【正文】 第一篇：IBM智慧鐵路解決方案IBM智慧鐵路解決方案當(dāng)前全球范圍內(nèi)鐵路服務(wù)需求的增加，給現(xiàn)有的鐵路運(yùn)輸能力和基礎(chǔ)設(shè)施帶來前所未有的壓力。然而，日益老化的系統(tǒng)與傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)實(shí)踐往往無法解決這些問題。通過積極地采用新技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)來獲取整個(gè)鐵路網(wǎng)的信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)和分析，可以讓鐵路部門變得更加高效靈活，從而建立一個(gè)響應(yīng)速度更快、更加靈活的運(yùn)作環(huán)境。而IBM提出構(gòu)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(lián)互通和更深入的智能化三大特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)智能信息的網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而在整個(gè)鐵路系統(tǒng)、企業(yè)內(nèi)部以及合作伙伴之間實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)和共享。在這個(gè)基礎(chǔ)上，感知和度量可幫助鐵路公司收集新信息，進(jìn)而更好地監(jiān)控運(yùn)營(yíng)，并更加主動(dòng)地采取措施，而信息整合、復(fù)雜的分析及數(shù)據(jù)建?？蓪?zhàn)略或運(yùn)營(yíng)決策與新銳洞察結(jié)合起來，為鐵路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提高服務(wù)質(zhì)量、提高服務(wù)安全性、提高服務(wù)可靠性以及提高鐵路運(yùn)營(yíng)效率并節(jié)約成本。可感應(yīng)，可度量的智慧鐵路解決方案預(yù)計(jì)到2010年，全球?qū)⑸a(chǎn)300億個(gè)射頻標(biāo)簽，可以在城市中心和運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)跟蹤貨物的位置、業(yè)務(wù)流程狀況、以及公眾的流動(dòng)情況。在智慧的鐵路系統(tǒng)中，列車停運(yùn)的機(jī)率由于自診斷子系統(tǒng)的存在而大大降低。智能的傳感器在列車停運(yùn)甚至出軌前，就能發(fā)現(xiàn)潛在的問題。車廂可以監(jiān)控自身的狀況。視頻監(jiān)控解決方案“IBM的先進(jìn)視像識(shí)別技術(shù)將可以把從攝像頭所收集到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和篩選，協(xié)助發(fā)現(xiàn)潛在危機(jī)，打造更好的安全鐵路。”在目前的鐵路系統(tǒng)中，我們可以看到數(shù)字影像監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。但隨著影像監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的不斷增長(zhǎng)，攝像頭的數(shù)量以及所獲得的視像數(shù)據(jù)也在呈幾何級(jí)數(shù)的增加。在這種情況下，依賴于人工監(jiān)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(shù)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(xié)助人工監(jiān)控。IBM的先進(jìn)視像識(shí)別技術(shù)將可以把從攝像頭所收集到的影像數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和篩選，協(xié)助發(fā)現(xiàn)潛在危機(jī)，打造更好的安全鐵路。雖然錄像能夠告訴檢查人員每個(gè)時(shí)刻發(fā)生的很多信息，但往往一個(gè)準(zhǔn)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(jiān)控將可以通過不同的分類方法，從視頻中所出現(xiàn)的各種場(chǎng)景、人物和具體條件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，比方說面部識(shí)別、虛擬警戒線、背景變化適應(yīng)等，按照監(jiān)控人員所需要知道的畫面并在影像數(shù)據(jù)中自動(dòng)覺察并分類不同的狀況，方便監(jiān)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(gè)場(chǎng)景：當(dāng)我們把這種智能視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于火車的站臺(tái)中，當(dāng)信息系統(tǒng)通過影像信息發(fā)現(xiàn)有乘客在站臺(tái)做出異常的行為時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)對(duì)這個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行甄別并視其為一個(gè)潛在的危險(xiǎn)并向監(jiān)控中心提供實(shí)時(shí)的警報(bào)。