IBM智慧铁路解决方案

1、IBM才智铁路解决方案当前全球范围内铁路效劳需求的增加，给现有的铁路运输力量和根底 设施带来前所未有的压力。然而，日益老化的系统与传统的业务实践往 往无法解决这些问题。通过乐观地承受技术和现有技术来猎取整个铁路 网的信息，并对这些信息进展关联和分析，可以让铁路部门变得更加高 效机敏，从而建立一个响应速度更快、更加机敏的运作环境。而IBM提 出构建才智的铁路愿景，就是要利用其更透彻的感知和度量、更全面 的互联互通和更深入的智能化三大特点，实现智能信息的网络化，进而 在整个铁路系统、企业内部以及合作伙伴之间实现信息的互联和共享。 在这个根底上，感知和度量可帮助铁路公司收集信息，进而更好地监 控运营

2、，并更加主动地实行措施，而信息整合、简单的分析及数据建 模可将战略或运营决策与锐洞察结合起来，为铁路系统实现提高效劳 质量、提高效劳安全性、提高效劳牢靠性以及提高铁路运营效率并节 约本钱。可感应，可度量的才智铁路解决方案估量到2022年，全球将生产300亿个射频标签，可以在城市中心 和运输网络范围内跟踪货物的位置、业务流程状况、以及公众的流淌 状况。在才智的铁路系统中，列车停运的机率由于自诊断子系统的存 在而大大降低。智能的传感器在列车停运甚至出轨前，就能觉察潜在 的问题。车厢可以监控自身的状况。视频监控解决方案“IBM的先进视像识别技术将可以把从摄像头所收集到的影像数升，同时，拥阻却大大降低

3、。商务智能解决方案“通过对供给链、旅客出行模式等方面进展智能分析，不但可以 实现铁路运力的提升以及铁路资源的利用率，更可以削减铁路的拥挤 状况以及最小化对环境的影响。”在才智的铁路愿景下，智能化在系统中的植入将可以实现一系列 包括客货运列车时刻排程优化、客运列车乘务人员排班、火车头调度 优化、铁路设备维护等在内的制度优化，并达致提高各种资源使用效率、 增加客户满足度，削减决策时间和工作量、提高决策质量，提高收入 和利润、削减本钱和开支，简化、优化、自动化业务流程，提高业务 柔性，绿色环保、节能减排、可持续进展等目标，全方位大力提升铁 路运输的进展优势。以铁路机组人员的排班优化为例，才智的铁路解

4、决方案将依据全 部班次必需安排员工、员工工作时间达致平衡、依据技能需求排班、 处理紧急请假等特别状况以及员工工作时间及间隔等业务模型及数 据通过一个数学模型的运算并进展优化建模，生成一个最优决策的员 工排班表以及一个可以带来最优绩效的运营花费以及工作时间，并最 终在数据库进展整合，化成一张张可视化的数据清楚地让治理人员可以 进展机组人员的排班。而针对在员工排班方面可能遇到的一些特别状 况，像病假以及员工突然离职等，系统将会预先对各种可能的目标场景 进展模拟设定，并依据可能消灭的不同结果对现有的排班进展重优化, 并在数据库里进展兼人性化和公正性的重整合。除了以上具体提到的工作人员排班优化外，同样

5、的解决方案也能 应用在路线状态监管、列车时刻排程、车辆打算排程、以及路轨地理 信息显示等多个治理层面，并同样通过可视化的方式在数据库里化为 一张张的清楚图表，直观的为铁路治理人员供给最优化的安排。随着业务的不断进展，企业业务操作中的信息将被充分利于决 策，运营变得更加智能化，客运和货运企业能够进一步提高运营的机 敏性和响应力量，各种铁路资源也能例如充分的进展有效的调度和整 合，并依据需要随时进展调整。此外当客户使用在线旅行订票工具和 经停站点时，会产生大量有关旅客购置行为和旅行方式的数据。对铁 路来说，他们从中可以更好地了解旅客的旅行方式，以及联运交通工 具的使用状况和路线偏好。通过对这些数据

