智慧的鐵路概述

　　當前全球范圍內鐵路服務需求的增加，給現有的鐵路運輸能力和基礎設施帶來前所未有的壓力。然而，日益老化的系統與傳統的業務實踐往往無法解決這些問題。通過積極地采用新技術和現有技術來獲取整個鐵路網的信息，并對這些信息進行關聯和分析，可以讓鐵路部門變得更加高效靈活，從而建立一個響應速度更快、更加靈活的運作環境。而IBM提出構建智慧的鐵路愿景，就是要利用其更透徹的感知和度量、更全面的互聯互通和更深入的智能化三大特點，實現智能信息的網絡化，進而在整個鐵路系統、企業內部以及合作伙伴之間實現信息的互聯和共享。在這個基礎上，感知和度量可幫助鐵路公司收集新信息，進而更好地監控運營，并更加主動地采取措施，而信息整合、復雜的分析及數據建模可將戰略或運營決策與新銳洞察結合起來，為鐵路系統實現提高服務質量、提高服務安全性、提高服務可靠性以及提高鐵路運營效率并節約成本。

可感應，可度量的智慧鐵路解決方案

　　預計到2010年，全球將生產300億個射頻標簽，可以在城市中心和運輸網絡范圍內跟蹤貨物的位置、業務流程狀況、以及公眾的流動情況。在智慧的鐵路系統中，列車停運的機率由于自診斷子系統的存在而大大降低。智能的傳感器在列車停運甚至出軌前，就能發現潛在的問題。車廂可以監控自身的狀況。

視頻監控解決方案：

　　“IBM的先進視像識別技術將可以把從攝像頭所收集到的影像數據進行智能分析和篩選，協助發現潛在危機，打造更好的安全鐵路。”

　　在目前的鐵路系統中，我們可以看到數字影像監控技術已經得到廣泛的應用。但隨著影像監控網絡的不斷增長，攝像頭的數量以及所獲得的視像數據也在呈幾何級數的增加。在這種情況下，依賴于人工監控來處理海量的視像信息將面臨著巨大的人力資源壓力，再多的肉眼也難以跟上數量驚人的影像。于是，智慧鐵路提供了一種更智慧的方法去協助人工監控。IBM的先進視像識別技術將可以把從攝像頭所收集到的影像數據進行智能分析和篩選，協助發現潛在危機，打造更好的安全鐵路。

　　雖然錄像能夠告訴檢查人員每個時刻發生的很多信息，但往往一個準確的定格畫面更勝過上百分鐘的冗余信息。在IBM智慧鐵路的解決方案下，智能視頻監控將可以通過不同的分類方法，從視頻中所出現的各種場景、人物和具體條件進行監測，比方說面部識別、虛擬警戒線、背景變化適應等，按照監控人員所需要知道的畫面并在影像數據中自動覺察并分類不同的狀況，方便監察人員透過不同的需要去搜索有用的畫面。

　　試想象這樣一個場景：當我們把這種智能視頻監控技術應用于火車的站臺中，當信息系統通過影像信息發現有乘客在站臺做出異常的行為時，系統便會自動對這個場景進行甄別并視其為一個潛在的危險并向監控中心提供實時的警報; 當監察人員通過系統迅速并清晰地看到和發現事件后，他們可以根據客觀的情況做出有效和迅速的反應和判斷，決定是否對該情況進行干預，有效地減少危機的發生。而假如事故不幸發生，智能影像監控技術同樣能對事故發生前的信息進行分析，協助調查事故的工作人員提供有效的信息和證據，預防同類型的事故再次發生。同樣的道理，當這個解決方案被應用到鐵路系統的其他部分，如行進的列車和車站的重點看管區域，智能監控技術將根據用戶的需要和關注重點提供快速和準確的判斷，協助使用者發現有用的場景，推動實時警告和快速偵查，協助鐵路系統構建一個更加安全和可靠的運營環境。

　　此外，智能視頻監控還能應用于路軌、車站、隧道等鐵路系統的敏感地帶，有效防止任何可疑的人和事物在不知情的情況下進入這些鐵路重地，防止潛在危險的發生，保障鐵路使用者的安全。

遠程傳感解決方案：

　　“IBM與客戶共同研發出基于傳感器技術的解決方案，支持未來的客貨運系統進行通信和互相感應，并實現預測性維護以及列車調度的優化。”

　　隨著無所不在的數字網絡的出現，企業開始將傳感器和執行器納入其 IT 基礎架構，以便能夠持續收集環境信息并主動、及時地對現實事件進行響應。若某一應用或環境無法實現有線基礎架構或實現的成本過高，無線傳感器網絡(WSN)不失為一種易于實現的低成本技術。作為IBM與客戶共同研發出的一種基于傳感器技術的解決方案，植根于智慧鐵路愿景的WSN將支持未來的客貨運系統間互聯互通的通信和感應，并實現預測性維護以及列車調度的優化。

