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物聯(lián)網(wǎng)在我國鐵路運輸領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展探討
摘要：隨著社會經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，信息技術(shù)在生活中的應(yīng)用范圍日益廣闊，其影響力也日益擴大，其中最為典型的就是物聯(lián)網(wǎng)的使用。近年來我國的大規(guī)模建設(shè)中，鐵路建設(shè)占據(jù)了重要地位，在這種發(fā)展形勢下，將物聯(lián)網(wǎng)與鐵路運輸相結(jié)合就成為了發(fā)展的必然趨勢，對交通運輸業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響。本文將針對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在我國鐵路運輸領(lǐng)域的具體應(yīng)用與未來的技術(shù)發(fā)展展開探討。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);運輸;應(yīng)用;鐵路
在當(dāng)前的社會背景下，鐵路運輸系統(tǒng)已經(jīng)成為交通運輸系統(tǒng)中最重要的組成部分之一，并且其整個鐵路運輸系統(tǒng)十分龐大。鐵路運輸方式受到普遍的歡迎，因而鐵路運輸逐漸呈現(xiàn)出客流量大、運營密度高的特點，針對于現(xiàn)階段鐵路發(fā)展的制約因素進行分析，鐵路運輸安全問題的解決是關(guān)鍵之處，這就對提高鐵路客運線的實際工作效率和自動化的水平提出了更高的要求，而這些標(biāo)準(zhǔn)恰恰就可以借助于物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)鐵路信息化來解決達成。以下筆者將對相關(guān)的問題進行分析。
一、物聯(lián)網(wǎng)的具體剖析
物聯(lián)網(wǎng)簡單來說是能夠?qū)⑽矬w進行鏈接的網(wǎng)絡(luò)，在這個過程中主要涉及的設(shè)備是各種類型的信息傳感設(shè)備，而主要的傳感設(shè)備有激光掃描器、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等，這些設(shè)備通過與互聯(lián)網(wǎng)建立起一個信息傳達的交叉式網(wǎng)絡(luò)來發(fā)揮作用，在對物品與網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)接時，在物品上提前設(shè)定的二維碼、電子標(biāo)簽和傳感器與接口進行無線的網(wǎng)絡(luò)相連，這樣的方式一定程度上就相當(dāng)于使物品具有了智能性，也就是在人與物品、物品與物品之間借助于傳感設(shè)備建立起相互關(guān)聯(lián)的溝通，因而也叫作“傳感網(wǎng)”。
對“物聯(lián)網(wǎng)”這一概念的起源進行分析則可追溯到1999年，在其起源時期它的定義相對簡單，指的是為在智能化的前提下實現(xiàn)對物品的識別和管理而運用射頻識別等信息傳感設(shè)備將作用對象與互聯(lián)網(wǎng)建立起聯(lián)系。到了20世紀(jì)，物聯(lián)網(wǎng)更是得到了發(fā)展性的運用，國際電信聯(lián)盟就曾經(jīng)在信息社會世界峰會上正式提出了這一概念，使其被更多的人知曉。物聯(lián)網(wǎng)運用的專家對物聯(lián)網(wǎng)進行整體化的分析，總結(jié)出了物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)檢測、智能交通和社會公共安全方面的全方位應(yīng)用特點，在當(dāng)前的信息時代下，物聯(lián)網(wǎng)在未來的發(fā)展形式可見一斑，它必將會帶來如同第三次信息技術(shù)革命的席卷風(fēng)潮，進一步拓展技術(shù)運用的市場空間。
二、物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)剖析和工作原理分析
物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，其中最主要的技術(shù)之一就是RFID電子標(biāo)簽技術(shù)，一般情況下是由閱讀器和電子標(biāo)簽兩部分構(gòu)成的。電子標(biāo)簽一般附著于被識別的物體之上，由多個主要的模塊統(tǒng)一集成于一塊芯片之中最終達到與閱讀器之間的通信，最要典型的特點是能夠識別運動目標(biāo)、對環(huán)境的適應(yīng)性強、可控制的距離較遠等;而閱讀器是則是一種讀寫裝置或者讀裝置，至于它究竟屬于哪一種裝置類型是由它所使用的存儲器的整體構(gòu)造和技術(shù)運用來決定的。