工业物联网融合铁路运输应用探讨

2024-01-02徐福献王亮邵继铎罗金旭杜尚武

中国储运 2023年10期

文/徐福献王亮邵继铎罗金旭杜尚武

针对铁路运输过程中，信息管理、系统支付、信息共享、行车调度、系统预警、物资仓储等环节中存在的工作效率不足，运行管理无法兼容，数据分析困难等现象，尝试应用工业物联网相关技术，针对性的探索解决办法，促使铁路运输高效、可靠，同时为其他铁路运营领域提供经验借鉴。

0.引言

作为国民经济最有力的支柱，铁路运输行业发挥了巨大的贡献，有力促进了经济发展、资源流动和人员交流。但是铁路运输行业由于其整体结构系统较为庞大，虽然经历了各种调整，仍需面对体量庞大，密度较高，节奏较快的制约。为了更充分的使铁路运输的作用得以发挥，充分保障运营安全，充分保证物资运输供给以及合理布局人员流动，需要通过现代信息技术促进铁路运输系统向智能化、信息化方向转变，促进铁路运营新的作业模式的变革，而工业物联网技术的有效应用将会为铁路发展带来重要机遇及广阔的应用空间[1]。工业物联网技术与铁路运输这样的基础领域的有效结合，会使领域内技术产生升华，带来的是更大的发展机遇和内生性挑战，并推动铁路运输进行数字化变革。逐步形成适应中国铁路发展的技术和管理创新之路[2]。

1.铁路运输特点与问题

随着我国经济活动的快速发展以及人民对物质文化需求的快速提升，铁路运输面临着更高的要求，因此如何能够实现铁路运输“货运重载，客运高速”的总体目标，成为解决铁路运输的重要方向。而当前铁路运输的显著特点为：（1）运输规模体量较大；（2）平均运费相对较低；（3）基础设施相对完善；（4）线路覆盖面广；（5）相关装备齐全并且不断升级；（6）转运货物种类繁多[3]。

当前铁路运输系统逐步实施信息化，但是依旧存在信息化手段利用不足的问题。具体表现为：（1）无法积极客观全面认识信息化技术对铁路运输行业的发展的促进作用，信息化手段无法真正有效贯穿实际生产运输过程中；（2）信息采集过程中，由于个别节点的实施困难，数据的准确性无法得到保证，导致部分环节数据失真，进而使得信息无法全面共享；（3）信息系统兼容性不强，由于各个实施单位实施了各式各样符合自身特点的信息系统，但是各个系统独立性较强，没有进行系统兼容，导致数据信息相对分散，无法形成完备的信息利用体系，大大弱化了信息化的带动作用；（4）信息化建设部分过程由于起步较早，同时受到当时特定的限制，设计过程及规划方案较为保守，已无法适应目前的实际需求，亟须进行大规模的更新换代；（5）受特定时期相关技术发展的限制，尤其在信息采集，数据分析过程中，明显能力不足，导致相关运营过程无法高效开展；（6）信息系统运行质量和运行效率不高，效率僵化，后期的数据处理及维护保养等环节存在明显的滞后现象，相关工作环节的工作效率及运营成本无法进行测算[4]。

2.应用分析探讨

2.1 物流信息管理应用。物流管理工作是保证铁路运输过程有效平稳的重要支撑，面对当前信息化技术的更新发展，工业物联网技术融合物流管理工作将对货物运转提出更高的要求和可持续发展的技术保证，并对物流系统的稳定性提出了新的研究方向。在实际工作过程中，将物联网技术合理应用能够极大地保障运输货物的运输安全性，能够对货物进行筛选，确保达标合格货物可以进行运输，并对不合格货物能够做到及时排除，这样相关工作或管理人员就能够对比货单的相关信息，确保货物及时发运，保证货物传输的准确性，避免运输误差。同时工业物联网技术能够确保货主、客户甚至消费者能够及时掌握货物的实时路线、实时位置以及预计抵达时间，便于准时提货，大大提升了站内运转效率[5]。

