袁武民，魏孔勝，張芳順，申 騰，劉立升

隨著《新時(shí)代交通強(qiáng)國鐵路先行規(guī)劃綱要》［1］（簡稱《規(guī)劃綱要》）的提出和執(zhí)行，中國鐵路正在智能化的建設(shè)道路上加速向前。其中，在“以新型基礎(chǔ)設(shè)施賦能智慧發(fā)展”任務(wù)中明確提出：加強(qiáng)5G 通信網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用，以推動新一代信息技術(shù)與鐵路深度融合賦能賦智為牽引，打造現(xiàn)代智慧鐵路系統(tǒng)。上述要求既是對新一代信息技術(shù)賦能的要求，也是對數(shù)字化賦智的要求，通過數(shù)字化和智能化的有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)數(shù)智化［2］引領(lǐng)的智慧鐵路系統(tǒng)。

當(dāng)前我國智慧鐵路建設(shè)成效顯著，如應(yīng)用BIM、大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的鐵路工務(wù)設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)［3］，基于數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)研發(fā)的鐵路應(yīng)急管理系統(tǒng)［4］，采用智能門禁、巡檢機(jī)器人建設(shè)的鐵路智能機(jī)房［5］，基于5G 和北斗技術(shù)的鐵路平面調(diào)車作業(yè)系統(tǒng)［6］，基于人工智能的鐵路安全監(jiān)測、視頻采集和輔助決策等應(yīng)用場景［7］。鐵路信號作業(yè)物資的精細(xì)化管理，不僅是信號設(shè)備安全生產(chǎn)的重要組成部分，也是各運(yùn)營部門物資管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)?；谛乱淮畔⒓夹g(shù)的鐵路信號物資數(shù)智化管理，屬于智慧鐵路智能運(yùn)維領(lǐng)域的關(guān)鍵內(nèi)容［8］，實(shí)現(xiàn)科學(xué)規(guī)范、智能高效的信號物資管理，既是縮短設(shè)備停修時(shí)間、提高應(yīng)急處置效率、保障行車安全的重要手段，同時(shí)也是提高資產(chǎn)使用效益的有效措施。

1 現(xiàn)狀分析

應(yīng)急備品、作業(yè)工具、檢修器材是鐵路信號生產(chǎn)作業(yè)和應(yīng)急處置必備的重要作業(yè)物資。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研結(jié)果，每個(gè)信號工區(qū)儲備作業(yè)物資上千件，整個(gè)電務(wù)段合計(jì)管理作業(yè)物資上萬件，并且隨著“新時(shí)代鐵路”發(fā)展目標(biāo)的提出，鐵路運(yùn)營里程進(jìn)一步增加，作業(yè)物資規(guī)模將大幅度擴(kuò)大。面對如此巨大的作業(yè)物資管理，對運(yùn)營部門提出了更高的要求。如果在物資出入庫、上/下道和維修更換等過程中出現(xiàn)管理不夠規(guī)范、跟蹤不夠到位、清點(diǎn)不夠準(zhǔn)確等問題，極易造成實(shí)際庫存和臺賬記錄不一致、作業(yè)物資應(yīng)急無儲備、調(diào)撥不及時(shí)，直接影響設(shè)備檢修和故障處置速度，導(dǎo)致列車晚點(diǎn)、行程延誤。若作業(yè)物資遺漏在行車軌道，容易造成列車毀壞、脫軌或中斷行車，影響鐵路行車安全。

針對鐵路信號作業(yè)物資數(shù)量龐大、分布地點(diǎn)廣泛、流轉(zhuǎn)過程繁多等特點(diǎn)，在作業(yè)物資管理過程中，如何隨時(shí)隨地、及時(shí)可靠地掌握各單位物資數(shù)量和流轉(zhuǎn)狀態(tài)，在數(shù)量繁多、存放分散的物資庫房中就近就便、快速調(diào)用應(yīng)急物資，是提高作業(yè)物資管理效率的關(guān)鍵問題。