電子標(biāo)簽芯片上的EEP-ROM容量空間范圍大，其容量空間從幾比特至幾萬比特之間不等，在技術(shù)操作時可以用來儲存識別碼或者其他的相關(guān)數(shù)據(jù)，而芯片的外部區(qū)域上只需要用天線進行連接，以此來完成對人員身份的識別與確認(rèn)和對物品的標(biāo)識。在RFID系統(tǒng)中，大多數(shù)的閱讀器都在限定的范圍中進行電磁波的發(fā)射，而限定范圍的大小是由閱讀器的天線尺寸和實際工作頻率決定的，同時在電子標(biāo)簽中存在著LC串連諧振電路，它在運行時的頻率則等同于閱讀器在限定范圍內(nèi)發(fā)射的電磁波頻率。當(dāng)電子標(biāo)簽在這個頻率范圍內(nèi)經(jīng)過時，受到電磁波的刺激使得LC諧振電路發(fā)生了能夠使電容內(nèi)部產(chǎn)生電荷的共振，并且在電容的另一端聯(lián)通一個單向?qū)ǖ碾娮颖镁湍軌蛑苯訉㈦娙葜械碾姾奢斔娃D(zhuǎn)移到另一個電容中加以保存，當(dāng)存儲的電荷數(shù)值達到一定的程度這個承受電荷轉(zhuǎn)移的電容就能夠轉(zhuǎn)化為電源為其他的電路施加工作電壓以達到發(fā)射電子標(biāo)簽之中的數(shù)據(jù)或者對閱讀器之中的數(shù)據(jù)進行接收的目的。閱讀器在接收數(shù)據(jù)是直接面向電子標(biāo)簽，之后通過解碼和校驗對所接收到的數(shù)據(jù)有效性進行判斷，當(dāng)交驗合格之后借助于無線方式將數(shù)據(jù)以傳送的方式輸送到計算網(wǎng)絡(luò)之中。
實際上對RFID技術(shù)的具體工作進行原理上的剖析，則較為簡單，它是在標(biāo)簽抵達磁場之后由接收解讀器發(fā)出射頻信號，當(dāng)感應(yīng)電流獲得了充足的能量之后就可以將存儲在芯片之中的物品信息進行傳送，或者是通過將某一個頻率的信號主動發(fā)出，由解讀器將信息進行解讀之后再輸送至中心信息系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進行相關(guān)的處理。
三、物聯(lián)網(wǎng)在我國鐵路運輸領(lǐng)域中的當(dāng)前應(yīng)用狀況
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被投入到鐵路運輸領(lǐng)域中進行使用得到了初步的發(fā)展，尤其是其智能化的特點為鐵路運輸部門和乘客都帶來了極大的便利之處，在客貨運輸?shù)陌踩Ｕ舷到y(tǒng)和服務(wù)系統(tǒng)之中得到了普遍的應(yīng)用，極大的提高了鐵路運輸?shù)陌踩院蜑槌丝头⻊?wù)的水平。
3.1 物聯(lián)網(wǎng)智能化功能在火車票售票和檢票之中的應(yīng)用
從當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸中的實際應(yīng)用來看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，其智能化的應(yīng)用特點在火車票售票和檢票層面一覽無余，這就使得對外出行的乘客出于便利的考慮更多的選擇鐵路運輸，在一定程度上擴大了鐵路運輸?shù)某丝土�。目前，在鐵路運輸領(lǐng)域之中使用到的火車票售票和檢票方式是RFID電子客票，它與傳統(tǒng)的售票方式的不同就在于它的自動化、智能化，它可以根據(jù)乘客的實際需要也就是乘客在自動售票機上下達的指令來使乘客直接提取自己想要的火車票，當(dāng)然乘客輸入的車票內(nèi)容是否有效還可以通過檢票中特定的讀寫器來進行解讀與辨識，從乘客的角度來說為乘客的鐵路出行提供了便利，而從鐵路運輸部門的角度來說則是減少了工作人員辦理火車票的煩瑣程序，提高了工作效率。
3.2 車輛智能化監(jiān)控識別系統(tǒng)在鐵路運輸之中的運用
在鐵路眾多的工作系統(tǒng)之中，車輛智能化監(jiān)控識別系統(tǒng)是重要的組成部分，它主要由五個部分構(gòu)成，分別是機車車身底部識別標(biāo)簽、復(fù)示設(shè)備、地面自動識別設(shè)備、數(shù)據(jù)集中管理和中央數(shù)據(jù)庫管理，對地面自動識別設(shè)備的具體構(gòu)成進行更加細(xì)致的分析，則其中主要有列車探測裝置、天線、遠程通信設(shè)備、防雷設(shè)備、讀取裝置和微波射頻裝置等，當(dāng)?shù)孛孀詣幼R別以其被裝置在不同的站點區(qū)域之中，就可以通過對過往的鐵路列車信息的采集和解讀來對傳送至信息系統(tǒng)之中的信息進行處理，要采集的信息內(nèi)容包括過往列車的數(shù)量、類型和車次等各種與列車的運行和管理有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，通過這種方式，車上的信息管理系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)對列車動態(tài)在不同時段中的實時監(jiān)控和有效跟蹤。
3.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對鐵路行車有效調(diào)度的高效管理