當(dāng)監(jiān)察人員通過系統(tǒng)迅速并清晰地看到和發(fā)現(xiàn)事件后，他們可以根據(jù)客觀的情況做出有效和迅速的反應(yīng)和判斷，決定是否對(duì)該情況進(jìn)行干預(yù)，有效地減少危機(jī)的發(fā)生。而假如事故不幸發(fā)生，智能影像監(jiān)控技術(shù)同樣能對(duì)事故發(fā)生前的信息進(jìn)行分析，協(xié)助調(diào)查事故的工作人員提供有效的信息和證據(jù)，預(yù)防同類型的事故再次發(fā)生。同樣的道理，當(dāng)這個(gè)解決方案被應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)的其他部分，如行進(jìn)的列車和車站的重點(diǎn)看管區(qū)域，智能監(jiān)控技術(shù)將根據(jù)用戶的需要和關(guān)注重點(diǎn)提供快速和準(zhǔn)確的判斷，協(xié)助使用者發(fā)現(xiàn)有用的場(chǎng)景，推動(dòng)實(shí)時(shí)警告和快速偵查，協(xié)助鐵路系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)更加安全和可靠的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。此外，智能視頻監(jiān)控還能應(yīng)用于路軌、車站、隧道等鐵路系統(tǒng)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(jìn)入這些鐵路重地，防止?jié)撛谖ｋU(xiǎn)的發(fā)生，保障鐵路使用者的安全。遠(yuǎn)程傳感解決方案“IBM與客戶共同研發(fā)出基于傳感器技術(shù)的解決方案，支持未來的客貨運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行通信和互相感應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)以及列車調(diào)度的優(yōu)化?！彪S著無所不在的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，企業(yè)開始將傳感器和執(zhí)行器納入其IT基礎(chǔ)架構(gòu)，以便能夠持續(xù)收集環(huán)境信息并主動(dòng)、及時(shí)地對(duì)現(xiàn)實(shí)事件進(jìn)行響應(yīng)。若某一應(yīng)用或環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)有線基礎(chǔ)架構(gòu)或?qū)崿F(xiàn)的成本過高，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)不失為一種易于實(shí)現(xiàn)的低成本技術(shù)。作為IBM與客戶共同研發(fā)出的一種基于傳感器技術(shù)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(yùn)系統(tǒng)間互聯(lián)互通的通信和感應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)以及列車調(diào)度的優(yōu)化。由于我國(guó)各地的鐵路環(huán)境情況不盡相同，當(dāng)我們的列車穿行于廣闊的地理區(qū)域中時(shí)，很多時(shí)候會(huì)因?yàn)榘踩脑颍沽熊囃Ｖ惯\(yùn)行并接受現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。而當(dāng)火車停運(yùn)發(fā)生在其他交通工具不易到達(dá)的地方時(shí)，問題將會(huì)變得更加棘手，成本也隨之上升。此外，火車停運(yùn)也可能會(huì)阻塞鐵路網(wǎng)絡(luò)中的重要線路，導(dǎo)致大量火車延時(shí)，最終造成收入損失。但是，如果通過定期對(duì)車廂進(jìn)行人工檢查來防止這類事件，費(fèi)用將變得非常高，并且也無法對(duì)一些臨時(shí)出現(xiàn)的狀況提供任何幫助。在智慧鐵路的愿景中，IBM將運(yùn)用先進(jìn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在每節(jié)車廂的關(guān)鍵點(diǎn)處安裝傳感器，持續(xù)監(jiān)控車廂的情況并在火車改組時(shí)自動(dòng)檢測(cè)其編組，這些措施可推動(dòng)制訂一個(gè)可行解決方案以檢測(cè)，甚至預(yù)測(cè)潛在的災(zāi)難性故障，而這種科技的優(yōu)勢(shì)在車廂數(shù)目眾多的貨運(yùn)列車的使用上尤其明顯。試想像通過這樣一個(gè)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)，我們將實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，不但可以更好地優(yōu)化鐵路資源的調(diào)度，更可以提前做出準(zhǔn)確的故障預(yù)測(cè)，減少事故發(fā)生的可能性。首先從鐵路資源的角度出發(fā)，列車實(shí)時(shí)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(yùn)作參數(shù)，并從而推動(dòng)加快實(shí)現(xiàn)很多領(lǐng)域的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，其中包括前瞻性維護(hù)、時(shí)間優(yōu)化安排和資產(chǎn)利用率。