傳統(tǒng)的倉儲資產(chǎn)管理［9］依賴于紙質(zhì)文件，或利用簡單的計(jì)算機(jī)賬表進(jìn)行手動管理。在資產(chǎn)數(shù)量大、地點(diǎn)分散的情況下，這種管理方式無法做到自動清點(diǎn)、精準(zhǔn)記錄，還存在盤點(diǎn)工作繁重的問題，不但浪費(fèi)人力物力，還可能造成資產(chǎn)流失。隨著新一代信息技術(shù)的飛速發(fā)展，一系列倉儲物資智能管理方案相繼推出，如張超［10］等基于二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電力備品備件的入庫、領(lǐng)用和記錄全過程信息化閉環(huán)管理；柴娟［11］設(shè)計(jì)了一套基于射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）手持終端的地鐵信號系統(tǒng)備品備件管理方案，實(shí)現(xiàn)備品備件的數(shù)字化管理；劉賀［12］等設(shè)計(jì)開發(fā)了基于RFID自動識別技術(shù)的智能工具箱，實(shí)現(xiàn)作業(yè)工器具在非作業(yè)現(xiàn)場的智能清點(diǎn)管理；曲志恒［13］等融合RFID 技術(shù)、視頻智能分析技術(shù)，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了鐵路客運(yùn)備品的全生命周期管理。上述研究利用物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件及人工智能等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了倉儲物資的智能化管理，明顯提高了倉儲物資管理效率，但聚焦于單個(gè)過程的管理方式，在作業(yè)物資出入庫、上/下道等全過程盯控中，依然存在管理漏洞和應(yīng)用盲區(qū)，自動清點(diǎn)智能化水平有待進(jìn)一步提高。

為優(yōu)化現(xiàn)有鐵路信號作業(yè)物資管理流程，提高作業(yè)物資管理效率，本文采用新一代信息技術(shù)，構(gòu)建一種操作便捷、數(shù)據(jù)可靠、管理智能、輔助決策的鐵路信號物資管理方案，以提高信號設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)維和應(yīng)急處置效率，消除軌道遺漏物資引起的列車行車安全隱患。

2 方案設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

數(shù)智化管理是數(shù)字化與智能化的有機(jī)融合，在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，以數(shù)據(jù)為核心生產(chǎn)要素，以智能化為手段，充分融合新一代信息技術(shù)，深入挖掘和釋放數(shù)據(jù)價(jià)值，提供自學(xué)習(xí)和自決策能力，進(jìn)而推動數(shù)字化與智能化管理進(jìn)程。本文圍繞數(shù)智化管理思想和《規(guī)劃綱要》發(fā)展目標(biāo)，根據(jù)用戶需求，提出鐵路信號物資數(shù)智化管理方案的總體架構(gòu)。該架構(gòu)主要包含感知層、傳輸層、業(yè)務(wù)層和應(yīng)用層4 層結(jié)構(gòu)，見圖1。

圖1 數(shù)智化管理方案總體架構(gòu)

1）感知層是數(shù)智化管理的首要環(huán)節(jié)，主要完成物體識別和信息采集任務(wù)，為數(shù)智化管理提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)來源，包含智能監(jiān)測柜、智能貨架、可旋轉(zhuǎn)盤點(diǎn)器、智能通道門和智能工具包等智能監(jiān)測裝備，見表1。上述監(jiān)測裝備集存儲、盤點(diǎn)、出入庫跟蹤、異常報(bào)警等功能為一體，基于多源傳感器完成物資數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程的自動采集和實(shí)時(shí)上傳，實(shí)現(xiàn)作業(yè)物資的全流程數(shù)據(jù)采集。

