物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在軌道交通智能監(jiān)控中的應(yīng)用

蘭志軍

（太原軌道交通集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

近期，伴隨我國(guó)城市化腳步的逐漸加快，城市中逐漸興起了智慧軌道系統(tǒng)，其中智能監(jiān)控技術(shù)是城市軌道交通智能化發(fā)展的重點(diǎn)。如果讓軌道交通的智能監(jiān)控技術(shù)獲得廣泛運(yùn)用，推動(dòng)軌道交通向著智能化的方向發(fā)展，還應(yīng)該依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)較為準(zhǔn)確且安全性較高的軌道交通管理系統(tǒng)，讓軌道交通在智能化的處理方面更加有能力。立足于此，需要進(jìn)一步研究軌道交通智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，借助探究物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)的運(yùn)用及其設(shè)計(jì)手段，努力提高城市軌道交通這個(gè)系統(tǒng)對(duì)智能化數(shù)據(jù)的處理能力，以便于更好地運(yùn)用軌道交通系統(tǒng)。下面就物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)的概念進(jìn)行闡述，僅供參考。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)甚至是其余各種類型的信息技術(shù)等，都屬于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)覆蓋下的內(nèi)容，其能夠在信息技術(shù)帶來的有力支持下，借助不同信息傳感所需設(shè)備，如定位系統(tǒng)、紅外線感應(yīng)器等，都會(huì)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行充分的運(yùn)用，并借助收集光、熱、電力學(xué)這些不同的學(xué)習(xí)，采用傳感器甚至是屏攝技術(shù)等構(gòu)建出一個(gè)較為廣闊的信息網(wǎng)絡(luò)。如此就能夠推動(dòng)軌道交通內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)達(dá)成密切關(guān)聯(lián)，方便于操作從事者及城市軌道交通監(jiān)控借助物聯(lián)網(wǎng)來完成對(duì)有關(guān)車輛信息的管理及其控制[1]。把物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)運(yùn)用到城市軌道交通這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，本身有著信息數(shù)據(jù)多、安全系數(shù)高以及節(jié)能這些特征，能夠讓交通網(wǎng)絡(luò)的流量獲得最大限度的優(yōu)化，提升居民在出行時(shí)候的效率。借助較為智能的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，能夠健全交通管理這個(gè)系統(tǒng)，隨時(shí)對(duì)車輛的信息進(jìn)行調(diào)度，有效發(fā)揮出信息技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，對(duì)道路及四周環(huán)境做信息整理，同時(shí)發(fā)揮出所具有的效能。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能監(jiān)控中的具體應(yīng)用

2.1 物聯(lián)網(wǎng)感知層技術(shù)

對(duì)軌道交通或者是射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行充分的運(yùn)用，借助標(biāo)簽化的智能分析，就能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)目標(biāo)。射頻識(shí)別技術(shù)往往是利用閱讀器或者是其余各種標(biāo)簽?zāi)K所構(gòu)成，但所有標(biāo)簽?zāi)K當(dāng)中都具備獨(dú)特的電子編碼，如射頻模塊、控制模塊等等，這些模塊本身的電子編碼都存在較大的區(qū)別。所以，能夠利用標(biāo)簽天線的方式把大量信息和數(shù)據(jù)都上傳到平臺(tái)，由平臺(tái)進(jìn)行搜索和采集，將信息都儲(chǔ)存下來，同時(shí)將其傳輸給相關(guān)的用戶。軌道交通在不斷運(yùn)行的環(huán)節(jié)中，需要和整個(gè)地面呈現(xiàn)出一種彼此連接的信息傳輸狀態(tài)，如此一來，就能夠確保列車更加穩(wěn)定的運(yùn)行下去。所以，對(duì)射頻識(shí)別方面的技術(shù)或者是感知層技術(shù)等做好合理的運(yùn)用，確實(shí)能夠?qū)?yīng)答器甚至是標(biāo)簽天線進(jìn)行充分的運(yùn)用，搜索大量列車和地面的相關(guān)數(shù)據(jù)，同時(shí)利用控制中心帶來各種列車速度、位置諸多內(nèi)容，如圖1所示。

圖1 射頻識(shí)別技術(shù)

