鐵路貨運裝備智能化技術應用分析

張雷

摘要：本文主要通過對鐵路貨運設備市場的分析，提出貨運裝備信息化、智能化的必要性。之后再通過對鐵路貨車智能檢測和預警系統的基本設想、主要功能、總體架構以及系統組成進行我國關于未來鐵路貨運裝備智能化技術的展望。

關鍵詞：鐵路貨運;裝備智能化;技術應用

當今社會面臨著新一輪的科技變革和產業變革，出現了許多智能的經濟形態，例如，數據驅動、人機協同、跨界融合以及共創分享。這些新的經濟形態都將促進中國鐵路管理模式、業務模式以及組織模式的發展。在國際社會有一種說法就是，在未來重載技術將不斷向智能化、數字化方向發展。因此，在2017年國際重載大會上提出了“國際重載4.0”理念，這次理念的提出主要為世界搭建現代化數字網絡平臺，讓世界都用得上傳感器、大數據計算、信息通信以及人工智能。這個理念的實施不僅能夠較大程度地提高貨運技術裝備的智能化水平和運輸的水平，還可以提升貨物運輸的安全性。本文主要分析貨運裝備智能化發展的必要性，并對未來鐵路貨運裝備智能化技術的應用進行分析[1]。

到目前為止，我國各類鐵路貨車的總保有量大概在90萬輛。鐵路運維部正在為達成保證貨車運行的安全可靠，并努力做到最小維修成本實現貨車的最大壽命的目標而不懈努力。隨著近年來大數據分析、互聯網、信息處理以及傳感等技術的快速發展，故障預測和健康管理都被廣泛應用到了航空工廠以及電子工廠等領域，并取得了驕人的成績。

1鐵路貨物運輸市場對智能化貨運裝備的影響

就當前形勢來看，現代物流發展呈現出物流體系綜合化、物流管理智能化以及物流資源社會化以及三化合一的趨勢。在現代物流中鐵路運輸是不可或缺的，即被認為是資源節約型、環境友好型運輸方式，又在國民經濟、國防事業、民生建設上發揮著重要作用。傳統的鐵路主要以運送煤炭、鋼材等作為主要的運送對象，而運送這些貨物對運送車輛信息化程度不高，但隨著我國國民經濟的增速逐漸放緩，就給經濟結構帶來了經濟制度上的調整。，鐵路運輸在大宗貨物上的優勢也隨著運輸市場的需求不斷受到沖擊，貨運市場面臨嚴重的挑戰。

近年來現代物流市場倒逼鐵路貨運改革，促進貨運改革朝著信息化、智能化方向邁進。面對我國貨運市場的巨大需求，以消費品為主的快捷貨物需求迅速占據了市場，因此，鐵路需要快速轉變觀念，重新培育新的運輸市場從而適應社會的發展變革。現在運輸體系應將智能運輸、精準運輸以及高效運輸作為導向，制定一套智能運輸組織模式和精準化列車開行方案，為鐵路運輸貨物更加安全可靠、經濟高效、節能環保。

在這個新時代“5G+互聯網”已經開始帶領人們進入新的智能化時代。在今天互聯網信息技術與經濟社會正在進行著深入的合作以此來促進經濟社會的改革與發展。鐵路貨運技術只有與互聯網進行深度的融合才能推動智能化技術的進步，促進組織變革，最終實現創新力和生產力的大幅度提升。使用鐵路貨運智能設備會直接影響傳統的鐵路貨車及運營機制、生產方式、維護維修體系。在未來智能化是鐵路貨車生產、運營、維修的主要趨勢。

2智能系統方案的構思

2.1鐵路貨車技術特征

當今社會給鐵路貨車智能化技術給出了嚴格的要求，（1）運送的速度一定要快且安全性高，給時速達到160km以上的運送貨車按諄告電子防滑器以及軸溫檢測設備。（2）不能配備隨車的機械師以及電氣師，這不僅對貨車的安全性提出了更高的要求，還對智能檢測和遠程操作有了迫切的需求。（3）貨車之間不能匹配通信電纜，這一操作對貨車間無線通信的可靠性有了較高的要求。（4）在貨車投入使用后，車程一定非常得長，這就對車載電子電氣設備的可靠性提出了更深一步的要求。

2.2設計原則

針對上述對鐵路貨運智能化的要求，如下確定智能系統的設計原則。主要包括（1）需要每天二十四小時不間斷運行。（2）需要開發低消耗設備，延長智能設備的使用時間。（3）不改變下階段貨車的車體，只是將車內結構進行改造，節約空間，方便檢查。（4）采用開放型的系統架構和數據接口，主要方便為今后對接信息系統。

2.3智能系統主要功能

最終制定的鐵路貨運智能設備要有自主發電、性能數據監測與預警、防火防盜安全監控及預警、導航定位，及時測速、系統設備工作狀態監控、實時監控車距以及儲存歷史數據的功能。方便定期對貨車進行檢驗，也能及時發現問題并進行解決。

2.4智能系統總體架構

在智能系統總體的架構上，主要分為三類，一類是車載子系統，第二類是地面數據分析系統，第三類就是貨車無線組網通信。其中車載子系統主要負責信息采集以及列車無線組網通信的;地面數據分析系統主要負責對各級貨運車站、車輛段以及列檢所的維修部門提供實時且高效的安全行車檢測和預警;貨物無線組網通信主要是將實時數據傳送給地面子系統[2]。

3智能系統實施的關鍵技術及應用

3.1貨車零部件性能檢測技術

為保證在鐵路貨運的可靠性和實用性，應選取不同的檢測設備（傳感器、音頻以及視頻監視儀）對貨車零部件安全數據進行及時、準確的傳達，從而達到鐵路貨運智能化。

3.2故障診斷預測技術

在鐵路貨運智能化技術中如果包括故障診斷預測技術，就能夠及時地采集貨車的數據，利用計算機技術對數據進行詳細的分析，從而得到貨車的使用壽命，并能夠及時進行維修，避免在運輸過程中出現故障發生意外，最終導致經濟受損。

4展望鐵路貨運裝備智能化技術

智能化鐵路貨運是未來的貨運的大發展趨勢，在未來鐵路貨運的發展方向必然是高效、便捷、安全、綠色的。一旦大規模投入使用智能化的技術將會對國家創新驅動發展戰略帶來強有力的支持。

結束語

綜上所述，在未來鐵路貨車發展中需要以PHM理論作為基礎，充分利用現代先進的傳感技術和互聯網信息技術進行鐵路智能化、信息化水平的分析，相關部門需要運用先進的科學技術知識來保證車輛的安全性、精準性以及可靠性。本文旨在為相關學者了解鐵路貨運裝備智能化技術應用提供幫助。

參考文獻

[1]劉啟鋼，葉飛，柯向喜，孫志剛.鐵路物流基地智能化運營管理平臺設計研究[J].鐵道運輸與經濟，2019，41（08）：6-12.

[2]李平，邵賽，薛蕊，張曉棟.國外鐵路數字化與智能化發展趨勢研究[J].中國鐵路，2019（02）：25-31.

[3]溫克學.關于鐵路貨運安全技術管理優化策略研究[J].鐵道貨運，2018，36（10）：1-8.