表1 智能監(jiān)測裝備清單

2）傳輸層以用戶辦公以太網(wǎng)為核心，融合5G［14］和LoRa［15］（Long Range Radio）通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各種場景下的高效數(shù)據(jù)傳輸。其中用戶現(xiàn)有辦公網(wǎng)絡(luò)以以太網(wǎng)為主，5G 通信網(wǎng)絡(luò)用于室外作業(yè)環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸，LoRa 通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)所有室內(nèi)場景的廣覆蓋通信。

3）業(yè)務(wù)層包括數(shù)據(jù)中心、全過程流轉(zhuǎn)中心、運(yùn)行監(jiān)控中心、決策中心、人工智能（Artificial Intelligence，AI）中心五大模塊及第三方服務(wù)接口。其中數(shù)據(jù)中心提供物資數(shù)據(jù)的共享、監(jiān)控、發(fā)布、協(xié)同和交互服務(wù)；全過程流轉(zhuǎn)中心實(shí)現(xiàn)物資采購、存儲、出入庫、上/下道、維修更換、應(yīng)急調(diào)撥、報(bào)廢等過程的流轉(zhuǎn)軌跡跟蹤；運(yùn)行監(jiān)控中心以物資分布圖為載體，協(xié)助用戶遠(yuǎn)程完成信號物資的監(jiān)控、清點(diǎn)、調(diào)撥和異常報(bào)警，同時(shí)對現(xiàn)場監(jiān)測裝備進(jìn)行遠(yuǎn)程管理和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控；決策中心基于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)助力用戶在物資采購、生產(chǎn)運(yùn)維、應(yīng)急調(diào)度、儲備預(yù)警等方面進(jìn)行精準(zhǔn)有效的規(guī)劃和決策；AI 中心通過構(gòu)建管理物資智能標(biāo)簽、智能畫像、智能圖譜、智能過程鏈和智能生命曲線等模型，為決策中心提供多元的算法支撐；第三方服務(wù)接口用于用戶其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)擴(kuò)展和適配，提升數(shù)據(jù)全方位融合分析能力。

4）應(yīng)用層是數(shù)智化管理的最終體現(xiàn)，向最終用戶提供完整的業(yè)務(wù)融合和應(yīng)用交互界面，包含物資分析、全流程跟蹤、遠(yuǎn)程監(jiān)控、預(yù)測報(bào)警和輔助決策等關(guān)鍵功能。

2.2 主要功能

1）作業(yè)物資無感領(lǐng)用。室內(nèi)監(jiān)測柜物資需要出入庫時(shí)，用戶指紋身份校驗(yàn)成功后自動開啟柜門，用戶取出或放入資產(chǎn)后關(guān)閉柜門，系統(tǒng)自動分析識別當(dāng)前取出或放入的資產(chǎn)，并生成出入庫記錄，無需用戶其他操作。貨架物資即拿即走、隨放隨走，經(jīng)過智能通道門時(shí)自動識別并記錄進(jìn)出物資，實(shí)現(xiàn)物資管理自動感知和無感進(jìn)出，徹底告別手動填寫紙質(zhì)領(lǐng)用記錄，極大地提高物資領(lǐng)用效率，保障庫房作業(yè)物資規(guī)范取用和精準(zhǔn)管理。

2）室外作業(yè)隨時(shí)清點(diǎn)。采用智能工具包進(jìn)行室外作業(yè)物資的管理，打破了現(xiàn)有手持終端掃碼管理的被動式應(yīng)用模式，將物資收納和智能管理融合為一體，一鍵啟動清點(diǎn)功能，自動識別并記錄包內(nèi)物資信息，如有遺漏，實(shí)時(shí)觸發(fā)語音和燈光報(bào)警，同時(shí)提示遺漏物資詳細(xì)信息，方便工作人員尋找。適應(yīng)各種外出作業(yè)場景，隨時(shí)隨地清點(diǎn)包內(nèi)物資，無需攜帶其他清點(diǎn)終端，實(shí)現(xiàn)了上道作業(yè)現(xiàn)場對作業(yè)物資帶入帶回一件不落的嚴(yán)格要求，可杜絕物資遺漏在現(xiàn)場，同時(shí)實(shí)現(xiàn)室外作業(yè)物資使用過程的可追溯性。