2.2 軌道交通和無線傳感器

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)中最為經(jīng)常應(yīng)用的技術(shù)就是無線傳感器，因?yàn)榇朔N設(shè)備能夠及時(shí)搜索到整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的每一條信息，也能夠建立起自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)，達(dá)成信息的傳輸或者是無線通信，所以確實(shí)能夠節(jié)約大量的資金和成本，達(dá)成順利的運(yùn)行。軌道智能交通監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用的環(huán)節(jié)中，能夠把軌道交通或者是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和其余的監(jiān)控中心做好密切聯(lián)合，借助無線通信板塊甚至是其余各種類型的處理模塊等等，采集到大量的信息和數(shù)據(jù)，明確監(jiān)測(cè)環(huán)境的具體情況，并對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)設(shè)置的傳感器節(jié)點(diǎn)做好有效的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。如此一來，就能夠在構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的前提下，把監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的所有數(shù)據(jù)都整合起來，傳輸?shù)娇刂浦行模尶刂浦行膶?duì)這些信息甚至是數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的處理。最關(guān)鍵的是，需要對(duì)部署區(qū)域存在的問題和異常實(shí)施嚴(yán)密的監(jiān)控，因?yàn)檐壍澜煌ㄌ幵诹己眠\(yùn)行狀態(tài)中的時(shí)候，會(huì)受到各種外部條件和內(nèi)部因素帶來的影響，出現(xiàn)各種各樣的故障和問題。此時(shí)，軌道交通或者是無線傳感器就能夠凸顯出自己的監(jiān)測(cè)效果，在環(huán)境節(jié)點(diǎn)中對(duì)所有傳感器本身的溫度、濕度甚至是其余各項(xiàng)數(shù)值做好實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，若是出現(xiàn)任何的異常情況，就應(yīng)該馬上預(yù)警，并制定出有效的策略，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理[2]。

3 軌道交通傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)能給軌道交通監(jiān)控給予更加清晰的感知，所以，在做軌道交通建設(shè)的時(shí)候，應(yīng)該借助物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)完成傳感器與傳感設(shè)施的監(jiān)控集成。借助開展網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)化，并且把監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)借助移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒肟刂破鳎偈菇煌軌蚋玫墓芾砑捌湔{(diào)度，讓人們的出行變得更加便捷。

3.1 優(yōu)化集成監(jiān)控方式

在對(duì)軌道交通項(xiàng)目開展施工的環(huán)節(jié)中，監(jiān)控設(shè)備確實(shí)能夠借助新型的傳感器網(wǎng)絡(luò)做好各項(xiàng)集成工作，把電子標(biāo)簽?zāi)K和所有的傳感器模塊深度融合起來，對(duì)軌道交通實(shí)際運(yùn)行環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的諸多信息或者是數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。把列車持續(xù)運(yùn)行進(jìn)程中，存留的參數(shù)甚至是環(huán)境信息完整的收集起來，利用傳感器達(dá)成有源標(biāo)簽的收集，在環(huán)境中安裝一定帶有傳感器功能的信息閱讀設(shè)備，只要列車順利進(jìn)入被完全覆蓋的信息閱讀器領(lǐng)域，車載閱讀器自然而然就會(huì)采集整個(gè)區(qū)域內(nèi)的壓力參數(shù)或者是環(huán)境參數(shù)，并將所有的溫度、濕度甚至是其余各項(xiàng)數(shù)值傳輸?shù)狡脚_(tái)上，那么這些數(shù)據(jù)甚至是信息等等，都能夠構(gòu)建出完整的集成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。除此之外，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將智能決策技術(shù)與全球定位技術(shù)有效的整合起來，借助各種先進(jìn)的科技對(duì)整個(gè)軌道運(yùn)行環(huán)節(jié)中的情況進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，就可以掌握列車處在運(yùn)行狀態(tài)中的真實(shí)速度及其自身的反應(yīng)能力，真正增強(qiáng)軌道交通網(wǎng)絡(luò)所具有的指揮效果[3]。也能夠應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)出新型的服務(wù)管理平臺(tái)，那么此平臺(tái)就能夠第一時(shí)間對(duì)監(jiān)控信息做好全方位的采集，并且，通過路況信息或者是導(dǎo)航方面的信息，增強(qiáng)軌道所具有的協(xié)調(diào)能力又或是控制能力。而在對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)信息進(jìn)行采集的環(huán)節(jié)中，還能夠?qū)煌ㄟ\(yùn)營(yíng)部門的客流量做好嚴(yán)格的監(jiān)督，在進(jìn)出口位置設(shè)立大量的數(shù)據(jù)收集節(jié)點(diǎn)，安裝一定的檢測(cè)設(shè)備，如此就能夠?qū)土髁块_展細(xì)致的研究和分析。而研發(fā)出先進(jìn)的視頻分析技術(shù)，在進(jìn)出口位置，或者是列車不斷運(yùn)行的數(shù)據(jù)等等，做好統(tǒng)一的整理和采集，構(gòu)建出完善的目標(biāo)檢測(cè)模型，按照整個(gè)模型建立一套報(bào)警系統(tǒng)，就可以達(dá)成智能聯(lián)動(dòng)，對(duì)意外發(fā)生的緊急情況進(jìn)行有效的處理，如圖2所示。