　　由于我國各地的鐵路環境情況不盡相同，當我們的列車穿行于廣闊的地理區域中時，很多時候會因為安全的原因，使列車停止運行并接受現場維護。而當火車停運發生在其他交通工具不易到達的地方時，問題將會變得更加棘手，成本也隨之上升。此外，火車停運也可能會阻塞鐵路網絡中的重要線路，導致大量火車延時，最終造成收入損失。但是，如果通過定期對車廂進行人工檢查來防止這類事件，費用將變得非常高，并且也無法對一些臨時出現的狀況提供任何幫助。在智慧鐵路的愿景中，IBM將運用先進的無線傳感器網絡在每節車廂的關鍵點處安裝傳感器，持續監控車廂的情況并在火車改組時自動檢測其編組，這些措施可推動制訂一個可行解決方案以檢測，甚至預測潛在的災難性故障，而這種科技的優勢在車廂數目眾多的貨運列車的使用上尤其明顯。試想像通過這樣一個無線傳感器網絡的實現，我們將實現列車運行狀況的實時監控，不但可以更好地優化鐵路資源的調度，更可以提前做出準確的故障預測，減少事故發生的可能性。

　　首先從鐵路資源的角度出發，列車實時可見性的提高將可以讓鐵路工作人員更好地估算火車的各種運作參數，并從而推動加快實現很多領域的業務轉型，其中包括前瞻性維護、時間優化安排和資產利用率。舉個實際的例子，由于貨運列車經常會在不同的車站上下貨物，其中牽涉到車廂的卸載或增加，列車的組成也會因此而改變。在智慧鐵路的系統中，我們可以通過WSN清楚了解到一列貨運列車的車廂編組及車廂的順序，并監控火車運行參數(如重量和長度)的變化，并可以根據這些準確的數據去優化火車時間安排，降低出現資源閑置(如火車空閑時間)的幾率，從而提高鐵路網絡容量。要知道火車的時間安排是否優化，其中一個標準就是看在保持燃料使用效率不變的情況下網絡內所有火車是否都能以最佳的速度運行。而這種速度的優化就意味著縮短火車每趟運行的時間，這樣同一鐵軌就可以供更多火車使用，資源將被最大化的利用，鐵路成本也得以大大減低。

　　此外，智慧的鐵路也可以通過在火車的關鍵組件上部署傳感器和智能裝置，自動檢測出故障并發出警報，讓火車工程師可以及時采取預防措施，減輕或完全消除許多引發鐵路事故的罪魁禍首。以導致火車出軌的常見原因之一——軸承溫度過高為例，由于列車車輪上的軸承密封體有時會裂開或破裂，暴露出滾珠軸承。這樣的話，潤滑脂會風干，而軸承也會出現故障。若軸承出現故障，可能會導致車輪停轉，甚至導致火車脫軌，所以對軸承狀況的實時檢測是保障鐵路安全運行的重要方面之一。但在目前的技術條件下，我們只能透過在極少數的鐵軌旁安裝熱軸承檢測器去測量軸承的溫度，不但無法事先對軸承情況進行預測，而且僅憑每 45 分鐘一次的現場抽樣很難進行任何趨勢分析。通過WSN的適當運用，軸承上的智能傳感節點可在以秒為單位的時間內靈活調整采樣率，對可能出現的危險情況進行預測并報告與身處火車頭內的司機，從而做出合適的反映和安排，尤其當軸承溫度過高和實際發生故障之間可能只差數十秒到幾分鐘，實時預測和警報顯得尤為重要，不但有效緩解故障可能帶來的有害影響以及災難性事故的發生，更可以減少列車故障為鐵路運營商帶來的巨大經濟損失。

　　此外，作為一項為鐵路系統安全性護航的重要技術，無線傳感器網絡還能在貨運運輸系統中為每一節車廂提供準確的信息，包括上下貨途中可能出現的增加或減少，以及查看軌道旁的閑置貨柜，成就更好地處理貨運列車的利用率以及節省更多不必要的貨運資源浪費。

　　WSN 作為智慧鐵路愿景下的一項重大技術突破同樣可以運用到與列車車輪異常情況的檢測以及對列車貨物的實時監控等多個領域，而其最終要實現的愿景不但是優化鐵路資源的運用以及改善火車的服務條件，更重要的是保障人們的生命安全和環境安全，讓每位乘客都可以安心乘坐。

互聯互通的智慧鐵路解決方案

　　系統和對象現在可以進行相互“交談”，這種互動使業務績效更加斐然，同時，也產生了空前規模的數據量，它們在企業內部以及生態系統之間交流分享，企業間協作從而成為可能。在智慧的鐵路系統中，利用互聯互通的數據，可以精確定位車廂的位置，同時，與聲控系統的交互可提升鐵路運行效率，諸如：根據天氣變化和儲運消耗，可動態調整列車的調度。

資產管理解決方案：