物聯網在我國鐵路運輸領域的應用與發展探討

物聯網在我國鐵路運輸領域的應用與發展探討

　　摘要：隨著社會經濟和科學技術的迅速發展，信息技術在生活中的應用范圍日益廣闊，其影響力也日益擴大，其中最為典型的就是物聯網的使用。近年來我國的大規模建設中，鐵路建設占據了重要地位，在這種發展形勢下，將物聯網與鐵路運輸相結合就成為了發展的必然趨勢，對交通運輸業的發展產生了深遠的影響。本文將針對當前物聯網在我國鐵路運輸領域的具體應用與未來的技術發展展開探討。

　　關鍵詞：物聯網;運輸;應用;鐵路

　　在當前的社會背景下，鐵路運輸系統已經成為交通運輸系統中最重要的組成部分之一，并且其整個鐵路運輸系統十分龐大。鐵路運輸方式受到普遍的歡迎，因而鐵路運輸逐漸呈現出客流量大、運營密度高的特點，針對于現階段鐵路發展的制約因素進行分析，鐵路運輸安全問題的解決是關鍵之處，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，而這些標準恰恰就可以借助于物聯網實現鐵路信息化來解決達成。以下筆者將對相關的問題進行分析。

　　一、物聯網的具體剖析

　　物聯網簡單來說是能夠將物體進行鏈接的網絡，在這個過程中主要涉及的設備是各種類型的信息傳感設備，而主要的傳感設備有激光掃描器、紅外感應器、全球定位系統等，這些設備通過與互聯網建立起一個信息傳達的交叉式網絡來發揮作用，在對物品與網絡進行聯接時，在物品上提前設定的二維碼、電子標簽和傳感器與接口進行無線的網絡相連，這樣的方式一定程度上就相當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備建立起相互關聯的溝通，因而也叫作“傳感網”。

　　對“物聯網”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對物品的識別和管理而運用射頻識別等信息傳感設備將作用對象與互聯網建立起聯系。到了20世紀，物聯網更是得到了發展性的運用，國際電信聯盟就曾經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。物聯網運用的專家對物聯網進行整體化的分析，總結出了物聯網在工業檢測、智能交通和社會公共安全方面的全方位應用特點，在當前的信息時代下，物聯網在未來的發展形式可見一斑，它必將會帶來如同第三次信息技術革命的席卷風潮，進一步拓展技術運用的市場空間。

　　二、物聯網的核心技術剖析和工作原理分析

　　物聯網的出現建立在網絡技術的基礎上，其中最主要的技術之一就是RFID電子標簽技術，一般情況下是由閱讀器和電子標簽兩部分構成的。電子標簽一般附著于被識別的物體之上，由多個主要的模塊統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、對環境的適應性強、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造和技術運用來決定的。電子標簽芯片上的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，在技術操作時可以用來儲存識別碼或者其他的相關數據，而芯片的外部區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和對物品的標識。在RFID系統中，大多數的閱讀器都在限定的范圍中進行電磁波的發射，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發射的電磁波頻率。當電子標簽在這個頻率范圍內經過時，受到電磁波的刺激使得LC諧振電路發生了能夠使電容內部產生電荷的共振，并且在電容的另一端聯通一個單向導通的電子泵就能夠直接將電容之中的電荷輸送轉移到另一個電容中加以保存，當存儲的電荷數值達到一定的程度這個承受電荷轉移的電容就能夠轉化為電源為其他的電路施加工作電壓以達到發射電子標簽之中的數據或者對閱讀器之中的數據進行接收的目的。閱讀器在接收數據是直接面向電子標簽，之后通過解碼和校驗對所接收到的數據有效性進行判斷，當交驗合格之后借助于無線方式將數據以傳送的方式輸送到計算網絡之中。

　　實際上對RFID技術的具體工作進行原理上的剖析，則較為簡單，它是在標簽抵達磁場之后由接收解讀器發出射頻信號，當感應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出，由解讀器將信息進行解讀之后再輸送至中心信息系統對這些數據進行相關的處理。

　　三、物聯網在我國鐵路運輸領域中的當前應用狀況

　　物聯網技術被投入到鐵路運輸領域中進行使用得到了初步的發展，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，在客貨運輸的安全保障系統和服務系統之中得到了普遍的應用，極大的提高了鐵路運輸的安全性和為乘客服務的水平。

　　3.1 物聯網智能化功能在火車票售票和檢票之中的應用

　　從當前物聯網在鐵路運輸中的實際應用來看，物聯網技術得到了迅速的發展，其智能化的應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的乘客量。目前，在鐵路運輸領域之中使用到的火車票售票和檢票方式是RFID電子客票，它與傳統的售票方式的不同就在于它的自動化、智能化，它可以根據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，當然乘客輸入的車票內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 車輛智能化監控識別系統在鐵路運輸之中的運用

