物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展探討

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用范圍日益廣闊，其影響力也日益擴(kuò)大，其中最為典型的就是物聯(lián)網(wǎng)的使用。近年來我國(guó)的大規(guī)模建設(shè)中，鐵路建設(shè)占據(jù)了重要地位，在這種發(fā)展形勢(shì)下，將物聯(lián)網(wǎng)與鐵路運(yùn)輸相結(jié)合就成為了發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。本文將針對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的具體應(yīng)用與未來的技術(shù)發(fā)展展開探討。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；鐵路；運(yùn)輸；應(yīng)用

在當(dāng)前的社會(huì)背景下，鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)已經(jīng)成為交通運(yùn)輸系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，并且其整個(gè)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)十分龐大。鐵路運(yùn)輸方式受到普遍的歡迎，因而鐵路運(yùn)輸逐漸呈現(xiàn)出客流量大、運(yùn)營(yíng)密度高的特點(diǎn)，針對(duì)于現(xiàn)階段鐵路發(fā)展的制約因素進(jìn)行分析，鐵路運(yùn)輸安全問題的解決是關(guān)鍵之處，這就對(duì)提高鐵路客運(yùn)線的實(shí)際工作效率和自動(dòng)化的水平提出了更高的要求，而這些標(biāo)準(zhǔn)恰恰就可以借助于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)鐵路信息化來解決達(dá)成。以下筆者將對(duì)相關(guān)的問題進(jìn)行分析。

1 物聯(lián)網(wǎng)的具體剖析

物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單來說是能夠?qū)⑽矬w進(jìn)行鏈接的網(wǎng)絡(luò)，在這個(gè)過程中主要涉及的設(shè)備是各種類型的信息傳感設(shè)備，而主要的傳感設(shè)備有激光掃描器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等，這些設(shè)備通過與互聯(lián)網(wǎng)建立起一個(gè)信息傳達(dá)的交叉式網(wǎng)絡(luò)來發(fā)揮作用，在對(duì)物品與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)接時(shí)，在物品上提前設(shè)定的二維碼、電子標(biāo)簽和傳感器與接口進(jìn)行無線的網(wǎng)絡(luò)相連，這樣的方式一定程度上就相當(dāng)于使物品具有了智能性，也就是在人與物品、物品與物品之間借助于傳感設(shè)備建立起相互關(guān)聯(lián)的溝通，因而也叫作“傳感網(wǎng)”。

對(duì)“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念的起源進(jìn)行分析則可追溯到1999年，在其起源時(shí)期它的定義相對(duì)簡(jiǎn)單，指的是為在智能化的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的識(shí)別和管理而運(yùn)用射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備將作用對(duì)象與互聯(lián)網(wǎng)建立起聯(lián)系。到了20世紀(jì)，物聯(lián)網(wǎng)更是得到了發(fā)展性的運(yùn)用，國(guó)際電信聯(lián)盟就曾經(jīng)在信息社會(huì)世界峰會(huì)上正式提出了這一概念，使其被更多的人知曉。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用的專家對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行整體化的分析，總結(jié)出了物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)檢測(cè)、智能交通和社會(huì)公共安全方面的全方位應(yīng)用特點(diǎn)，在當(dāng)前的信息時(shí)代下，物聯(lián)網(wǎng)在未來的發(fā)展形式可見一斑，它必將會(huì)帶來如同第三次信息技術(shù)革命的席卷風(fēng)潮，進(jìn)一步拓展技術(shù)運(yùn)用的市場(chǎng)空間。