舉個(gè)實(shí)際的例子，由于貨運(yùn)列車經(jīng)常會(huì)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(huì)因此而改變。在智慧鐵路的系統(tǒng)中，我們可以通過WSN清楚了解到一列貨運(yùn)列車的車廂編組及車廂的順序，并監(jiān)控火車運(yùn)行參數(shù)(如重量和長(zhǎng)度)的變化，并可以根據(jù)這些準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)去優(yōu)化火車時(shí)間安排，降低出現(xiàn)資源閑置(如火車空閑時(shí)間)的幾率，從而提高鐵路網(wǎng)絡(luò)容量。要知道火車的時(shí)間安排是否優(yōu)化，其中一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就是看在保持燃料使用效率不變的情況下網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有火車是否都能以最佳的速度運(yùn)行。而這種速度的優(yōu)化就意味著縮短火車每趟運(yùn)行的時(shí)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(guān)鍵組件上部署傳感器和智能裝置，自動(dòng)檢測(cè)出故障并發(fā)出警報(bào)，讓火車工程師可以及時(shí)采取預(yù)防措施，減輕或完全消除許多引發(fā)鐵路事故的罪魁禍?zhǔn)住Ｒ詫?dǎo)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(shí)會(huì)裂開或破裂，暴露出滾珠軸承。這樣的話，潤(rùn)滑脂會(huì)風(fēng)干，而軸承也會(huì)出現(xiàn)故障。若軸承出現(xiàn)故障，可能會(huì)導(dǎo)致車輪停轉(zhuǎn)，甚至導(dǎo)致火車脫軌，所以對(duì)軸承狀況的實(shí)時(shí)檢測(cè)是保障鐵路安全運(yùn)行的重要方面之一。但在目前的技術(shù)條件下，我們只能透過在極少數(shù)的鐵軌旁安裝熱軸承檢測(cè)器去測(cè)量軸承的溫度，不但無法事先對(duì)軸承情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，而且僅憑每45分鐘一次的現(xiàn)場(chǎng)抽樣很難進(jìn)行任何趨勢(shì)分析。通過WSN的適當(dāng)運(yùn)用，軸承上的智能傳感節(jié)點(diǎn)可在以秒為單位的時(shí)間內(nèi)靈活調(diào)整采樣率，對(duì)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)情況進(jìn)行預(yù)測(cè)并報(bào)告與身處火車頭內(nèi)的司機(jī)，從而做出合適的反映和安排，尤其當(dāng)軸承溫度過高和實(shí)際發(fā)生故障之間可能只差數(shù)十秒到幾分鐘，實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和警報(bào)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(zāi)難性事故的發(fā)生，更可以減少列車故障為鐵路運(yùn)營(yíng)商帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失。此外，作為一項(xiàng)為鐵路系統(tǒng)安全性護(hù)航的重要技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)還能在貨運(yùn)運(yùn)輸系統(tǒng)中為每一節(jié)車廂提供準(zhǔn)確的信息，包括上下貨途中可能出現(xiàn)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(yùn)列車的利用率以及節(jié)省更多不必要的貨運(yùn)資源浪費(fèi)。WSN作為智慧鐵路愿景下的一項(xiàng)重大技術(shù)突破同樣可以運(yùn)用到與列車車輪異常情況的檢測(cè)以及對(duì)列車貨物的實(shí)時(shí)監(jiān)控等多個(gè)領(lǐng)域，而其最終要實(shí)現(xiàn)的愿景不但是優(yōu)化鐵路資源的運(yùn)用以及改善火車的服務(wù)條件，更重要的是保障人們的生命安全和環(huán)境安全，讓每位乘客都可以安心乘坐。互聯(lián)互通的智慧鐵路解決方案系統(tǒng)和對(duì)象現(xiàn)在可以進(jìn)行相互“交談”，這種互動(dòng)使業(yè)務(wù)績(jī)效更加斐然，同時(shí)，也產(chǎn)生了空前規(guī)模的數(shù)據(jù)量，它們?cè)谄髽I(yè)內(nèi)部以及生態(tài)系統(tǒng)之間交流分享，企業(yè)間協(xié)作從而成為可能。在智慧的鐵路系統(tǒng)中，利用互聯(lián)互通的數(shù)據(jù)，可以精確定位車廂的位置，同時(shí)，與聲控系統(tǒng)的交互可提升鐵路運(yùn)行效率，諸如：根據(jù)天氣變化和儲(chǔ)運(yùn)消耗，可動(dòng)態(tài)調(diào)整列車的調(diào)度。