　　在鐵路眾多的工作系統之中，車輛智能化監控識別系統是重要的組成部分，它主要由五個部分構成，分別是機車車身底部識別標簽、復示設備、地面自動識別設備、數據集中管理和中央數據庫管理，對地面自動識別設備的具體構成進行更加細致的分析，則其中主要有列車探測裝置、天線、遠程通信設備、防雷設備、讀取裝置和微波射頻裝置等，當地面自動識別以其被裝置在不同的站點區域之中，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之中的信息進行處理，要采集的信息內容包括過往列車的數量、類型和車次等各種與列車的運行和管理有關的數據信息，通過這種方式，車上的信息管理系統就能夠實現對列車動態在不同時段中的實時監控和有效跟蹤。

　　3.3 物聯網技術對鐵路行車有效調度的高效管理

　　鑒于現階段鐵路乘客數量的迅速增長，鐵路行車的運行要想實現有效化管理，就要采取有效措施實現合理的調度，而物聯網的運用就能夠切實的解決這一問題，它不僅能夠對火車的各節車廂進行統一化的管理，還能夠在此基礎上對鐵路行車的速度進行即時的監控并在必要的時候對信號系統實行升級操作。物聯網要真正發揮這一層面的作用需要將電子標簽的芯片安置于要監控的車廂之中，與此同時還需要在相隔一段距離的鐵路兩側安裝相對應的讀寫器，只有將電子標簽的芯片和讀寫器充分結合起來才能夠對大程度、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時所處的位置，在此基礎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度的有效性、健全性。

　　3.4 物聯網技術在鐵路運輸物流信息系統中的應用

　　人們的生活方式受到現代信息技術發展的影響已經發生了巨大的變化，鐵路運輸領域中物聯網技術的應用就是人們生活領域中的出行層面，物聯網技術在鐵路運輸領域中的應用有效的確保了貨運的高效、安全和穩定，受到了人們越來越多的關注。將傳統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勢，但是優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。當物聯網技術運用到鐵路運輸領域中之后貨物在傳送到火車上之前就通過物聯網技術而進行了達標性的安全檢測，車廂管理人員將檢測到的信息作為工作信息對比參考，將貨物與單據的相關信息進行核對，而且物聯網技術的應用使得通過鐵路運輸的貨物在運送過程中的位置、移動路線、預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絡進行查詢。

　　3.5 物聯網技術在鐵路運輸的客運系統中的應用

　　讀寫器是物聯網發揮作用的重要組成部分，基本上在鐵路系統的所有關鍵點都設置了讀寫器，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，除了對已經坐上列車的乘客信息進行核對，物聯網技術的應用還能夠實現對正在候車的乘客數量進行有效的統計，將正在候車的乘客信息與特定的檢票口進行對應，如果候車的乘客進錯檢票口，系統就會自動發出提示提醒乘客到正確的檢票口處進行等待。當火車列車開始行駛之后，乘客的相關信息就會由系統進行自動化的傳輸，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以上工作流程，如果乘客在下一站直接下車，系統也能夠將乘客下車的信息與系統中的存儲信息進行對號并自動寫入有效信息。

　　四、物聯網在我國鐵路運輸領域的未來發展探討

　　鐵路建設事業中自動化、智能化水平的要求提高使得物聯網技術得到了迅速的發展，隨之而來的是要求日益提高的信息化水平。物聯網技術在現代社會生活中應用范圍廣闊并充分體現出智能化和信息化的發展趨勢，在交通運輸管理層面更是備受矚目，

　　現階段的物聯網技術在鐵路運輸領域中的應用范圍還十分有限，按照當前的發展趨勢，物聯網在鐵路運輸方面的應用將會更加廣泛。

　　4.1 物聯網技術在站車信息共享系統中的應用

　　在現階段，火車票的售票系統應和計算機網絡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，這就在一定程度上使得在火車內部所存留的車票與乘客在進入火車之后補的票之間產生脫節，這樣就會造成票據的浪費，但是如果物聯網技術能夠運用到補票環節就能夠避免此類浪費的發生。在物聯網技術中最適于補票流程的就是RFID技術，RFID技術中超強的網絡信息共享功能能夠將車站的售票系統與火車內部的補票系統建立網絡式的連接，一旦實現了兩者之間的連接，車站就可以實現對無票上車人員情況的及時掌握，在此基礎上根據人員數量對火車內部預留的車票數量進行合理范圍內的設定，同時火車內部也能夠及時、準確的掌握旅途中車座數量的預留情況，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 物聯網技術在鐵路運輸倉庫管理系統中的應用

　　在傳統的倉庫管理工作中，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險性，而如果工作人員只是象征性的檢查一遍，只是對應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部的物品被偷盜，而物聯網技術運用到倉庫管理中就可以有效地解決相關問題，在每個箱子上設定電子標簽，工作人員就能夠直接對電子標簽進行信息的傳輸與網絡進行聯通并通過網絡對箱子中物品的信息進行分析，這種技術應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生。

　　4.3 物聯網技術在鐵路運輸綜合安全預警系統中的應用

　　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。

　　信息技術的飛速發展帶動了物聯網技術的發展，鐵路運輸領域中物聯網技術的使用已經十分普遍，現階段已經有RFID技術、二維碼掃描技術、傳感設備等，這些應用都對鐵路運輸的發展做出了很大的貢獻，而隨著信息技術應用的深入，物聯網技術的應用也必將更加深入，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，物聯網在鐵路運輸中的應用將發生翻天覆地的變化。

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