鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用探析

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用，在很大程度上推動(dòng)了我國(guó)鐵路運(yùn)輸事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。文章在闡述物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域重要意義的基礎(chǔ)上，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)及工作原理，探析了其在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用，并思考了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)今后的應(yīng)用方向。

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

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升，城市化建設(shè)的發(fā)展，交通運(yùn)輸體系越來(lái)越完善。其中，鐵路運(yùn)輸作為交通運(yùn)輸體系內(nèi)不可或缺的重要構(gòu)成部分，在交通運(yùn)輸中發(fā)揮著巨大作用，為社會(huì)的物資運(yùn)輸、人員出行提供了較大便利。并且，由于鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的不斷完善，其逐漸成為社會(huì)公眾優(yōu)先選擇的運(yùn)輸或乘搭方式，使得鐵路運(yùn)輸存在的運(yùn)營(yíng)密度高、客流量大特征越來(lái)越顯著。在此情況下，如何緩解鐵路運(yùn)輸中高密度與高人流量造成的困擾，提高鐵路運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量與效率，成為當(dāng)前鐵路運(yùn)輸行業(yè)需要思考的重點(diǎn)問(wèn)題。而物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代信息科技技術(shù)的運(yùn)用，在很大程度上提高了鐵路運(yùn)輸服務(wù)的工作效率，推動(dòng)了鐵路運(yùn)營(yíng)的自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。因此，物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

1 物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)及工作原理分析

物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，主要依賴(lài)于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)。而在物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)，RFID（Radio Fre-quency Identification）電子標(biāo)簽技術(shù)是最為關(guān)鍵的核心技術(shù)之一。通常情況下，RFID系統(tǒng)包含電子標(biāo)簽與閱讀器兩個(gè)部分，電子標(biāo)簽主要用于對(duì)相關(guān)物件的識(shí)別，需要安裝至其物件上，而閱讀器主要用于數(shù)據(jù)的讀取，由相應(yīng)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)與技術(shù)所支撐。電子標(biāo)簽為了實(shí)現(xiàn)與閱讀器之間的通信，主要將一些重要模塊集成于同一芯片內(nèi)。在芯片中，通過(guò)容量大小不同的EEP-ROM完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)或識(shí)別碼的存儲(chǔ)處理。通過(guò)連接天線或安置電池于芯片外圍，便可用于貨物的標(biāo)識(shí)及相關(guān)人員身份的識(shí)別。電子標(biāo)簽還具有適應(yīng)性強(qiáng)、遠(yuǎn)距離運(yùn)作、運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別等較多應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

在大部分RFID系統(tǒng)內(nèi)，閱讀器在限定區(qū)域內(nèi)將一定頻率的電磁波發(fā)射出去，而在電子標(biāo)簽內(nèi)存在相同頻率的LC串聯(lián)諧振電路。在經(jīng)過(guò)此區(qū)域時(shí)，電子標(biāo)簽內(nèi)的LC諧振電路便會(huì)對(duì)同電磁波產(chǎn)生共振，進(jìn)而讓電容內(nèi)充滿電荷。緊接著，電容內(nèi)產(chǎn)生的電荷便會(huì)通過(guò)另一端的電子泵傳至別的電容內(nèi)進(jìn)行存儲(chǔ)，在存儲(chǔ)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就可以為各個(gè)電路輸送工作電壓，擔(dān)任電源的工作，以順利完成對(duì)閱讀器數(shù)據(jù)的接收或電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的發(fā)射。在接收到由電子標(biāo)簽發(fā)射的數(shù)據(jù)后，閱讀器便會(huì)通過(guò)相關(guān)裝置完成數(shù)據(jù)的解碼及錯(cuò)誤校驗(yàn)，在識(shí)別數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠的基礎(chǔ)上，將其以無(wú)線方式傳輸至相關(guān)網(wǎng)絡(luò)上。

從實(shí)質(zhì)上講，RFID技術(shù)的基本工作原理較為清晰、簡(jiǎn)單，主要就是電子標(biāo)簽進(jìn)入相應(yīng)區(qū)域，在獲取由閱讀器發(fā)射的射頻信號(hào)后，將存儲(chǔ)于芯片內(nèi)的相關(guān)信息（Passive Tag）在感應(yīng)電流的作用下順利發(fā)送出去，或是將特定頻率信號(hào)（Active Tag）主動(dòng)發(fā)送出去。閱讀器則是將接受到的數(shù)據(jù)信息解碼讀取識(shí)別后，發(fā)送至相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)內(nèi)，完成后續(xù)的處理。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用

現(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域中已有了初步的嘗試，主要表現(xiàn)在貨物運(yùn)輸及乘客搭乘的服務(wù)及安全保護(hù)體系內(nèi)，在很大程度上提升了鐵路運(yùn)輸服務(wù)的效率與質(zhì)量，省去了鐵路運(yùn)輸過(guò)程中一些較為復(fù)雜的操作環(huán)節(jié)，為乘客出行提供了便利。

2.1 火車(chē)票售票、檢票的智能化應(yīng)用

當(dāng)前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與移動(dòng)通訊技術(shù)的不斷成熟，物聯(lián)網(wǎng)在國(guó)際高速鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展越來(lái)越快。在國(guó)內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成功應(yīng)用到鐵路運(yùn)輸售票及檢票系統(tǒng)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了鐵路售票、檢票的高程度自動(dòng)化，為廣泛的客戶群體省去了較多麻煩。其中，應(yīng)用最為普遍的為RFID電子容票，通過(guò)自動(dòng)售票機(jī)，滿足大量乘客限定范圍內(nèi)的乘搭需求。同時(shí)，在檢票過(guò)程中，主要由制定讀寫(xiě)器來(lái)快速分析票據(jù)上的數(shù)據(jù)，評(píng)定其有效性，不僅便利乘客出行，也大大減輕了相關(guān)工作人員的工作負(fù)擔(dān)。