3）零距離遠(yuǎn)程盤點(diǎn)。用戶通過辦公電腦登錄應(yīng)用平臺，可遠(yuǎn)程配置或管理所轄范圍內(nèi)所有智能監(jiān)測裝備，同時(shí)一鍵下發(fā)遠(yuǎn)程盤點(diǎn)指令，實(shí)時(shí)清點(diǎn)實(shí)際物資庫存情況。遠(yuǎn)程清點(diǎn)示意見圖2。通過智能裝備最大化減少人工干預(yù)，有效降低盤點(diǎn)錯(cuò)誤率，減輕現(xiàn)場人員物資盤點(diǎn)工作負(fù)擔(dān)，大幅提升工作效率。

圖2 遠(yuǎn)程清點(diǎn)示意

4）全過程流轉(zhuǎn)追溯?，F(xiàn)場智能監(jiān)測裝備自動清點(diǎn)并記錄物資流轉(zhuǎn)過程，應(yīng)用平臺收到流轉(zhuǎn)記錄后，自動構(gòu)建或更新物資流轉(zhuǎn)過程鏈，用戶可追溯查詢每件作業(yè)物資從“庫房—作業(yè)現(xiàn)場—庫房”全環(huán)節(jié)的流轉(zhuǎn)軌跡，保證物資在監(jiān)測裝備之間流轉(zhuǎn)，確保所有物資完整無失，實(shí)現(xiàn)物資管理跟蹤到人、跟蹤到時(shí)間、跟蹤到地點(diǎn)的全程溯源、精細(xì)化管理。

5）應(yīng)急物資智能調(diào)度。現(xiàn)場信號設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)急處置人員需要就近調(diào)撥應(yīng)急物資至故障現(xiàn)場。根據(jù)故障問題、物資需求、規(guī)格型號，快速查找附近站點(diǎn)所有相關(guān)資產(chǎn)，由遠(yuǎn)到近精準(zhǔn)定位可以調(diào)撥使用的備件物資。做到“一方號召、八方響應(yīng)”的快速響應(yīng)和高效調(diào)撥，大大縮短應(yīng)急處置搶險(xiǎn)時(shí)間。

6）物資分析輔助決策。將作業(yè)物資流轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)融合到可視化的用戶交互界面，直觀展示倉儲狀態(tài)、物資狀態(tài)及流轉(zhuǎn)軌跡。用戶可快速瀏覽、檢索、定位各級管轄部門儲備物資，自動生成報(bào)表，提高日常管理效率。利用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)，通過對物資數(shù)據(jù)的多維度挖掘分析，為物資采購、物資維護(hù)、生產(chǎn)運(yùn)維、應(yīng)急指揮等工作提供技術(shù)支撐，有效輔助管理人員精準(zhǔn)決策。

2.3 應(yīng)用場景

鐵路信號作業(yè)物資的流轉(zhuǎn)過程具有隨機(jī)性、多樣性、互動性等特點(diǎn)，面對不同的物資對象、不同的應(yīng)用場景，應(yīng)該提供不同的智能監(jiān)測裝備，旨在保障作業(yè)物資在流轉(zhuǎn)過程中跟蹤不斷、監(jiān)測不癱、數(shù)據(jù)不丟的完整性。作業(yè)物資由室內(nèi)至室外的全場景跟蹤管理示意見圖3，可實(shí)現(xiàn)作業(yè)物資在使用場景中的閉環(huán)流轉(zhuǎn)，確保所有作業(yè)物資完整無失。