鑒于現(xiàn)階段鐵路乘客數(shù)量的迅速增長，鐵路行車的運行要想實現(xiàn)有效化管理，就要采取有效措施實現(xiàn)合理的調(diào)度，而物聯(lián)網(wǎng)的運用就能夠切實的解決這一問題，它不僅能夠?qū)疖嚨母鞴?jié)車廂進行統(tǒng)一化的管理，還能夠在此基礎(chǔ)上對鐵路行車的速度進行即時的監(jiān)控并在必要的時候?qū)π盘栂到y(tǒng)實行升級操作。物聯(lián)網(wǎng)要真正發(fā)揮這一層面的作用需要將電子標(biāo)簽的芯片安置于要監(jiān)控的車廂之中，與此同時還需要在相隔一段距離的鐵路兩側(cè)安裝相對應(yīng)的讀寫器，只有將電子標(biāo)簽的芯片和讀寫器充分結(jié)合起來才能夠?qū)Υ蟪潭�、最高效率的時刻鎖定全國范圍的鐵路運行線路以及它在當(dāng)時所處的位置，在此基礎(chǔ)上還能夠綜合各種信息進行分析最終測算出火車車輛的行車速度，當(dāng)火車車輛的行車速度超過了安全范圍就可以及時下達有效指令對其速度進行控制，這就有效的提高了火車控制和調(diào)度的有效性、健全性。
3.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸物流信息系統(tǒng)中的應(yīng)用
人們的生活方式受到現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的影響已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，鐵路運輸領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用就是人們生活領(lǐng)域中的出行層面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸領(lǐng)域中的應(yīng)用有效的確保了貨運的高效、安全和穩(wěn)定，受到了人們越來越多的關(guān)注。將傳統(tǒng)的鐵路運輸方式同其他的運輸方式相對比，則鐵路總是具有各自的優(yōu)勢，但是優(yōu)勢的存在并不意味著沒有漏洞和缺陷，而一旦這些漏洞和缺陷出現(xiàn)就會對乘客的個人利益和鐵路運輸部門的切身利益造成雙方面的損害。當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到鐵路運輸領(lǐng)域中之后貨物在傳送到火車上之前就通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)而進行了達標(biāo)性的安全檢測，車廂管理人員將檢測到的信息作為工作信息對比參考，將貨物與單據(jù)的相關(guān)信息進行核對，而且物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用使得通過鐵路運輸?shù)呢浳镌谶\送過程中的位置、移動路線、預(yù)計抵達的時間和實際抵達的時間都能夠由客戶或消費者直接通過計算機網(wǎng)絡(luò)進行查詢。
3.5 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸?shù)目瓦\系統(tǒng)中的應(yīng)用
讀寫器是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮作用的重要組成部分，基本上在鐵路系統(tǒng)的所有關(guān)鍵點都設(shè)置了讀寫器，這樣可以將車票中的芯片進行有效的識別，將乘客與其特定的車票信息進行核對。另外，除了對已經(jīng)坐上列車的乘客信息進行核對，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)對正在候車的乘客數(shù)量進行有效的統(tǒng)計，將正在候車的乘客信息與特定的檢票口進行對應(yīng)，如果候車的乘客進錯檢票口，系統(tǒng)就會自動發(fā)出提示提醒乘客到正確的檢票口處進行等待。當(dāng)火車列車開始行駛之后，乘客的相關(guān)信息就會由系統(tǒng)進行自動化的傳輸，輸送到下一車站，在抵達下一車站進行到站提醒之后就再次循環(huán)以上工作流程，如果乘客在下一站直接下車，系統(tǒng)也能夠?qū)⒊丝拖萝嚨男畔⑴c系統(tǒng)中的存儲信息進行對號并自動寫入有效信息。
四、物聯(lián)網(wǎng)在我國鐵路運輸領(lǐng)域的未來發(fā)展探討
鐵路建設(shè)事業(yè)中自動化、智能化水平的要求提高使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，隨之而來的是要求日益提高的信息化水平。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代社會生活中應(yīng)用范圍廣闊并充分體現(xiàn)出智能化和信息化的發(fā)展趨勢，在交通運輸管理層面更是備受矚目，
現(xiàn)階段的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍還十分有限，按照當(dāng)前的發(fā)展趨勢，物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸方面的應(yīng)用將會更加廣泛。