2 物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)剖析和工作原理分析

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，其中最主要的技術(shù)之一就是RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，一般情況下是由閱讀器和電子標(biāo)簽兩部分構(gòu)成的。電子標(biāo)簽一般附著于被識(shí)別的物體之上，由多個(gè)主要的模塊統(tǒng)一集成于一塊芯片之中最終達(dá)到與閱讀器之間的通信，最要典型的特點(diǎn)是能夠識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)、可控制的距離較遠(yuǎn)等；而閱讀器是則是一種讀寫裝置或者讀裝置，至于它究竟屬于哪一種裝置類型是由它所使用的存儲(chǔ)器的整體構(gòu)造和技術(shù)運(yùn)用來決定的。電子標(biāo)簽芯片上的EEP-ROM容量空間范圍大，其容量空間從幾比特至幾萬比特之間不等，在技術(shù)操作時(shí)可以用來儲(chǔ)存識(shí)別碼或者其他的相關(guān)數(shù)據(jù)，而芯片的外部區(qū)域上只需要用天線進(jìn)行連接，以此來完成對(duì)人員身份的識(shí)別與確認(rèn)和對(duì)物品的標(biāo)識(shí)。在RFID系統(tǒng)中，大多數(shù)的閱讀器都在限定的范圍中進(jìn)行電磁波的發(fā)射，而限定范圍的大小是由閱讀器的天線尺寸和實(shí)際工作頻率決定的，同時(shí)在電子標(biāo)簽中存在著LC串連諧振電路，它在運(yùn)行時(shí)的頻率則等同于閱讀器在限定范圍內(nèi)發(fā)射的電磁波頻率。當(dāng)電子標(biāo)簽在這個(gè)頻率范圍內(nèi)經(jīng)過時(shí)，受到電磁波的刺激使得LC諧振電路發(fā)生了能夠使電容內(nèi)部產(chǎn)生電荷的共振，并且在電容的另一端聯(lián)通一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖镁湍軌蛑苯訉㈦娙葜械碾姾奢斔娃D(zhuǎn)移到另一個(gè)電容中加以保存，當(dāng)存儲(chǔ)的電荷數(shù)值達(dá)到一定的程度這個(gè)承受電荷轉(zhuǎn)移的電容就能夠轉(zhuǎn)化為電源為其他的電路施加工作電壓以達(dá)到發(fā)射電子標(biāo)簽之中的數(shù)據(jù)或者對(duì)閱讀器之中的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收的目的。閱讀器在接收數(shù)據(jù)是直接面向電子標(biāo)簽，之后通過解碼和校驗(yàn)對(duì)所接收到的數(shù)據(jù)有效性進(jìn)行判斷，當(dāng)交驗(yàn)合格之后借助于無線方式將數(shù)據(jù)以傳送的方式輸送到計(jì)算網(wǎng)絡(luò)之中。

實(shí)際上對(duì)RFID技術(shù)的具體工作進(jìn)行原理上的剖析，則較為簡(jiǎn)單，它是在標(biāo)簽抵達(dá)磁場(chǎng)之后由接收解讀器發(fā)出射頻信號(hào)，當(dāng)感應(yīng)電流獲得了充足的能量之后就可以將存儲(chǔ)在芯片之中的物品信息進(jìn)行傳送，或者是通過將某一個(gè)頻率的信號(hào)主動(dòng)發(fā)出，由解讀器將信息進(jìn)行解讀之后再輸送至中心信息系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)的處理。

3 物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中的當(dāng)前應(yīng)用狀況

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被投入到鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中進(jìn)行使用得到了初步的發(fā)展，尤其是其智能化的特點(diǎn)為鐵路運(yùn)輸部門和乘客都帶來了極大的便利之處，在客貨運(yùn)輸?shù)陌踩Ｕ舷到y(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)之中得到了普遍的應(yīng)用，極大的提高了鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩院蜑槌丝头?wù)的水平。

3.1 物聯(lián)網(wǎng)智能化功能在火車票售票和檢票之中的應(yīng)用

從當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的實(shí)際應(yīng)用來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，其智能化的應(yīng)用特點(diǎn)在火車票售票和檢票層面一覽無余，這就使得對(duì)外出行的乘客出于便利的考慮更多的選擇鐵路運(yùn)輸，在一定程度上擴(kuò)大了鐵路運(yùn)輸?shù)某丝土俊Ｄ壳?，在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域之中使用到的火車票售票和檢票方式是RFID電子客票，它與傳統(tǒng)的售票方式的不同就在于它的自動(dòng)化、智能化，它可以根據(jù)乘客的實(shí)際需要也就是乘客在自動(dòng)售票機(jī)上下達(dá)的指令來使乘客直接提取自己想要的火車票，當(dāng)然乘客輸入的車票內(nèi)容是否有效還可以通過檢票中特定的讀寫器來進(jìn)行解讀與辨識(shí)，從乘客的角度來說為乘客的鐵路出行提供了便利，而從鐵路運(yùn)輸部門的角度來說則是減少了工作人員辦理火車票的煩瑣程序，提高了工作效率。

3.2 車輛智能化監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸之中的運(yùn)用

在鐵路眾多的工作系統(tǒng)之中，車輛智能化監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)是重要的組成部分，它主要由五個(gè)部分構(gòu)成，分別是機(jī)車車身底部識(shí)別標(biāo)簽、復(fù)示設(shè)備、地面自動(dòng)識(shí)別設(shè)備、數(shù)據(jù)集中管理和中央數(shù)據(jù)庫(kù)管理，對(duì)地面自動(dòng)識(shí)別設(shè)備的具體構(gòu)成進(jìn)行更加細(xì)致的分析，則其中主要有列車探測(cè)裝置、天線、遠(yuǎn)程通信設(shè)備、防雷設(shè)備、讀取裝置和微波射頻裝置等，當(dāng)?shù)孛孀詣?dòng)識(shí)別以其被裝置在不同的站點(diǎn)區(qū)域之中，就可以通過對(duì)過往的鐵路列車信息的采集和解讀來對(duì)傳送至信息系統(tǒng)之中的信息進(jìn)行處理，要采集的信息內(nèi)容包括過往列車的數(shù)量、類型和車次等各種與列車的運(yùn)行和管理有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，通過這種方式，車上的信息管理系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)列車動(dòng)態(tài)在不同時(shí)段中的實(shí)時(shí)監(jiān)控和有效跟蹤。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)鐵路行車有效調(diào)度的高效管理