6、进展分析，铁路公司能够 加强对旅客的了解，从而在最大限度上提高运营收入，实行智能化的 定价模式和收益模型，对资产的利用、商品零售和业务销售做出更好 的决策。在以上的智能化分析帮助下，将来才智的铁路系统在运力和 资源利用率将会大大提升，并同时通过优化的安排可以削减拥挤状况 的消灭，并进一步最小化对于环境的影响。简蓝）据进展智能分析和筛选，帮助觉察潜在危机，打造更好的安全铁路。”在目前的铁路系统中，我们可以看到数字影像监控技术已经得到 广泛的应用。但随着影像监控网络的不断增长，摄像头的数量以及所 获得的视像数据也在呈几何级数的增加。在这种状况下，依靠于人工 监控来处理海量的视像信息将面临着巨大的人

7、力资源压力，再多的肉 眼也难以跟上数量惊人的影像。于是，才智铁路供给了一种更才智的 方法去帮助人工监控。IBM的先进视像识别技术将可以把从摄像头所 收集到的影像数据进展智能分析和筛选，帮助觉察潜在危机，打造更 好的安全铁路。虽然录像能够告知检查人员每个时刻发生的很多信息，但往往一 个准确的定格画面更赛过上百分钟的冗余信息。在IBM才智铁路的解 决方案下，智能视频监控将可以通过不同的分类方法，从视频中所消灭 的各种场景、人物和具体条件进展监测，比方说面部识别、虚拟戒备 线、背景变化适应等，依据监控人员所需要知道的画面并在影像数据中 自动觉察并分类不同的状况，便利监察人员透过不同的需要去搜寻有 用

8、的画面。试想象这样一个场景：当我们把这种智能视频监控技术应用于火 车的站台中，当信息系统通过影像信息觉察有乘客在站台做出特别的行 为时，系统便会自动对这个场景进展甄别并视其为一个潜在的危急并 向监控中心供给实时的警报；当监察人员通过系统快速并清楚地看到 和觉察大事后，他们可以依据客观的状况做出有效和快速的反响和推 断，打算是否对该状况进展干预，有效地削减危机的发生。而假设 事故不幸发生，智能影像监控技术同样能对事故发生前的信息进展分 析，帮助调查事故的工作人员供给有效的信息和证据，预防同类型的 事故再次发生。同样的道理，当这个解决方案被应用到铁路系统的其 他局部，如行进的列车和车站的重点看管区

9、域，智能监控技术将依据 用户的需要和关留意点供给快速和准确的推断，帮助使用者觉察有用 的场景，推动实时警告和快速侦查，帮助铁路系统构建一个更加安全 和牢靠的运营环境。此外，智能视频监控还能应用于路轨、车站、隧道等铁路系统的 敏感地带，有效防止任何可疑的人和事物在不知情的状况下进入这些铁 路重地，防止潜在危急的发生，保障铁路使用者的安全。远程传感解决方案“IBM与客户共同研发出基于传感器技术的解决方案，支持将来 的客货运系统进展通信和相互感应，并实现推测性维护以及列车调度 的优化。”随着无所不在的数字网络的消灭，企业开头将传感器和执行器纳入 其IT根底架构，以便能够持续收集环境信息并主动、准时地

10、对现实 大事进展响应。假设某一应用或环境无法实现有线根底架构或实现的本 钱过高，无线传感器网络(WSN)不失为一种易于实现的低本钱技术。作为IBM与客户共同研发出的一种基于传感器技术的解决方案，植根于 才智铁路愿景的WSN将支持将来的客货运系统间互联互通的通信和 感应，并实现推测性维护以及列车调度的优化。由于我国各地的铁路环境状况不尽一样，当我们的列车穿行于广 阔的地理区域中时，很多时候会由于安全的缘由，使列车停顿运行并承 受现场维护。而当火车停运发生在其他交通工具不易到达的地方 时, 问题将会变得更加麻烦，本钱也随之上升。此外，火车停运也可能会 堵塞铁路网络中的重要线路，导致大量火车延时，最

