淺談我國鐵路運輸領域物聯網技術的應用與發展

張欣怡

（鄭州鐵路職業技術學院，河南 鄭州450000）

鐵路運輸有極強的承載力，能夠實現高強度和高密度運營，極大的提高了貨物的運輸以及高客流量的輸送能力。國家致力于鐵路運輸發展，目前已經建立成全國的鐵路運輸網。鐵路運輸領域需要更加智能化和自動化，這樣才能充分的利用已有的鐵路設施和資源，因此物聯網在鐵路運輸領域得以快速的應用和發展。

1 物聯網的概述

1.1 物聯網的定義。物聯網是通過各種信息傳感設備，比如，二維碼或條碼激光掃描器，射頻識別裝置，全球地理位置定位系統等將所有的設備和裝置與互聯網進行結合而形成的網絡。通過對各類設備以及物體進行建立電子標簽，通過電子標簽能夠將物體的信息與互聯網保持聯系，使各個物體之間相互的能夠進行數據傳輸和交互，通過互聯網的平臺能夠使各物體之間的信息進行驗證和傳遞，因此這種物體與物體之間借助互聯網能夠產生相互聯系的技術可以稱為物聯網技術。目前物聯網已經著較多的應用場景，極大的提高了社會的生產力。

1.2 物聯網的工作原理。物聯網主要是通過運用電子標簽（RFID）和閱讀器兩部分來實現物體間信息的交互，將電子標簽兒粘貼或鑲嵌在被識別的物件上，將多種功能模組集成到一塊芯片板中，芯片上具有ROM儲存器，能夠儲存足夠的數據信息，芯片周圍一般與環形天線進行連接，以此來完成數據的存儲以及與閱讀器之間的通信。因為電子標簽在物體中具有較高的封裝技術，因此電子標簽能夠在環境惡劣的情況下正常工作，此外具有近距離無線傳輸的能力，無需與閱讀器緊密靠攏即可完成數據的傳輸，電子標簽中具有LC 振蕩電路，通過閱讀器發出的電磁波與震蕩電路產生共振，因此帶動電容內的電荷進行流動，當電荷達到一定量時能夠作為電路電源，使電子標簽與閱讀器進行數據傳遞，通過多組閱讀器與互聯網之間相互聯系，能夠是電子標簽、閱讀器、互聯網之間形成緊密的聯系。物聯網技術，簡單而言就是在物體上設置電子標簽，隨后標簽接觸到閱讀器產生的磁場促使閱讀器中的解讀器產生射頻信號，是電子標簽產生攜帶信息的感應電流，對電流解碼后便可通過互聯網信息系統進行數據的分析和處理。

2 物聯網在我國鐵路運輸的應用

2.1 物聯網在鐵路客運中售票以及檢票的應用。鐵路客運中售票系統與身份證進行綁定，將乘客購買車票的信息輸送到

身份證中形成電子客票。一方面這種售票方式能夠保證旅客的車票信息隱私，確保車票信息與旅客本人相匹配，另一方面能夠實現車票的快速驗證，提高了進站檢票的工作效率。目前我國除青島方向以外的高鐵均可以免取紙質車票，可實現刷身份證進站乘車，這就充分體現了物聯網在客運中售票和檢票之間的應用。

對于普通鐵路客車而言，仍需要使用紙質車票進行檢票，但對于紙質車票也進行了物聯網的應用和完善。在網上對火車票進行提前預定，隨后通過身份證在自動售票機進行取票，身份證與自動售票機之間的交互，就是通過售票機驗證部分的磁場裝置與身份證進行數據交換，從而使身份證與售票機兩個物體之間進行信息傳遞，隨后通過售票機與互聯網之間的信息驗證來核對車票信息的，同時使乘客在信息系統中可以查詢到已購車票的變動情況。紙質車票的右上角處有車票訂單信息的二維碼，傳統的檢票模式為人工對車票信息逐一核對，而通過物聯網技術利用，實現車票與檢票口閘機的二維碼掃描器進行信息匹配驗證，信息一致閘機即可開放通行，通過這一應用能夠加快檢票的效率，并且保證信息的準確性。