鑒于現(xiàn)階段鐵路乘客數(shù)量的迅速增長(zhǎng)，鐵路行車的運(yùn)行要想實(shí)現(xiàn)有效化管理，就要采取有效措施實(shí)現(xiàn)合理的調(diào)度，而物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用就能夠切實(shí)的解決這一問題，它不僅能夠?qū)疖嚨母鞴?jié)車廂進(jìn)行統(tǒng)一化的管理，還能夠在此基礎(chǔ)上對(duì)鐵路行車的速度進(jìn)行即時(shí)的監(jiān)控并在必要的時(shí)候?qū)π盘?hào)系統(tǒng)實(shí)行升級(jí)操作。物聯(lián)網(wǎng)要真正發(fā)揮這一層面的作用需要將電子標(biāo)簽的芯片安置于要監(jiān)控的車廂之中，與此同時(shí)還需要在相隔一段距離的鐵路兩側(cè)安裝相對(duì)應(yīng)的讀寫器，只有將電子標(biāo)簽的芯片和讀寫器充分結(jié)合起來才能夠?qū)Υ蟪潭?、最高效率的時(shí)刻鎖定全國(guó)范圍的鐵路運(yùn)行線路以及它在當(dāng)時(shí)所處的位置，在此基礎(chǔ)上還能夠綜合各種信息進(jìn)行分析最終測(cè)算出火車車輛的行車速度，當(dāng)火車車輛的行車速度超過了安全范圍就可以及時(shí)下達(dá)有效指令對(duì)其速度進(jìn)行控制，這就有效的提高了火車控制和調(diào)度的有效性、健全性。

3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸物流信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

人們的生活方式受到現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的影響已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用就是人們生活領(lǐng)域中的出行層面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中的應(yīng)用有效的確保了貨運(yùn)的高效、安全和穩(wěn)定，受到了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。將傳統(tǒng)的鐵路運(yùn)輸方式同其他的運(yùn)輸方式相對(duì)比，則鐵路總是具有各自的優(yōu)勢(shì)，但是優(yōu)勢(shì)的存在并不意味著沒有漏洞和缺陷，而一旦這些漏洞和缺陷出現(xiàn)就會(huì)對(duì)乘客的個(gè)人利益和鐵路運(yùn)輸部門的切身利益造成雙方面的損害。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中之后貨物在傳送到火車上之前就通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而進(jìn)行了達(dá)標(biāo)性的安全檢測(cè)，車廂管理人員將檢測(cè)到的信息作為工作信息對(duì)比參考，將貨物與單據(jù)的相關(guān)信息進(jìn)行核對(duì)，而且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使得通過鐵路運(yùn)輸?shù)呢浳镌谶\(yùn)送過程中的位置、移動(dòng)路線、預(yù)計(jì)抵達(dá)的時(shí)間和實(shí)際抵達(dá)的時(shí)間都能夠由客戶或消費(fèi)者直接通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢。

3.5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸?shù)目瓦\(yùn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

讀寫器是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮作用的重要組成部分，基本上在鐵路系統(tǒng)的所有關(guān)鍵點(diǎn)都設(shè)置了讀寫器，這樣可以將車票中的芯片進(jìn)行有效的識(shí)別，將乘客與其特定的車票信息進(jìn)行核對(duì)。另外，除了對(duì)已經(jīng)坐上列車的乘客信息進(jìn)行核對(duì)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)正在候車的乘客數(shù)量進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì)，將正在候車的乘客信息與特定的檢票口進(jìn)行對(duì)應(yīng)，如果候車的乘客進(jìn)錯(cuò)檢票口，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出提示提醒乘客到正確的檢票口處進(jìn)行等待。當(dāng)火車列車開始行駛之后，乘客的相關(guān)信息就會(huì)由系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化的傳輸，輸送到下一車站，在抵達(dá)下一車站進(jìn)行到站提醒之后就再次循環(huán)以上工作流程，如果乘客在下一站直接下車，系統(tǒng)也能夠?qū)⒊丝拖萝嚨男畔⑴c系統(tǒng)中的存儲(chǔ)信息進(jìn)行對(duì)號(hào)并自動(dòng)寫入有效信息。