11、终造成收入损失。 但是，假设通过定期对车厢进展人工检查来防止这类大事，费用将变 得格外高，并且也无法对一些临时消灭的状况供给任何帮助。在才智 铁路的愿景中，IBM将运用先进的无线传感器网络在每节车厢的关键 点处安装传感器，持续监控车厢的状况并在火车改组时自动检测其编 组，这些措施可推动制订一个可行解决方案以检测，甚至推测潜在的灾 难性故障，而这种科技的优势在车厢数目众多的货运列车的使用上尤其 明显。试想像通过这样一个无线传感器网络的实现，我们将实现列车运 行状况的实时监控，不但可以更好地优化铁路资源的调度，更可以提 前做出准确的故障推测，削减事故发生的可能性。首先从铁路资源的角度动身，列车实时

12、可见性的提高将可以让铁 路工作人员更好地估算火车的各种运作参数，并从而推动加快实现很 多领域的业务转型，其中包括前瞻性维护、时间优化安排和资产利用率。 举个实际的例子，由于货运列车经常会在不同的车站上下货物，其中 牵涉到车厢的卸载或增加，列车的组成也会因此而转变。在才智铁路 的系统中，我们可以通过WSN清楚了解到一列货运列车的车厢编组及 车厢的挨次，并监控火车运行参数（如重量和长度）的变化，并可以依 据这些准确的数据去优化火车时间安排，降低消灭资源闲置（如火车 空闲时间）的几率，从而提高铁路网络容量。要知道火车的时间安排是否优化，其中一个标准就是看在保持燃料使用效率不变的状况 下网络内全部火车

13、是否都能以最正确的速度运行。而这种速度的优化 就意味着缩短火车每趟运行的时间，这样同一铁轨就可以供更多火车 使用，资源将被最大化的利用，铁路本钱也得以大大减低。止匕外，才智的铁路也可以通过在火车的关键组件上部署传感器和智 能装置，自动检测出故障并发出警报，让火车工程师可以准时实行预防 措施，减轻或完全消退很多引发铁路事故的罪魁祸首。以导致火车出轨 的常见缘由之一一一轴承温度过高为例，由于列车车轮上的轴承密封 体有时会裂开或裂开，暴露出滚珠轴承。这样的话，润滑脂会风干， 而轴承也会消灭故障。假设轴承消灭故障，可能会导致车轮停转，甚至 导致火车脱轨，所以对轴承状况的实时检测是保障铁路安全运行的重要

14、 方面之一。但在目前的技术条件下，我们只能透过在极少数的铁轨旁安 装热轴承检测器去测量轴承的温度，不但无法事先对轴承状况进展推 测，而且仅凭每45分钟一次的现场抽样很难进展任何趋势分析。通过 WSN的适当运用，轴承上的智能传感节点可在以秒为单位的时间内机敏 调整采样率，对可能消灭的危急状况进展推测并报告与身处火车头内的 司机，从而做出适宜的反映和安排，尤其当轴承温度过高和实际发生故 障之间可能只差数十秒到几分钟，实时推测和警报显得尤为重要，不 但有效缓解故障可能带来的有害影响以及灾难性事故的发生，更可以 削减列车故障为铁路运营商带来的巨大经济损失。止匕外，作为一项为铁路系统安全性护航的重要技术

15、，无线传感器网络还能在货运运输系统中为每一节车厢供给准确的信息，包括上下 货途中可能消灭的增加或削减，以及查看轨道旁的闲置货柜，成就更 好地处理货运列车的利用率以及节约更多不必要的货运资源铺张。WSN作为才智铁路愿景下的一项重大技术突破同样可以运用到与 列车车轮特别状况的检测以及对列车货物的实时监控等多个领域，而 其最终要实现的愿景不但是优化铁路资源的运用以及改善火车的效 劳条件，更重要的是保障人们的生命安全和环境安全，让每位乘客都 可以安心乘坐。互联互通的才智铁路解决方案系统和对象现在可以进展相互“交谈”，这种互动使业务绩效更 加斐然，同时，也产生了空前规模的数据量，它们在企业内部以及生 态

