摘要：本文論述了物聯網在電氣化鐵路中的應用與發展前景，簡述了物聯網近年來的發展應用，列舉了初級物聯網的基礎應用--接觸網檢修作業信息化管理系統，展望了物聯網在電氣化鐵路中的發展前景。
關鍵詞：智能化鐵路 物聯網 應用 發展
1.物聯網的定義
顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網，英文名稱為The Internet of Things（IOT）或Web of Things。物聯網的定義是：通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物體與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物體的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
近年來，在中國物聯網受到了全社會極大的關注，其應用案例已為城市智能化和各個行業領域發展開辟了新途徑。它能夠提供安全可控的實時在線監測、定位追溯、報警聯動、調度指揮、預案管理、遠程控制、安全防范、遠程維保、在線升級、統計報表、決策支持等管理和服務功能。
2.物聯網在電氣化鐵路中的應用
目前物聯網在各個行業各個領域已有了廣泛的應用，從工業交通到家用電器，從環保氣象到土木建筑，從農林水產到醫療保健等。工業上如石油行業鉆井、輸油管、油罐車監控平臺是物聯網新時代的產物，是集全球衛星定位系統（GPS）以及CDMA/GPRS通信技術于一體的綜合平臺，主要針對石油行業野外鉆探、油罐運輸、輸油管線等業務需求，實現對運輸車輛實時監控，各監控儀表狀態參數無線采集，從而實現對石油行業各資源的集中、高效、統一管理。為大家所熟悉的智能停車場管理系統，是基于RFID（Radio Frequency Identification）即射頻識別技術的智能管理系統。此系統能實現對車輛的自動識別、自動登記、自動放行等功能，后臺管理軟件則可實現查看進出車輛信息、進出時間查詢、繳費記錄查詢等多項功能。系統具有很多優勢：入口可實現無人管理模式、安全管理程度高、操作簡單耐用可靠、信息存儲量大、高可靠性和適應性等等。2010年上海世博會門票也應用了射頻識別技術，它讓世博游客在享受到方便快捷的同時，也切身體會到了“物聯網”的精彩魅力。門票內部有一顆具有自主知識產權的芯片，記錄著游客資料，并利用無線方式與遍布園區的傳感器交換信息。檢票入園時，RFID電子門票無需接觸、無需對準即可驗票，持票人只需手持門票在離讀寫設備10厘米的距離內輕松一刷，便可順利通行。
我國鐵路系統近幾年來取得了顯著成績，高速鐵路發展成就尤為突出，為了適應這種發展，實現鐵路的智能化、信息化迫在眉睫。隨著科技的進步、信息化的發展，鐵路通信信息正朝著數據化、可移動性以及寬帶化發展，如鐵路客票系統、鐵路車號采集系統等，物聯網在其中已經起到了巨大的作用。而減少鐵路故障、保障安全行駛等也是鐵路建設的首要任務之一。鐵路系統的設計、施工、管理必須要與時俱進，建立更加高效的管理體系。結合物聯網技術的應用，將使電氣化鐵路更好的發揮其功能，推動鐵路的高速發展。