4 物聯(lián)網(wǎng)在我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域的未來發(fā)展探討

鐵路建設(shè)事業(yè)中自動(dòng)化、智能化水平的要求提高使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，隨之而來的是要求日益提高的信息化水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)生活中應(yīng)用范圍廣闊并充分體現(xiàn)出智能化和信息化的發(fā)展趨勢(shì)，在交通運(yùn)輸管理層面更是備受矚目，

現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還十分有限，按照當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸方面的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。

4.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在站車信息共享系統(tǒng)中的應(yīng)用

在現(xiàn)階段，火車票的售票系統(tǒng)應(yīng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間建立起了連通的橋梁，但是在火車列車上的補(bǔ)票還沒有形成連通式的工作開展，一直保持著獨(dú)立開展的狀態(tài)，這就在一定程度上使得在火車內(nèi)部所存留的車票與乘客在進(jìn)入火車之后補(bǔ)的票之間產(chǎn)生脫節(jié)，這樣就會(huì)造成票據(jù)的浪費(fèi)，但是如果物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠運(yùn)用到補(bǔ)票環(huán)節(jié)就能夠避免此類浪費(fèi)的發(fā)生。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最適于補(bǔ)票流程的就是RFID技術(shù)，RFID技術(shù)中超強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)信息共享功能能夠?qū)④囌镜氖燮毕到y(tǒng)與火車內(nèi)部的補(bǔ)票系統(tǒng)建立網(wǎng)絡(luò)式的連接，一旦實(shí)現(xiàn)了兩者之間的連接，車站就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無票上車人員情況的及時(shí)掌握，在此基礎(chǔ)上根據(jù)人員數(shù)量對(duì)火車內(nèi)部預(yù)留的車票數(shù)量進(jìn)行合理范圍內(nèi)的設(shè)定，同時(shí)火車內(nèi)部也能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的掌握旅途中車座數(shù)量的預(yù)留情況，以更加高效的、便捷的解決為乘客補(bǔ)票的問題，最高效率的利用火車內(nèi)部座位和車票，更為鐵路運(yùn)輸工作人員在車輛上開展乘客檢票提供了方便。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)管理工作中，工作人員要通過對(duì)每一件物品進(jìn)行開箱式的檢驗(yàn)，從客觀角度上而言，工作人員開箱檢查會(huì)增加倉(cāng)庫(kù)中物品受損的風(fēng)險(xiǎn)性，而如果工作人員只是象征性的檢查一遍，只是對(duì)應(yīng)一下箱子是否存在而不進(jìn)行開箱檢查就很有可能造成箱子內(nèi)部的物品被偷盜，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到倉(cāng)庫(kù)管理中就可以有效地解決相關(guān)問題，在每個(gè)箱子上設(shè)定電子標(biāo)簽，工作人員就能夠直接對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行信息的傳輸與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)通并通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)箱子中物品的信息進(jìn)行分析，這種技術(shù)應(yīng)用的好處就是可以防止倉(cāng)庫(kù)中物品的受損或者被盜竊而不自知情況的發(fā)生。

4.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸綜合安全預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用

鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)τ诎踩谋Ｕ鲜謴?qiáng)調(diào)，因而如何高效的解決火車運(yùn)行的安全問題也成為了當(dāng)前火車運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)解決的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有高度的敏感性，具有信息化和智能化的特點(diǎn)，在火車內(nèi)部和車站點(diǎn)處安裝融入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合安全預(yù)警系統(tǒng)則能夠及時(shí)的感應(yīng)危險(xiǎn)的到來并做出及時(shí)的警示，主要的預(yù)警系統(tǒng)是將火災(zāi)等包含在內(nèi)的安全隱患的子系統(tǒng)，只有充分發(fā)揮了各種安全隱患子系統(tǒng)的作用，火車列車才能保證安全、正常行駛，為乘客的人身安全提供更有效的保障。

信息技術(shù)的飛速發(fā)展帶動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用已經(jīng)十分普遍，現(xiàn)階段已經(jīng)有RFID技術(shù)、二維碼掃描技術(shù)、傳感設(shè)備等，這些應(yīng)用都對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)，而隨著信息技術(shù)應(yīng)用的深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也必將更加深入，其智能化程度也將得到更加全面的提升，相信在不久的之后，物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸中的應(yīng)用將發(fā)生翻天覆地的變化。

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作者簡(jiǎn)介：

劉計(jì)有（1965-），男，蘭州交通大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)在太原鐵路局原平車務(wù)段工作。