圖2 信息閱讀器

3.2 完善監(jiān)控架構(gòu)方式

智能化監(jiān)控技術(shù)應(yīng)該對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行充分的運(yùn)用，將周圍的網(wǎng)絡(luò)都有效融合起來，構(gòu)建出更加完善的監(jiān)控系統(tǒng)，把列車實(shí)際的運(yùn)行速度、占用狀況甚至是安全系數(shù)等都做好統(tǒng)一的采集，再通過軌道電路開展有效的傳輸處理。但需要注意的是，應(yīng)該構(gòu)建出以傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為核心的新型應(yīng)答器，按照應(yīng)答器采集到的限速數(shù)值、線路占用程度甚至是運(yùn)行數(shù)值等等，做好參數(shù)的獲取工作。并且，應(yīng)該借助物聯(lián)網(wǎng)來了解監(jiān)控環(huán)境下的情況，如軌道應(yīng)力、軌道軸溫或者是其余地質(zhì)條件等。因?yàn)檫@些參數(shù)會(huì)隨時(shí)出現(xiàn)一定的改變，所以確實(shí)會(huì)受到各種外部條件帶來的影響，這就要求相關(guān)人員在對(duì)監(jiān)控進(jìn)行架構(gòu)的環(huán)節(jié)中，應(yīng)該對(duì)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)做好科學(xué)的布置，如在對(duì)軸溫實(shí)施嚴(yán)格監(jiān)控的時(shí)候，就應(yīng)該盡量契合當(dāng)?shù)氐木唧w情況。只要軸溫處在某種極限狀態(tài)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的列車脫軌情況，而此種事故同樣會(huì)對(duì)軸溫產(chǎn)生不良的影響，這就要求相關(guān)人員對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行充分的運(yùn)用，借助無線通信技術(shù)完成好遠(yuǎn)距離的標(biāo)識(shí)工作，讓相關(guān)人員知曉列車即將面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)第一時(shí)間應(yīng)用合理可行的方案做好處理[4]。

3.3 綜合性數(shù)據(jù)收集

在傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控構(gòu)造的前提下，應(yīng)該依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)來調(diào)節(jié)軌道交通在運(yùn)行監(jiān)控時(shí)候的狀態(tài)，借助應(yīng)答器及其無限傳感器節(jié)點(diǎn)間的融合，把中央控制這個(gè)系統(tǒng)分成5個(gè)階段，在每層當(dāng)中安裝對(duì)應(yīng)的監(jiān)控器、匯集節(jié)點(diǎn)及其應(yīng)用接口。在每層完成對(duì)應(yīng)答器節(jié)點(diǎn)及其傳感器的節(jié)點(diǎn)安排預(yù)設(shè)程序，借助這些預(yù)設(shè)的程序來在總體上監(jiān)控軌道交通的無線通信系統(tǒng)、交通查詢器及其應(yīng)用接口情況，在數(shù)據(jù)收集這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，借助傳感器及其傳感器的節(jié)點(diǎn)來完成對(duì)信息的互動(dòng)及其收集。在車站物流這個(gè)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，應(yīng)該在列車通過的時(shí)候及時(shí)發(fā)出查詢信號(hào)，再讓應(yīng)答器節(jié)點(diǎn)及其傳感器節(jié)點(diǎn)來完成收集報(bào)文同時(shí)傳感信息，但是應(yīng)該引起注意的是，在做綜合的數(shù)據(jù)收集與檢測(cè)時(shí)，應(yīng)該對(duì)車載設(shè)施所對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控解結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步組織，借助把集成結(jié)構(gòu)與獨(dú)立結(jié)構(gòu)彼此融合，完成高頻及低頻的信息傳輸，防止被無線信號(hào)所干擾。

