“物联网”技术推动铁路运营方式发生深刻变化

【摘 要】物联网是实现物质世界的信息数字化、对物体控制远程化和对物质世界管理智能化的泛在化信息应用技术。基于物联网的射频识别技术的应用已基本涵盖铁路运营的主要业务，并取得了良好的社会经济效益。本文论述了物联网基本概念，介绍了物联网的射频识别技术在铁路机车车辆自动识别、站台与门禁自动鉴别、电气化铁路电力机车自动过分相、货运物流信息化、机车和轮对检修等业务中的初步应用，并对物联网在未来铁路事务中的应用前景进行了展望。

【关键词】物联网；铁路；运营

物联网的关键技术RFID（Radio Frequency Identification， 射频识别），是一种非接触式的自动识别技术， 它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据， 识别过程无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID 技术与互联网、通讯等技术相结合， 可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。利用RFID技术对高速移动物体识别的特点，可以对运输工具进行有效的定位与统计，方便对如机车、车辆、相关设施的管理和控制等。无线射频识别（RFID） 技术是一新兴的自动识别技术， 被认为是21 世纪的最有发展前途的信息技术之一，在生产制造、交通运输、物流与供应链、安全防伪、货物跟踪与管理等领域有着广阔的应用前景。

由于RFID具有远距离识别、可存储携带较多的信息、读取速度快、应用范围广等优点，目前其应用已基本涵盖了铁路运营的主要业务，并取得了良好的社会经济效益。本文就近年来基于“物联网”射频识别技术在铁路运营业务中的应用作以简要论述，并对未来发展前景予以展望。

一、RFID技术在铁路运营中的应用

1、铁路机车车辆自动识别系统（ATIS）

该系统在所有铁路机车、货车上安装电子标签（Tag），在所有区段站、编组站、大型货运站和分界站设置地面识别设备（ AEI），在车站信息中心机房配置专门计算机建立车站集中管理系统（CPS），并在铁路管理部门建立铁路运输管理信息系统（ TMIS） 。ATIS 与CPS 保持实时通讯联系、时间校对，接收CPS的查询报文，并根据查询要求发送应答报文或者过车报文，完成在待机状态下的设备监测和过车数据传送。当有列车通过时，系统采集过车信息，形成过车数据，然后经CPS计算机处理后为铁路运输管理信息系统（ TMIS） 提供列车、车辆、集装箱实时追踪。

2、站台与门禁自动鉴别系统

利用射频识别技术为执行公务、装卸货物而经常需要上站台的汽车安装电子标签。电子标签由铁路管理部门写入车牌号、车型等信息，门卫处安装读写器和电脑。当车辆接近门卫时，读写器自动识别，并将读取的信息反映在电脑屏幕上。工作人员只需确认屏幕上显示的车牌号、车型、货物品类和数量等信息是否与接近车辆相符，如果信息一致，则放行，否则拒绝进出或采取其他措施。

3、电气化铁路机车自动过分相系统

在电气化铁路中，输电线路中约有30%能耗在传输过程损耗。采用信息通讯技术加强对电网的检控管理，有望大大减少传输中损耗的电能，有效地节约能源。基于物联网的电气化铁路机车过分相技术，可使电力系统三相负荷平衡和提高电网的利用率，供电接触网采用分段换相供电，在换相点（称为分相区）有一段绝缘物将两相接触网电气分隔。采用先进的自动控制技术，使机车自动、智能地通过每个分相区，核心部分是一个基于RFID技术的应答器，它是一种能向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息，实现机车定位及自动过分相功能。当机车经过装有FRID点式应答器的电网下方时，机车上的点式阅读器读取应答器内容，作为分相区定位信号。机车采用GPS辅助定位，为监督机车是否运行到分相，并保证在分相区点式应答器失效时能够启动紧急方案安全通过分相区。

机车检修完毕并通过工长验收后出库，在通过出库位射频识别装置时，机车信息和出库时间传送给应用系统，系统启动出库操作，将机车本次检修活项及整个检修流程操作信息保存到历史表中，并删除当前库内该车信息，自动完成该车的本次检修过程。

在铁路轮对检修作业中，传统的检修数据都是通过纸质卡片记录，因检修车间的工作环境比较恶劣，很容易造成卡片丢失或污损，使检测中断，耽误工期。采用RFID不仅适应恶劣环境，而且射频卡的灵活性、智能性和大储存量等优点为铁路系统轮对信息的网络化提供了可能性。

二、“RFID”技术在铁路其它业务中的应用及展望

目前，一些行业已将RFID芯片与手机SIM/UIM卡结合开发了“手机一卡通”业务，突破了传统手机仅仅能在通信网络中使用的局限，极大地扩展了手机使用的范围，使之能用于购物、乘坐公交车等，还可以实现小额支付、空中充值等功能，成为真正意义上的互联网手机。机二维码是将电子二维码技术应用于手机，按照一定的编码规则编写。像“马赛克”似的二维码背后蕴藏着丰富的信息。用手机的摄像头轻松一拍，“马赛克”立刻被解码成丰富的信息：拥有者、网址、价格、是否具备认证等，一应俱全，清楚明晰。类似地，铁路客运的电子火车票，可以以短信方式把1条二维条码发送到旅客手机，当旅客进入火车站或上火车时，把这条二维条码的图片调出来在入口处的条码扫描仪上照一下，就可以进站或上车了。这样以电子火车票代替传统的纸质火车票，不仅为旅客的旅行带来便利，而且也可大大减少实体物质火车票纸张的消耗，实现低碳生活。

结语

“物联网”是继计算机、互联网与移动通信网之后世界信息产业的第三次浪潮。“物联网”概念的问世，打破了过去一直将物理基础设施和IT基础设施分开的传统思维：一方面是铁路、机场、公路、建筑物，另一方面是数据中心，个人电脑、宽带等。而在“物联网”时代， 钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一的基础设施， 在此意义上， 基础设施更像是一块新的地球工地， 世界的运转就在它上面进行， 其中包括经济管理、生产运行、社会管理乃至个人生活。现阶段“物联网”的应用仅仅体现在RFID/二维码/传感器以及数据采集的应用方面，其优势已经初露端倪，。随着信息技术更高层次的应用，物联网将是转变铁路运输发展方式的重要组成部分。铁路可以凭借自身强大的经济实力和雄厚的科研力量加大对以RFID技术为突破“物联网”智能化科研项目的经济和智力支持，实现新兴信息技术广泛应用在铁路运营中的率先突破。

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