2.2 鐵路行車(chē)中的調(diào)度管理信息采集系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路行車(chē)調(diào)度管理中的應(yīng)用，主要通過(guò)將電子芯片安置于每個(gè)車(chē)廂內(nèi)，以掌握運(yùn)行中的鐵路速度，并通過(guò)相關(guān)信號(hào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其實(shí)時(shí)調(diào)度管理。其中，不僅在具體車(chē)廂內(nèi)安裝有相應(yīng)的電子標(biāo)簽芯片，并在鐵路中相隔一定距離的位置安裝讀寫(xiě)器，以便于相關(guān)管理人員實(shí)時(shí)掌握完整的鐵路運(yùn)行信息，了解火車(chē)運(yùn)行的具體速度、當(dāng)前位置，為火車(chē)的合理調(diào)度及安全控制提供了較大助力。

2.3 鐵路運(yùn)行車(chē)輛智能化監(jiān)控識(shí)別系統(tǒng)

通常情況下，鐵路中車(chē)輛智能化識(shí)別系統(tǒng)包含地面自動(dòng)識(shí)別設(shè)備（AEI）、復(fù)示設(shè)備、數(shù)據(jù)集中管理、車(chē)身底部識(shí)別標(biāo)簽等五方面內(nèi)容。其中，地面自動(dòng)識(shí)別裝置主要涉及到微波射頻裝置、列車(chē)探測(cè)裝置、遠(yuǎn)程通信設(shè)備、防雷設(shè)備等。在各個(gè)站點(diǎn)裝設(shè)自動(dòng)識(shí)別儀器，自動(dòng)讀取過(guò)往車(chē)輛的信息數(shù)據(jù)，并將其傳至信息中心，完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息處理。以這種自動(dòng)識(shí)別的方式，將車(chē)次、車(chē)類(lèi)型等各類(lèi)信息及時(shí)采集起來(lái)，以順利實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)各個(gè)時(shí)段的有效跟蹤。

2.4 由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的客運(yùn)系統(tǒng)

將讀寫(xiě)器安置于鐵路系統(tǒng)的各相應(yīng)位置，以實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)票內(nèi)芯片的識(shí)別，便于乘客管理。同時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)乘客數(shù)量，一旦有乘客進(jìn)入與之不對(duì)應(yīng)的檢票口，則會(huì)發(fā)出提醒警示。在列車(chē)正常出駛后 所采集的信息也會(huì)在第一時(shí)間內(nèi)送至下一車(chē)站，并提供相應(yīng)的自動(dòng)化服務(wù)，完成對(duì)乘客信息的再次確認(rèn)。

2.5 在鐵路貨運(yùn)物流信息化系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會(huì)公眾的生活方式也發(fā)生了翻天覆地的變化，生活、生產(chǎn)等各個(gè)方面對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴(lài)性也越來(lái)越大。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅能讓鐵路運(yùn)輸管理的相關(guān)工作人員實(shí)時(shí)掌握鐵路運(yùn)輸?shù)膭?dòng)態(tài)，快速核對(duì)信息，也能將相關(guān)信息傳輸至網(wǎng)絡(luò)上，客戶通過(guò)相關(guān)信息驗(yàn)證后，便可查詢(xún)到自身需要迫切了解的信息，以便于客戶根據(jù)查詢(xún)信息，作出較合理的決策。

3 鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展方向

隨著當(dāng)前鐵路建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用越來(lái)越廣，應(yīng)用程度也越來(lái)越深，鐵路運(yùn)輸邁入了智能化發(fā)展的新階段。在今后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將會(huì)應(yīng)用到鐵路運(yùn)輸?shù)母喾矫妗?/p>

3.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于站車(chē)信息的共享系統(tǒng)

當(dāng)前，鐵路的售票系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接，但僅包含售票服務(wù)，還無(wú)法提供補(bǔ)票服務(wù)，使得車(chē)上補(bǔ)票與車(chē)站留有票之間存在較大出入，造成了極大的損失。對(duì)此，可借助RFID技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息共享性，連通補(bǔ)票與售票系統(tǒng)，建立一個(gè)共享網(wǎng)絡(luò)體系，使得車(chē)站相關(guān)管理人員能及時(shí)掌握準(zhǔn)確的需補(bǔ)票人數(shù)，并以及為依據(jù)，合理判定需預(yù)留車(chē)票。而車(chē)上管理人員也能及時(shí)掌握列車(chē)售票預(yù)留情況，以幫助相關(guān)乘客及時(shí)辦理補(bǔ)票手續(xù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)資源的最大化利用。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于綜合安全預(yù)示系統(tǒng)

在鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩芾矸矫?，今后可?gòu)建由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的綜合安全預(yù)示系統(tǒng)，通過(guò)其應(yīng)用能感應(yīng)列車(chē)運(yùn)行中可能存在的各類(lèi)隱患，包括操作故障、火災(zāi)等，以保障列車(chē)運(yùn)行的安全、可靠。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可應(yīng)用于鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的倉(cāng)庫(kù)管理，通過(guò)構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)，借助其電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)運(yùn)輸物品的自動(dòng)化掃描識(shí)別，以確認(rèn)貨物在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的安全、無(wú)誤。

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作者簡(jiǎn)介：劉斌（1986-），男，重慶市永川區(qū)，現(xiàn)職稱(chēng)：助理工程師，學(xué)歷：碩士研究生，研究方向：材料科學(xué)與工程。