圖3 全場景跟蹤管理示意

1）室內(nèi)場景主要以各個(gè)物資庫房為重點(diǎn)，根據(jù)物資作用、價(jià)值和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用不同的監(jiān)測裝備進(jìn)行管理，不同的監(jiān)測裝備具有不同的操作流程和安全機(jī)制，從而適應(yīng)各種物資的管理要求，見圖3（a）。智能監(jiān)測柜用于管理易損壞、價(jià)值高、儲存環(huán)境要求較高的貴重物資，如繼電器、控制板、斷路器等應(yīng)急備品；智能貨架用于管理隨用隨拿、任意存放的普通物資，如扳手、手錘、測量儀表等工器具和檢修材料；可旋轉(zhuǎn)盤點(diǎn)器用于實(shí)現(xiàn)大件工器具、零部件等物資的精準(zhǔn)盤點(diǎn)。

2）室外場景物資管理主要解決現(xiàn)場作業(yè)時(shí)，如何保證作業(yè)物資在上道前和下道后不遺不漏、閉環(huán)校核等問題。采用便攜式智能工具包，在作業(yè)上道前、作業(yè)中途、作業(yè)下道前3 個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)對作業(yè)物資進(jìn)行一鍵清點(diǎn)，如有遺漏，實(shí)時(shí)聲光報(bào)警，提醒作業(yè)人員查漏補(bǔ)缺，除隱患防風(fēng)險(xiǎn)，見圖3（b）。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 智能感知

物聯(lián)網(wǎng)［16］技術(shù)可以提供物資識別、定位、跟蹤、預(yù)警和管理等功能，賦予監(jiān)測裝備全面的非接觸式感知能力，從而實(shí)現(xiàn)物與物之間的信息傳遞和物與人之間的信息交互。本方案借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用感知-響應(yīng)模型來實(shí)現(xiàn)作業(yè)物資的智能感知，進(jìn)而簡化物資領(lǐng)用流程，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，見圖4。按照“感知、理解、決策、行動”的過程，首先將智能監(jiān)測裝備集成的各種傳感器作為感知源發(fā)送感知信號，作業(yè)物資綁定的電子標(biāo)簽收到感知信號后作為響應(yīng)源發(fā)送響應(yīng)信號；然后智能監(jiān)測裝備識別物資身份、定位物資位置，分析判斷物資狀態(tài)，給出物資正常或異常決策；最后根據(jù)物資狀態(tài)做出成功響應(yīng)、異常報(bào)警等結(jié)果反饋。

圖4 感知-響應(yīng)模型

其中，RFID［17］傳感器用于實(shí)現(xiàn)物資自動感知和無線識別，包含RFID 讀寫器、RFID 天線和電子標(biāo)簽三大組件，工作過程見圖5。智能監(jiān)測裝備中內(nèi)置的RFID 讀寫器通過RFID 天線發(fā)送經(jīng)過編碼的電磁波信號，信號覆蓋范圍即為其工作范圍；當(dāng)信號物資綁定的電子標(biāo)簽進(jìn)入RFID 讀寫器工作范圍內(nèi)，受空間耦合作用產(chǎn)生感應(yīng)電流激活電子標(biāo)簽微芯片電路，從而將標(biāo)簽數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品代碼、標(biāo)簽識別號、用戶自定義數(shù)據(jù)等信息編碼后通過標(biāo)簽內(nèi)置天線發(fā)送出去；RFID 讀寫器收到電子標(biāo)簽響應(yīng)的電磁波信號后解碼輸出響應(yīng)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動感知和物資識別。

