物联网技术在轨道车辆领域中的应用研究

概述

物联网技术是一种基于互联网的新型新型技术，通过物体间的无线通信和互联网连接，实现对物体的感知、控制和管理。相较于传统的信息技术，物联网技术具有覆盖范围广、连接方式多样、处理能力强、安全性高等特点。本文介绍了物联网的两大关键技术，针对城市轨道交通车辆的需求，研究了物联网技术在轨道车辆领域的应用实现。

一、物联网技术概述

物联网（Internet of Things，缩写：IoT）是基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。其应用领域主要包括运输和物流、工业制造、健康医疗、智能环境（家庭、办公、工厂）等，具有十分广阔的市场前景。在物联网应用中的关键技术：

（1）传感器技术。这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

（2）嵌入式系统技术。它是一项集计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术和电子应用技术于一体的复杂技术。经过几十年的发展，以嵌入式系统为特征的智能终

端产品随处可见，从人们身边的 MP3 到航天领域的卫星

系统应有尽有。嵌入式系统正改变着人们的生活，促进着工业生产和国防工业的发展。如果我们用物联网作为对人体的简单隐喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络是用来传递信息的神经系统，嵌入式系统是人脑，在接收到信息后，需要对其进行分类。这个例子生动地描述了传感器和嵌入式系统在物联网中的位置和作用。

二、城市轨道交通的需求

1、安全需求：

城市轨道交通作为一种大众交通工具，其安全性是首要保障。一旦发生安全事故，不仅会引起人员伤亡和财产损失，还会极大地影响市民出行的信心和对该交通工具的选择。

2、效率需求：

城市轨道交通在运营过程中需要保证高效率的运作，才能满足市民出行的需求。一旦运营效率降低，不仅会造成交通拥堵，还会导致市民出行受阻。

3、舒适性需求：

城市轨道交通作为一种大众交通工具，其舒适性也是市民出行的重要考虑因素。如果车辆内部环境差、站点拥挤等，会影响市民出行感受。

三、物联网的运用发展

1、地面无线传输

地铁通过配置无线传输模块，然后利用物联网无线传输技术将地铁的当前的运行状态、安全运营指标等数据收集并及时传递给地面的中心数据库。而地面中心数据库的工作人员将接收到的数据信息首先进行解密，然

后将数据信息还原，以此来实现实时获取地铁当前车况，并通过地面技术的支持对地铁故障进行预判，这样地铁一旦发生问题时，就可以及时采取有效的解决措施，从而降低地铁的运维损失。

2、安全综合监控系统

物联网技术可以实现对车辆内部设备的无线遥控和监控，如实现对车辆客室温度、空气质量、照明等的远程控制，以及对客流情况的实时监测和分析，安全地面综合监测系统根据轨道车辆关键部件的故障特点，在轨边安装成熟的轨边传感器阵列，通过集成红外热成像、高速光学成像、声学和光纤微振动等多维传感器阵列技术，对地铁运行车辆关键部件的温度、图像、声音和振动信号进行采集和分析，实现对地铁车辆的轴箱、轮对、制动盘、牵引电机箱、大/小齿轮箱、联轴器、车厢连接器和车底外露电缆等关键部件的综合监测，以此来实现车辆的智能控制，提高乘客的出行舒适性。

3、车载 PIS 系统

物联网技术可以通过自主感知系统，实现对轨道交通车辆周边环境信息、道路状况等方面实时监测。车载子系统与地面子系统配合实现车辆与地面之间信号数据的双向传输，包括车辆位置、速度等信息的上传以及时刻表、临时限速等信息的下发。信号业务要求通信优先级高，即要求车载子系统及地面子系统最先保证该业务的传输，且该业务的传输不受其他业务传输的影响。

车载子系统与地面子系统配合工作。一方面为地面与车辆之间 PIS 业务数据的下发提供传输通道，即由地面 PIS 服务器将视频或图像信息通过广播或者组播传输到车厢内播放。PIS 业务传输的视频图像分为标清或高清两种，一般下行传输速率为 2～8Mb/s 。另一方面，为车辆与地面之间 CCTV 业务数据提供传输通道，即将车辆视频监控图像通过无线通信的方式实时传输到控制中心进行集中监控。随着 5G 通信的发展，采用 5G 无线通信技术，综合无线通信系统将在传输速率、时延、连接数据量等性能方面都有更大的提升。

在城市轨道交通的发展中，物联网技术具有重要的应用潜力。通过物联网技术的应用，可以实现对轨道交通的智能化管理，提高轨道交通的安全、效率和舒适性。未来，物联网技术将在城市轨道交通中有更加广泛的应用，为城市公共交通的发展提供更加有力的技术支持。

参考文献：

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[2]孙活.无线通信技术在铁路运输管理中的应用研究[J].通信与信息技术，2025.

[3]郭彦涛.物联网在城轨交通安全应急领域的应用研究[D].北京交通大学，2011.