鐵路運輸領(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，在很大程度上推動了我國鐵路運輸事業(yè)的進一步發(fā)展。文章在闡述物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于鐵路運輸領(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：鐵路運輸；物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用

引言

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

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)包含電子標簽與閱讀器兩個部分，電子標簽主要用于對相關(guān)物件的識別，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)的存儲器結(jié)構(gòu)與技術(shù)所支撐。電子標簽為了實現(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，通過容量大小不同的EEP-ROM完成對相關(guān)數(shù)據(jù)或識別碼的存儲處理。通過連接天線或安置電池于芯片外圍，便可用于貨物的標識及相關(guān)人員身份的識別。電子標簽還具有適應(yīng)性強、遠距離運作、運動目標識別等較多應(yīng)用優(yōu)勢。

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，而在電子標簽內(nèi)存在相同頻率的LC串聯(lián)諧振電路。在經(jīng)過此區(qū)域時，電子標簽內(nèi)的LC諧振電路便會對同電磁波產(chǎn)生共振，進而讓電容內(nèi)充滿電荷。緊接著，電容內(nèi)產(chǎn)生的電荷便會通過另一端的電子泵傳至別的電容內(nèi)進行存儲，在存儲量達到一定標準時，就可以為各個電路輸送工作電壓，擔任電源的工作，以順利完成對閱讀器數(shù)據(jù)的接收或電子標簽數(shù)據(jù)的發(fā)射。在接收到由電子標簽發(fā)射的數(shù)據(jù)后，閱讀器便會通過相關(guān)裝置完成數(shù)據(jù)的解碼及錯誤校驗，在識別數(shù)據(jù)準確、可靠的基礎(chǔ)上，將其以無線方式傳輸至相關(guān)網(wǎng)絡(luò)上。

從實質(zhì)上講，RFID技術(shù)的基本工作原理較為清晰、簡單，主要就是電子標簽進入相應(yīng)區(qū)域，在獲取由閱讀器發(fā)射的射頻信號后，將存儲于芯片內(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（Active Tag）主動發(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)在國內(nèi)鐵路運輸領(lǐng)域中已有了初步的嘗試，主要表現(xiàn)在貨物運輸及乘客搭乘的服務(wù)及安全保護體系內(nèi)，在很大程度上提升了鐵路運輸服務(wù)的效率與質(zhì)量，省去了鐵路運輸過程中一些較為復(fù)雜的操作環(huán)節(jié)，為乘客出行提供了便利。

2.1 火車票售票、檢票的智能化應(yīng)用

當前，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及與移動通訊技術(shù)的不斷成熟，物聯(lián)網(wǎng)在國際高速鐵路運輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用發(fā)展越來越快。在國內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成功應(yīng)用到鐵路運輸售票及檢票系統(tǒng)內(nèi)，實現(xiàn)了鐵路售票、檢票的高程度自動化，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，通過自動售票機，滿足大量乘客限定范圍內(nèi)的乘搭需求。同時，在檢票過程中，主要由制定讀寫器來快速分析票據(jù)上的數(shù)據(jù)，評定其有效性，不僅便利乘客出行，也大大減輕了相關(guān)工作人員的工作負擔。

2.2 鐵路行車中的調(diào)度管理信息采集系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路行車調(diào)度管理中的應(yīng)用，主要通過將電子芯片安置于每個車廂內(nèi)，以掌握運行中的鐵路速度，并通過相關(guān)信號系統(tǒng)，實現(xiàn)對其實時調(diào)度管理。其中，不僅在具體車廂內(nèi)安裝有相應(yīng)的電子標簽芯片，并在鐵路中相隔一定距離的位置安裝讀寫器，以便于相關(guān)管理人員實時掌握完整的鐵路運行信息，了解火車運行的具體速度、當前位置，為火車的合理調(diào)度及安全控制提供了較大助力。

2.3 鐵路運行車輛智能化監(jiān)控識別系統(tǒng)

通常情況下，鐵路中車輛智能化識別系統(tǒng)包含地面自動識別設(shè)備（AEI）、復(fù)示設(shè)備、數(shù)據(jù)集中管理、車身底部識別標簽等五方面內(nèi)容。其中，地面自動識別裝置主要涉及到微波射頻裝置、列車探測裝置、遠程通信設(shè)備、防雷設(shè)備等。在各個站點裝設(shè)自動識別儀器，自動讀取過往車輛的信息數(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。以這種自動識別的方式，將車次、車類型等各類信息及時采集起來，以順利實現(xiàn)對機車各個時段的有效跟蹤。

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

將讀寫器安置于鐵路系統(tǒng)的各相應(yīng)位置，以實現(xiàn)對車票內(nèi)芯片的識別，便于乘客管理。同時，通過系統(tǒng)自動統(tǒng)計乘客數(shù)量，一旦有乘客進入與之不對應(yīng)的檢票口，則會發(fā)出提醒警示。在列車正常出駛后 所采集的信息也會在第一時間內(nèi)送至下一車站，并提供相應(yīng)的自動化服務(wù)，完成對乘客信息的再次確認。

2.5 在鐵路貨運物流信息化系統(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)等各個方面對網(wǎng)絡(luò)的依賴性也越來越大。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅能讓鐵路運輸管理的相關(guān)工作人員實時掌握鐵路運輸?shù)膭討B(tài)，快速核對信息，也能將相關(guān)信息傳輸至網(wǎng)絡(luò)上，客戶通過相關(guān)信息驗證后，便可查詢到自身需要迫切了解的信息，以便于客戶根據(jù)查詢信息，作出較合理的決策。

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

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

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

當前，鐵路的售票系統(tǒng)已實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接，但僅包含售票服務(wù)，還無法提供補票服務(wù)，使得車上補票與車站留有票之間存在較大出入，造成了極大的損失。對此，可借助RFID技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)信息共享性，連通補票與售票系統(tǒng)，建立一個共享網(wǎng)絡(luò)體系，使得車站相關(guān)管理人員能及時掌握準確的需補票人數(shù)，并以及為依據(jù)，合理判定需預(yù)留車票。而車上管理人員也能及時掌握列車售票預(yù)留情況，以幫助相關(guān)乘客及時辦理補票手續(xù)，進而實現(xiàn)對列車資源的最大化利用。

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

在鐵路運輸?shù)陌踩芾矸矫妫窈罂蓸?gòu)建由物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支持的綜合安全預(yù)示系統(tǒng)，通過其應(yīng)用能感應(yīng)列車運行中可能存在的各類隱患，包括操作故障、火災(zāi)等，以保障列車運行的安全、可靠。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于倉庫管理系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可應(yīng)用于鐵路運輸領(lǐng)域內(nèi)的倉庫管理，通過構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的倉庫管理系統(tǒng)，借助其電子標簽，實現(xiàn)對各類運輸物品的自動化掃描識別，以確認貨物在倉庫內(nèi)的安全、無誤。

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作者簡介：劉斌（1986-），男，重慶市永川區(qū)，現(xiàn)職稱：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。