圖5 RFID感知識別過程

超寬帶（Ultra Wide Band，UWB）［18］傳感器通過UWB 發(fā)送端和接收端之間的信號傳輸時(shí)間來計(jì)算兩點(diǎn)之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測裝備和信號物資之間的測距定位，工作過程見圖6。UWB 發(fā)送端發(fā)射電磁波監(jiān)測信號，同時(shí)發(fā)送時(shí)間戳T1；UWB 接收端收到信號后進(jìn)行解碼處理，接收信號時(shí)間戳為T2，處理完成后時(shí)間戳為T3，根據(jù)式（1）計(jì)算接收端處理時(shí)間Td，然后將處理時(shí)間Td和發(fā)送時(shí)間T1一并調(diào)制發(fā)送；UWB 接收端接收響應(yīng)信號并記錄其接收時(shí)間T4，根據(jù)T1和T4即可計(jì)算發(fā)送端電磁波信號一來一回總耗時(shí)Tr，見式（2）；最后根據(jù)式（3）計(jì)算兩點(diǎn)距離，即實(shí)現(xiàn)信號物資的測距定位D。

圖6 UWB測距定位過程

式中：c為光速。

智能通道門采用紅外傳感器［19］完成物資狀態(tài)監(jiān)測和預(yù)警判斷，工作過程見圖7。紅外傳感器包含紅外發(fā)射器和紅外接收器，紅外發(fā)射器是一種紅外發(fā)光二極管，可以發(fā)送紅外光信號，紅外接收器是一種紅外光電二極管，通過接收不同強(qiáng)度的紅外光從而產(chǎn)生不同大小的電壓輸出。紅外傳感器采用對射工作方式，發(fā)射器和接收器之間為工作范圍。對于常開型紅外傳感器，在工作范圍內(nèi)無障礙的情況下處于斷開狀態(tài)，一旦有作業(yè)物資經(jīng)過即刻處于連通狀態(tài)，通過監(jiān)聽紅外傳感器通斷情況實(shí)現(xiàn)物資進(jìn)出監(jiān)測和異常報(bào)警。

圖7 紅外監(jiān)測過程

3.2 智能傳輸

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速普及和廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的Wi-Fi、4G、以太網(wǎng)等通信方式已無法滿足現(xiàn)場低成本、低功耗、高速率、強(qiáng)覆蓋等要求。目前5G、LoRa、NB-IoT［20］等新一代無線通信技術(shù)正在飛速發(fā)展，在實(shí)際應(yīng)用中，不同場景下的數(shù)據(jù)通信對網(wǎng)絡(luò)速率、連接數(shù)量、通信布線、設(shè)備安全等要求不一，受限于技術(shù)自身的局限性，任何單一通信技術(shù)無法滿足不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中的差異化需求。

因此本方案采用以太網(wǎng)、5G、LoRa 技術(shù)構(gòu)建三網(wǎng)融合的智能傳輸網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)至室外跨場景的端到端、全方位通信，通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖8。其中，5G 通信網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬、大連接、低延時(shí)和高安全等特點(diǎn)，方便室外多類型終端高效便捷的互通互聯(lián)。LoRa 是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的低功耗超遠(yuǎn)程無線通信方案，廣泛應(yīng)用于智能控制、智能抄表、環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)自動化等無線通信場景，發(fā)揮著低功耗、遠(yuǎn)距離、無線組網(wǎng)免布線的特色優(yōu)勢。由于鐵路信號物資庫房地點(diǎn)分散、環(huán)境復(fù)雜，無法保證所有庫房具備辦公網(wǎng)絡(luò)布線要求，因此采用LoRa 無線通信網(wǎng)絡(luò)可以大大降低通信設(shè)施實(shí)施難度和建設(shè)成本。

圖8 通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在室內(nèi)場景中，所有智能監(jiān)測裝備均配置有獨(dú)立LoRa 終端，將各種傳感器采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)以無線電磁波的形式發(fā)送至LoRa 網(wǎng)關(guān)，LoRa 網(wǎng)關(guān)通過以太網(wǎng)接入用戶辦公網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)物資數(shù)據(jù)沿著“LoRa 網(wǎng)絡(luò)-辦公以太網(wǎng)”的方向可靠傳輸。在室外場景中，智能工具包已集成5G 通信模塊，采集數(shù)據(jù)可通過5G 基站發(fā)送至5G 網(wǎng)關(guān)，5G 網(wǎng)關(guān)采用以太網(wǎng)方式接入用戶辦公網(wǎng)絡(luò)，從而打通室外場景下“5G 網(wǎng)絡(luò)-辦公以太網(wǎng)”的數(shù)據(jù)傳輸通道。