2.2 信息共享技术应用。对于铁路运输信息共享技术的应用主要体现在客运系统中，尤其是在客运售票补票过程中。车内补票存在一定的离散性，过程中的独立性较强，旅客存在提前下车或者延后下车现象，进而导致实际票据与站内票据出现脱节不同步的现象。采用工业物联网中的RFID（射频标签）技术，并结合无线网络传输技术，充分发挥信息网络系统的实时共享，将站内票务系统与列车补票系统实施互联，确保票务数据能够数字化与透明化，系统掌握实时动态与信息，便于控制站内票务预留，同时列车内部的座位信息也能进行实时监控，实现精准补票，提升座位的使用率，增强了检票运行效率，提高了运行收益。

2.3 客运系统技术应用。工业物联网技术最主要的特点是实现信息的互联互通，而其中的数据或信息的读写是完成工业物联网技术特点的重要技术支撑。在铁路客运关键节点中设置信息读写系统，并将读写器置入其中，能够便捷地对车票中的芯片进行信息交互，核对相应的旅客信息及车票现时状况，确保用户信息与车票信息实时统一，有力地保障了客运系统运行。同时综合利用通信网络系统与计算机控制中心，并结合读写器的功能，可以对运行中客车及站内候车旅客流量进行统计分析，在此基础上形成大数据比对，以此有利于实时调整相应的基础设施保障，确保客流有序流动，保障站内与列车的运营效率。例如合理的调整检票口的开放时间和开放顺序，并且关联到旅客的相关通信工具上，有序引导旅客高效登车，避免检票错误等现象发生。还可以利用信息互联，对旅客进行到站前实时提示，避免乘车过站或提前下车等情况的发生，减少乘车纠纷，保证列车运行效率[6]。

2.4 行车调度技术应用。铁路运输的高效、准时是通过行车调度系统来完成的，合理科学的调度过程是确保铁路运行效率和运行质量的关键，通过工业物联网实施感知能力，能够极大地提升行车调度工作的有序进行。对于车厢管理和行车速度控制可以利用工业物联网射频标签长距离信息传输功能，在车厢或牵引机车上放置标签芯片，在铁路两侧一定间隔距离设置长距离读写器，在相应间隔距离就能实时捕捉到相应车厢的承载信息，以及相应牵引机车的运行速度等相关指标，并将该信息传输回总调度中心，调度中心根据数据状况，对列车进行实时监控，确保其状态优良。车厢信息实时扫描，便于旅客或货物在行进中，形成动态调整，即对调度系统实施了预布置，大大减少了调度布置的时间冗余，提高了调度系统的循环工作能力，提升了调度系统的工作实施效率，有力地保障了调度系统的运行能力。调度系统的反馈能力又能促进信息采集，便捷的统计出相关站点人员及物资的需求信息，有利于促进当地经济活力，为经济发展开辟了有效的信息通道[7]。

2.5 系统预警技术应用。确保铁路运输行车安全是铁路行业的重中之重，安全有效完成铁路运输是铁路工作的责任和使命，工业物联网技术有效运用于运行系统的预警将有力地保障行车安全。工业物联网中的全面感知能力将会极大的促进行车安全这一目标的实现，将传感器正确的布置在相应的感知节点处，通过信息采集，能够对相应的危险源进行有效识别，通过计算机集成中心的数据处理，可以进行严格的安全评估，并发出相应的警示，进而行车调整，确保行车安全。无论是客运还是货运系统，其安全行驶都分为若干子系统，因此在进行传感器布置，以及信息传输和分析时，都会进行针对性调整，最大限度保证行车安全，保证货物与旅客安全。

2.6 仓库管理技术应用。铁路运输承载量大，运输物资种类繁多，仓储管理是提高运输能力和运输效率的基础保证，高效运行仓储管理系统能够极大地提升物资转运效率。仓储管理人员需要对物资进行繁琐的验货与相关台账记录工作，有些物资受体积、防潮、防碰撞等限制，检验困难，对于工作效率及成本控制无法得到有效把控。利用工业物联网技术可以在相关车厢或者包装箱上设置对应的射频标签，内部芯片准确记录该物资的信息，通过读写器对入库、出库等环节进行有效把控，实现库内信息与产品信息有效融合，确保仓储系统能够高效运行，保证物资周转的过程畅通，并形成电子版的台账记录[8]。