比如新研發的接觸網檢修作業信息化管理系統是初級物聯網的基本應用，接觸網檢修作業的每一次事故都造成了巨大的直接或間接經濟損失和社會負面影響。特別是人身傷亡事故，其負面影響更是無法估量，特別是在以人為本的今天，人身價值更是應首先考慮的因素，因此，加強安全防御，做到電力線路檢修作業掛接地線掛接狀態安全可控是十分必要而且緊迫的。在電氣化鐵路中，接觸網檢修與網上作業，是靠人工通過電話與電調聯系要停電點，根據確定的停電點，電調進行網上停電，接觸網作業組掛地線，開始網上作業，作業完成后，撤地線，報告電調，電調給網上送電恢復行車，在這過程中，保證安全作業用的關鍵接地地線工具，幾十年來未有改進，它不能將其掛接在接觸網上地線的情況直接、準確地反應給電調，而保證安全作業的地線掛接和撤出情況，是靠作業專職人員通過電話聯系告知電調，其信息的準確性依賴的是相關工作人員的責任心和對操作規程的遵守，因此存在著極大的管理漏洞和事故隱患，可能造成因誤送電而造成人身傷亡和設備損壞的重大事故。接觸網檢修作業信息化管理系統解決了電力線路檢修掛接地線的實時安全監測，為現場作業、生產管理、電力調度安全聯控提供了有力的技術支持和設備保障基礎平臺，做到科學管理，防止帶掛接地線誤送電的事故發生，保障作業人員人身安全；同時，也為電力線路檢修作業實現信息化管理提供一種技術支持方案與硬件平臺，可極大地促進電力線路檢修作業的管理與技術的進步，進而可引起電力線路檢修作業方式的變革。特別是在鐵道電氣化接觸網停電檢修作業中作用更為顯著。
該裝置利用距離傳感技術檢測接地線掛接狀態以及相應裝置的編號，給現場人員以燈光信號，監測到的信息經過處理后將信號利用無線通信方式發送到生產調度管理中心，監視網上作業接地線掛接狀態，防止誤送電事故發生，提高檢修作業安全可靠性，收集裝置能夠通過通信模塊接收發送來的包含裝置編號和表示接地線掛接狀態的信息，DSP處理器芯片能夠對信息內容分析處理，通過232串口或USB接口與PC機進行數據通訊，實現信息存儲、查詢、報警等功能。
檢測報警裝置結構示意圖
監測裝置結構圖
收集裝置結構圖
3.物聯網在電氣化鐵路中的發展前景
目前我國的鐵路營業里程達9.1萬公里，未來還將按照規劃繼續發展鐵路網絡，且鐵路線路分布東西南北，地理環境紛亂錯雜，一旦出現問題，如操縱臺無顯示、信號停用、道岔失去聯鎖、受電弓與接觸網斷開、遭遇自然災害的影響等情況，工作人員通常要先進行故障排除、確定故障地點、分析故障類別，再進行維修人員的安排對故障路段進行處理，嚴重浪費人力物力，影響鐵路運輸。應用了物聯網技術，這些問題就可迎刃而解。
物聯網的核心技術是傳感器技術?？衫秒娮訕撕灱夹g（RFID,Radio Frequency Identification）、紅外傳感器、聲光報警器等一些物聯網技術對故障點進行識別，故障信號經過處理后可利用全球定位系統（GPS，Global Positioning System）技術即時傳達到相應管理網絡，后臺軟件經過分析處理后發出報警信號，工作人員即可立刻查詢出故障的具體位置以及故障類別，做出相應的處理，排除故障工作。同時也可利用傳感器技術監測環境條件，在高溫、多雨、嚴寒等惡劣條件下，判斷周圍環境對隔離開關等設備造成的損害程度，甚至可以給出未來損害程度的分析數據，為工作人員提供技術支持和決策支持服務。視頻監控系統也將成為未來鐵路監測的一種手段?？捎酶呦袼財z像頭實時監測鐵路軌道沿線設備運行狀況，用圖片和實時畫面更直觀的表示出設備是否運行良好，同時后臺也可實現查詢、調用、分析等功能。當然這些技術應用的瓶頸是信息如何高效提取，如何用其它信息系統進行標準數據交換、互聯互通及語義互操作。如何用新技術改造現有的監控網絡，使之能更好的適應物聯網時代監控智能化、情報化的應用需求，還需進一步的研究開發。但不可否認的是這些技術的應用將使鐵路實現電氣化更上一個新的臺階。
結束語
隨著物聯網技術的不斷進步，物聯網已經滲透到各個行業領域，它更是被正式列為國家五大新興戰略性產業之一，寫入“政府工作報告”，運用物聯網技術實現智能化、信息化是大勢所趨。而運用到智能化鐵路中也代表著鐵路運輸發展的一個新坐標。如何突破技術瓶頸，讓物聯網技術更好的為電氣化鐵路服務是我們以后努力的方向。