16、系统之间沟通共享，企业间协作从而成为可能。在才智的铁路系统中, 利用互联互通的数据，可以准确定位车厢的位置，同时，与声控系统 的交互可提升铁路运行效率，诸如：依据天气变化和储运消耗，可动 态调整列车的调度。资产治理解决方案“才智的铁路将可以实时收集并分析来自铁路设备资产的信息 以及性能的趋势，并以此作为施行推测性维护的标准，在优化设备性 能的同时最小化对于乘客的影响。”对于一个完整的铁路系统来说，列车和路轨等资产的良好状况既 是保证安全运行的前提，也是构成公司价值的最高标准之一。不少铁 路运营商都开头觉察对铁路设备及根底设施进展维护和整修的重点 不是当设备消灭问题时再修复如那么简洁，而是把维护

17、工作看作是供给链的一部份，并且乐观地去理解资产的生命周期和牢靠性。从前当机构需要对铁轨状况进展日常监控和维护时，检查人员往 往每周要沿着铁路走一两遍，查看铁轨状况。觉察铁轨存在问题后， 安排相关工作人员进展修理或者建筑。铁路根底设施维护对确保铁路 的安全和牢靠运作来说格外关键，铁路根底设施维护的本钱可能占铁 路运营预算的20%到30%。然而，随着铁路系统资源以及运行维护的简 单性不断提升，我们需要更加才智的解决方案帮助我们去以更低的本钱 进展更优化的运维安排。在才智的铁路愿景下，铁路资源治理将开创 全的局面。IBM供给的解决方案将使公司资源的运维模式从过去的以 本钱为中心转变为以效劳为中心，通

18、过结合如传感器、地理信息系统 以及视频监控等数字化手段以及建立统一的资产运维平台，我们将可 以实现包括预防性、故障性、保修性等各式各样的运维模式。此外，在才智的铁路愿景下，我们还可以将铁路资产进展有效治理, 通过动态资产划分来全面了解资产根底设施状况，包括英里或连锁标 记、铁轨编号、支距、道岔、辙叉/穿插口和信号在内。现场觉察的 状况可以更快地与操作和维护中心进展共享，这样，他们就能更快地 派遣修理人员赶赴现场，解决问题。同时，这方面的解决方案还可以 帮助我们确定指定区域内的全部工作，这样，工作人员就能在铁轨停 用期间合并开展修理工作。而为了让运营上更好地把握自身资产的状况并因此制定切合自 身

19、利益的进展战略，才智的铁路的一大目标正是充分利用实时从设备 资产上猎取的数据去把握其性能和表现，并据此制定推测性的维护计 划，在最优化资产性能的同时最小化对于用户的影响。在缺乏系统的梳 理和合理的规划下，很多时候运营商会觉察自己的资产信息分布在大 约各种散乱的表格和文件中，没有优秀的、最的资产信息，运营商便 无法把握资产性能的变化趋势，也就无法制定出能够最大限度提高性 能和削减乘客破坏的推测性维护策略。如今，通过才智铁路解决方案的实施，运营商可以记录其资产的具 体信息，包括完整的历史记录、资产状况检查和资产状况评估，运营 商还可以记录资产最终一次维护的时间，进展了哪些工作以及由哪个 工程师或修

20、理人员完成。而这种解决方案带来的结果就是实现了跨资产 类型的单一资产治理，并可通过多种方式搜寻资产信息:按种类、按路 线、按车站或仅使用其惟一的区段代码，为运营商供给了前所未有的资 产性能可见性，并可据此做出更明智的维护和翻打算。通过这个的整合 资产治理系统，运营商还可以将资产维护活动和设备历史记录与财务和 规划系统整合起来，进展长期资本投资规划，并改善轨道根底设施。 比方说我们现在可以每月都生成一共性能最正确和性能最差资产的排名, 并以此确定修理的优先级，依据资产性能而不是其年龄进展资产修理, 既削减了修理费的同时也能始终维持优良的服务。推而广之，运营商 还能由于没能将这些资产维护的信息与选购环节结合起来，并监控所 选购产品的性能，突显某些资产类型的问题。比方说当系统觉察门封 条存在年久失修的问题后，运营商便会对门封条进展