資產(chǎn)管理解決方案“智慧的鐵路將可以實(shí)時(shí)收集并分析來自鐵路設(shè)備資產(chǎn)的信息以及性能的趨勢(shì)，并以此作為施行預(yù)測(cè)性維護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，在優(yōu)化設(shè)備性能的同時(shí)最小化對(duì)于乘客的影響?！睂?duì)于一個(gè)完整的鐵路系統(tǒng)來說，列車和路軌等資產(chǎn)的良好狀況既是保證安全運(yùn)行的前提，也是構(gòu)成公司價(jià)值的最高標(biāo)準(zhǔn)之一。不少鐵路運(yùn)營(yíng)商都開始發(fā)現(xiàn)對(duì)鐵路設(shè)備及基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行維護(hù)和整修的重點(diǎn)不是當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)再修復(fù)如新那么簡(jiǎn)單，而是把維護(hù)工作看作是供應(yīng)鏈的一部份，并且積極地去理解資產(chǎn)的生命周期和可靠性。從前當(dāng)機(jī)構(gòu)需要對(duì)鐵軌狀況進(jìn)行日常監(jiān)控和維護(hù)時(shí)，檢查人員往往每周要沿著鐵路走一兩遍，查看鐵軌狀況。發(fā)現(xiàn)鐵軌存在問題后，安排相關(guān)工作人員進(jìn)行維修或者建造。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)對(duì)確保鐵路的安全和可靠運(yùn)作來說非常關(guān)鍵，鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)的成本可能占鐵路運(yùn)營(yíng)預(yù)算的20%到30%。然而，隨著鐵路系統(tǒng)資源以及運(yùn)行維護(hù)的復(fù)雜性不斷提升，我們需要更加智慧的解決方案協(xié)助我們?nèi)ヒ愿偷某杀具M(jìn)行更優(yōu)化的運(yùn)維安排。在智慧的鐵路愿景下，鐵路資源管理將開創(chuàng)全新的局面。IBM提供的解決方案將使公司資源的運(yùn)維模式從過去的以成本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐苑?wù)為中心，通過結(jié)合如傳感器、地理信息系統(tǒng)以及視頻監(jiān)控等數(shù)字化手段以及建立統(tǒng)一的資產(chǎn)運(yùn)維平臺(tái)，我們將可以實(shí)現(xiàn)包括預(yù)防性、故障性、保修性等各式各樣的運(yùn)維模式。此外，在智慧的鐵路愿景下，我們還可以將鐵路資產(chǎn)進(jìn)行有效管理，通過動(dòng)態(tài)資產(chǎn)劃分來全面了解資產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施狀況，包括英里或連鎖標(biāo)記、鐵軌編號(hào)、支距、道岔、轍叉/交叉口和信號(hào)在內(nèi)。現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)的情況可以更快地與操作和維護(hù)中心進(jìn)行共享，這樣，他們就能更快地派遣維修人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)，解決問題。同時(shí)，這方面的解決方案還可以幫助我們確定指定區(qū)域內(nèi)的所有工作，這樣，工作人員就能在鐵軌停用期間合并開展維修工作。而為了讓運(yùn)營(yíng)上更好地掌握自身資產(chǎn)的狀況并因此制定切合自身利益的發(fā)展戰(zhàn)略，智慧的鐵路的一大目標(biāo)正是充分利用實(shí)時(shí)從設(shè)備資產(chǎn)上獲取的數(shù)據(jù)去掌握其性能和表現(xiàn)，并據(jù)此制定預(yù)測(cè)性的維護(hù)計(jì)劃，在最優(yōu)化資產(chǎn)性能的同時(shí)最小化對(duì)于用戶的影響。在缺乏系統(tǒng)的梳理和合理的規(guī)劃下，很多時(shí)候運(yùn)營(yíng)商會(huì)發(fā)現(xiàn)自己的資產(chǎn)信息分布在大約各種散亂的表格和文件中，沒有優(yōu)秀的、最新的資產(chǎn)信息，運(yùn)營(yíng)商便無法掌握資產(chǎn)性能的變化趨勢(shì)，也就無法制定出能夠最大限度提高性能和減少乘客破壞的預(yù)測(cè)性維護(hù)策略。如今，通過智慧鐵路解決方案的實(shí)施，運(yùn)營(yíng)商可以記錄其資產(chǎn)的詳細(xì)信息，包括完整的歷史記錄、資產(chǎn)狀況檢查和資產(chǎn)狀況評(píng)估，運(yùn)營(yíng)商還可以記錄資產(chǎn)最后一次維護(hù)的時(shí)間，進(jìn)行了哪些工作以及由哪個(gè)工程師或維修人員完成。而這種解決方案帶來的結(jié)果就是實(shí)現(xiàn)了跨資產(chǎn)類型的單一資產(chǎn)管理，并可通過多種方式搜索資產(chǎn)信息:按種類、按路線、按車站或僅使用其惟一的區(qū)段代碼，為運(yùn)營(yíng)商提供了前所未有的資產(chǎn)性能可見性，并可據(jù)此做出更明智的維護(hù)和翻新決定。通過這個(gè)新的整合資產(chǎn)管理系統(tǒng)，運(yùn)營(yíng)商還可以將資產(chǎn)維護(hù)活動(dòng)和設(shè)備歷史記錄與財(cái)務(wù)和規(guī)劃系統(tǒng)整合起來，進(jìn)行長(zhǎng)期資本投資規(guī)劃，并改善軌道基