(wǎng)絡(luò)化提供了可能性。

二、“RFID”技術(shù)在鐵路其它業(yè)務(wù)中的應(yīng)用及展望

目前，一些行業(yè)已將RFID芯片與手機(jī)SIM/UIM卡結(jié)合開發(fā)了“手機(jī)一卡通”業(yè)務(wù)，突破了傳統(tǒng)手機(jī)僅僅能在通信網(wǎng)絡(luò)中使用的局限，極大地擴(kuò)展了手機(jī)使用的范圍，使之能用于購物、乘坐公交車等，還可以實現(xiàn)小額支付、空中充值等功能，成為真正意義上的互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)。機(jī)二維碼是將電子二維碼技術(shù)應(yīng)用于手機(jī)，按照一定的編碼規(guī)則編寫。像“馬賽克”似的二維碼背后蘊(yùn)藏著豐富的信息。用手機(jī)的攝像頭輕松一拍，“馬賽克”立刻被解碼成豐富的信息：擁有者、網(wǎng)址、價格、是否具備認(rèn)證等，一應(yīng)俱全，清楚明晰。類似地，鐵路客運(yùn)的電子火車票，可以以短信方式把1條二維條碼發(fā)送到旅客手機(jī)，當(dāng)旅客進(jìn)入火車站或上火車時，把這條二維條碼的圖片調(diào)出來在入口處的條碼掃描儀上照一下，就可以進(jìn)站或上車了。這樣以電子火車票代替?zhèn)鹘y(tǒng)的紙質(zhì)火車票，不僅為旅客的旅行帶來便利，而且也可大大減少實體物質(zhì)―火車票紙張的消耗，實現(xiàn)低碳生活。

結(jié)語

“物聯(lián)網(wǎng)”是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮?！拔锫?lián)網(wǎng)”概念的問世，打破了過去一直將物理基礎(chǔ)設(shè)施和IT基礎(chǔ)設(shè)施分開的傳統(tǒng)思維：一方面是鐵路、機(jī)場、公路、建筑物，另一方面是數(shù)據(jù)中心，個人電腦、寬帶等。而在“物聯(lián)網(wǎng)”時代， 鋼筋混凝土、電纜將與芯片、寬帶整合為統(tǒng)一的基礎(chǔ)設(shè)施， 在此意義上， 基礎(chǔ)設(shè)施更像是一塊新的地球工地， 世界的運(yùn)轉(zhuǎn)就在它上面進(jìn)行， 其中包括經(jīng)濟(jì)管理、生產(chǎn)運(yùn)行、社會管理乃至個人生活?，F(xiàn)階段“物聯(lián)網(wǎng)”的應(yīng)用僅僅體現(xiàn)在RFID/二維碼/傳感器以及數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用方面，其優(yōu)勢已經(jīng)初露端倪，。隨著信息技術(shù)更高層次的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)將是轉(zhuǎn)變鐵路運(yùn)輸發(fā)展方式的重要組成部分。鐵路可以憑借自身強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)實力和雄厚的科研力量加大對以RFID技術(shù)為突破“物聯(lián)網(wǎng)”智能化科研項目的經(jīng)濟(jì)和智力支持，實現(xiàn)新興信息技術(shù)廣泛應(yīng)用在鐵路運(yùn)營中的率先突破。

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