2.2 物聯網在車輛智能化監控和調度方面的應用。同一鐵路線承載多組列車同時運行，尤其針對火車站等列車密度較高的地區，列車之間的相對距離以及列車進站時間的調度處理，均需要車輛智能化監控識別系統對列車進行調度。監控識別系統通過在列車底部設置電子識別標簽，在鐵路的合適位置設置地下傳感設備，以此來精確檢測列車每個車廂相對運行的位置和速度，從而保障列車進站時對速度合理控制，使列車的減速停靠更加規范有序，便于乘客識別車廂快速乘車。同時通過列車的通信系統、列車定位系統、微波射頻系統對列車信息進行實時采集和發送，使各模塊之間與列車調度系統保持高度的聯系，從而能夠實現對列車動態的智能化識別和監控。

由于客運和貨運需求在持續攀升，但鐵路線路的建設不僅需要投入更多的財力，同時還有較長的建設周期，因此需要通過對列車的調度實現對鐵路進行更加充分的應用。可以通過物聯網的應用進而實現更加合理的調度機制，在列車的車廂均安裝定位芯片以及電子標簽，在鐵路軌道中間隔一段距離設置對應的讀寫器，這就能夠促進列車在行駛過程中所處的位置、速度以及列車對應編號能上傳至控制中心，從而實現更加合理高效的調度。比如，通過計算兩列車之間的安全制動距離以及行進速度，從而讓兩列車在同一軌道上保持合適的距離，既增加了列車車次，同時又保證了行車安全。這種調度模式在我國地鐵軌道出行中得到深度應用，比如北京地鐵高峰期間，兩輛列車之間距離甚短，其發車間隔僅為2 分半，由此可見物聯網能夠極大的促進列車的運行效率，保障調度的高水平運行。

2.3 互聯網在鐵路貨運系統中的應用。隨著社會的發展，對于物質的交換日益頻繁，小件物品多通過快遞公司收攬，隨后安排貨車完成貨物的傳輸。我國列車貨運系統能夠承載更高強度物件的運輸，對于石油煤炭等能源的遠距離輸送則需要依靠貨運列車來實現。通過物聯網技術在列車貨運領域的應用，能夠實現針對每節車廂的運載噸位和貨物信息進行實時記錄，并且對于物流信息實時的更新和位置顯示，客戶能通過網上平臺對抵達的時間和地點進行查詢。比如鋼鐵有限公司產出的大型鋼錠，使用列車運輸時能夠針對性的使用物聯網系統記錄鋼錠的重量、成分、價格、鋼種、性能等多種信息，使產品信息與車廂對應，并且在運輸過程能夠實現針對單一車廂的轉運等操作，大大提高了鋼料運輸時信息的交互能力，同時提高了運輸的靈活性和高效性。

3 物聯網在我國鐵路領域的發展

3.1 完善鐵路運輸綜合安全預警系統。鐵路運輸領域對于安全的保障十分強調因而如何高效的解決火車運行的安全問題也成為了當前火車運行中應當重點解決的問題。物聯網技術具有高度的敏感性具有信息化和智能化的特點在火車內部和車站點處安裝融入了物聯網技術的綜合安全預警系統則能夠及時的感應危險的到來并做出及時的警示主要的預警系統是將火災等包含在內的安全隱患的子系統，只有充分發揮了各種安全隱患子系統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。

3.2 健全鐵路運輸分揀管理和倉庫存儲系統。傳統倉庫存儲工作需要對物件進行逐一檢驗，貨物通常被紙箱或者木箱封裝，如果進行開箱檢查將會增加物品損壞或者保護裝置破壞的風險，若僅僅進行外觀的檢查則難以鑒定箱內物品的完整性，同時難以進行物品信息的統計和管理。此外，不利于倉庫存儲和物流的責任劃分。而通過物聯網的發展應用，可以將每一個物品在進倉庫前進行電子標簽的配置，從而將貨物之間信息化，將貨物的信息和性狀特征進行更加明確的劃分，從而能夠避免開箱檢查的繁瑣和風險。此外，對于貨物的始發地以及目的地能夠更明確的歸類，在分揀中心通過傳送帶的閱讀器對貨物進行自動化分揀，保證了分揀效率，同時促進貨物的存放更加合理。

4 結論

物聯網技術被廣泛應用于火車站售票系統與檢票系統、列車識別監控系統、鐵路行車系統、鐵路運輸物流管理系統和客運系統中，有效提高了鐵路部門的工作效率，推動了中國鐵路運輸業的發展。在此背景下，物聯網技術將會進一步完善安全預警系統和倉庫管理系統，從而推動我國鐵路運輸更加高效安全的發展。