4.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在站車信息共享系統(tǒng)中的應(yīng)用
在現(xiàn)階段，火車票的售票系統(tǒng)應(yīng)和計算機網(wǎng)絡(luò)之間建立起了連通的橋梁，但是在火車列車上的補票還沒有形成連通式的工作開展，一直保持著獨立開展的狀態(tài)，這就在一定程度上使得在火車內(nèi)部所存留的車票與乘客在進入火車之后補的票之間產(chǎn)生脫節(jié)，這樣就會造成票據(jù)的浪費，但是如果物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠運用到補票環(huán)節(jié)就能夠避免此類浪費的發(fā)生。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最適于補票流程的就是RFID技術(shù)，RFID技術(shù)中超強的網(wǎng)絡(luò)信息共享功能能夠?qū)④囌镜氖燮毕到y(tǒng)與火車內(nèi)部的補票系統(tǒng)建立網(wǎng)絡(luò)式的連接，一旦實現(xiàn)了兩者之間的連接，車站就可以實現(xiàn)對無票上車人員情況的及時掌握，在此基礎(chǔ)上根據(jù)人員數(shù)量對火車內(nèi)部預(yù)留的車票數(shù)量進行合理范圍內(nèi)的設(shè)定，同時火車內(nèi)部也能夠及時、準(zhǔn)確的掌握旅途中車座數(shù)量的預(yù)留情況，以更加高效的、便捷的解決為乘客補票的問題，最高效率的利用火車內(nèi)部座位和車票，更為鐵路運輸工作人員在車輛上開展乘客檢票提供了方便。
4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸倉庫管理系統(tǒng)中的應(yīng)用
在傳統(tǒng)的倉庫管理工作中，工作人員要通過對每一件物品進行開箱式的檢驗，從客觀角度上而言，工作人員開箱檢查會增加倉庫中物品受損的風(fēng)險性，而如果工作人員只是象征性的檢查一遍，只是對應(yīng)一下箱子是否存在而不進行開箱檢查就很有可能造成箱子內(nèi)部的物品被偷盜，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到倉庫管理中就可以有效地解決相關(guān)問題，在每個箱子上設(shè)定電子標(biāo)簽，工作人員就能夠直接對電子標(biāo)簽進行信息的傳輸與網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)通并通過網(wǎng)絡(luò)對箱子中物品的信息進行分析，這種技術(shù)應(yīng)用的好處就是可以防止倉庫中物品的受損或者被盜竊而不自知情況的發(fā)生。
4.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在鐵路運輸綜合安全預(yù)警系統(tǒng)中的應(yīng)用
鐵路運輸領(lǐng)域?qū)τ诎踩谋Ｕ鲜謴娬{(diào)，因而如何高效的解決火車運行的安全問題也成為了當(dāng)前火車運行中應(yīng)當(dāng)重點解決的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有高度的敏感性，具有信息化和智能化的特點，在火車內(nèi)部和車站點處安裝融入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的綜合安全預(yù)警系統(tǒng)則能夠及時的感應(yīng)危險的到來并做出及時的警示，主要的預(yù)警系統(tǒng)是將火災(zāi)等包含在內(nèi)的安全隱患的子系統(tǒng)，只有充分發(fā)揮了各種安全隱患子系統(tǒng)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。
信息技術(shù)的飛速發(fā)展帶動了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，鐵路運輸領(lǐng)域中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用已經(jīng)十分普遍，現(xiàn)階段已經(jīng)有RFID技術(shù)、二維碼掃描技術(shù)、傳感設(shè)備等，這些應(yīng)用都對鐵路運輸?shù)陌l(fā)展做出了很大的貢獻，而隨著信息技術(shù)應(yīng)用的深入，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用也必將更加深入，其智能化程度也將得到更加全面的提升，相信在不久的之后，物聯(lián)網(wǎng)在鐵路運輸中的應(yīng)用將發(fā)生翻天覆地的變化。
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