3.4 完善硬件結(jié)構(gòu)

當(dāng)下，城市軌道交通智能監(jiān)控這個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)備正在逐漸更新，但如果想要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)，還是應(yīng)該對(duì)硬件結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的完善。借助超低功效的匯集，通過信號(hào)處理器做混合類的傳送。首先，應(yīng)該對(duì)軌道交通當(dāng)中的無線通信系統(tǒng)加以優(yōu)化，結(jié)合軌道交通所對(duì)應(yīng)的技術(shù)、交通通信所對(duì)應(yīng)的技術(shù)及其車地?zé)o線通信信號(hào)這些設(shè)置適合的方案，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)來尋找更為方便且環(huán)保的交通，借助智能信息通信系統(tǒng)及其智能監(jiān)控系統(tǒng)，組合成為智慧類軌道交通。其次，應(yīng)該對(duì)車載設(shè)施做進(jìn)一步的更新與完善。在通常情況下，車載設(shè)施是一個(gè)列車發(fā)出信號(hào)、收集列車有關(guān)信息及其接收中央處理器進(jìn)行信息控制的關(guān)鍵器具。所以，車載設(shè)施應(yīng)該聚集查找系統(tǒng)與節(jié)點(diǎn)，應(yīng)該擁有高品質(zhì)的處理器及其存儲(chǔ)版塊，在做車載設(shè)施的更新當(dāng)中，應(yīng)該結(jié)合列車具體的運(yùn)行狀況及其環(huán)境上的因素，集成設(shè)施接口與軌道交通無線通信轉(zhuǎn)換的接口，確保車載設(shè)施能夠有更高的性能。最后，應(yīng)該對(duì)應(yīng)答器節(jié)點(diǎn)做進(jìn)一步的優(yōu)化，該儀器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)包含著儲(chǔ)存器所設(shè)置的程序及其射頻收發(fā)器。這幾者一個(gè)都不能少，能夠結(jié)合具體情況對(duì)軌道的應(yīng)答器加以完善，借助射頻部分、前端電路及其微控制器作為核心的儲(chǔ)存器，完成對(duì)所設(shè)置程序及其射頻收發(fā)器這些芯片做及時(shí)更新，確保應(yīng)答器的節(jié)點(diǎn)能夠做到智能化，傳感器的節(jié)點(diǎn)也是智能監(jiān)控這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中十分關(guān)鍵的部分，所以應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)加以完善，借助信息對(duì)應(yīng)的傳感及其采集，連接天線及其外部銜接的端口，確保采集的終端能夠有效。借助優(yōu)化壓力、溫濕度及其運(yùn)動(dòng)這些傳感器的安裝，提升傳感器本身數(shù)據(jù)在傳輸中的效率。

4 結(jié)語

總而言之，現(xiàn)下物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)正在迅速的發(fā)展，而伴隨城市交通面臨壓力的逐漸增大，軌道交通監(jiān)控這個(gè)系統(tǒng)的更新及完善已是必然趨勢(shì)。有關(guān)從事者應(yīng)該從更深層次去分析物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)，借助物聯(lián)網(wǎng)和軌道交通智能監(jiān)控系統(tǒng)的匯集與優(yōu)化，為該系統(tǒng)的進(jìn)一步完整提供條件，借助智慧化和整體性的智能監(jiān)控設(shè)備，提升國(guó)內(nèi)城市軌道交通的運(yùn)行能力。借此來滿足人們逐漸增長(zhǎng)的通行需求，為社會(huì)效益的提升提供幫助。以上就是筆者依據(jù)自己多年從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)技術(shù)在軌道交通智能監(jiān)控當(dāng)中的運(yùn)用，所提出的一些淺見，以供參考。