3.3 智能決策

近年來，人工智能和大數(shù)據(jù)已成為注智賦能千行百業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)智能鐵路的重要驅(qū)動力量。AI技術(shù)正在鐵路行業(yè)締造一種新的勞動力，大大提高了智能高鐵相關(guān)領(lǐng)域的生產(chǎn)力［21］。

作業(yè)物資數(shù)智化管理的最終目標(biāo)是通過智能感知和智能決策實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理、精準(zhǔn)管理，而人工智能技術(shù)通過AI 算法和數(shù)據(jù)模型模仿人類的思維和行為，從而具備自感知、自適應(yīng)和自決策能力。一方面，AI 算法和監(jiān)測裝備深度融合，采用智能優(yōu)化算法對裝備零部件的工作參數(shù)進(jìn)行動態(tài)配置，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測裝備的最優(yōu)輸出，從而提高監(jiān)測裝備工作質(zhì)效。另一方面，基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)建立AI大數(shù)據(jù)模型，將物資流轉(zhuǎn)全過程進(jìn)行有機(jī)整合，形成實(shí)時(shí)感知、預(yù)測分析、精準(zhǔn)推薦的智能決策模式，預(yù)測物資性能曲線和消耗趨勢，推薦物資儲備方案及維護(hù)措施，為用戶采購、保管、領(lǐng)用和報(bào)廢等管理過程提供最佳運(yùn)維決策，從而降低物資管理成本，提高資產(chǎn)利用效率。

4 應(yīng)用效果

目前本方案已在青藏公司、蘭州局集團(tuán)公司推廣應(yīng)用。以機(jī)械室應(yīng)急備品、圖紙檔案、檢修器材、作業(yè)工具為管理對象，將上述物資對象、流轉(zhuǎn)過程及用戶操作行為轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，經(jīng)過智能監(jiān)測裝備的自動識別、信息處理、分析決策和運(yùn)行控制，實(shí)現(xiàn)了物資出入庫、上/下道、定期清點(diǎn)、遠(yuǎn)程盤點(diǎn)和異常報(bào)警等過程的自動化管理，使得物資流轉(zhuǎn)過程變得更加高效和準(zhǔn)確，有效提高了物資管理效率。同時(shí)在上述數(shù)字化和自動化的應(yīng)用基礎(chǔ)上，采用大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)手段，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)作為新型生產(chǎn)要素在采購決策、預(yù)測告警、應(yīng)急調(diào)撥和運(yùn)維作業(yè)等場景中的重要價(jià)值，成為管理單位降本增效的有力工具。

5 結(jié)束語

新一代信息技術(shù)的綜合集成與融合應(yīng)用正成為智慧鐵路數(shù)智化建設(shè)的關(guān)鍵力量。本文以鐵路信號物資數(shù)字化為基礎(chǔ)，融合智能化管理手段，以物資全流程跟蹤鏈為紐帶，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、智能硬件、移動通信、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，構(gòu)建鐵路信號檢修與應(yīng)急物資的全周期跟蹤鏈，對作業(yè)物資進(jìn)行全過程、可追溯管理，實(shí)現(xiàn)作業(yè)物資來源可循、去向可溯、狀態(tài)可控。同時(shí)，基于物資全周期跟蹤鏈，挖掘物資數(shù)據(jù)潛在價(jià)值，發(fā)揮數(shù)據(jù)驅(qū)動決策能力，為物資采購和運(yùn)維提供關(guān)鍵的輔助決策，提升作業(yè)物資管理效率和安全保障能力，助力智慧鐵路數(shù)智化建設(shè)。