HS2铁路未来：区块链，Li-Fi及其他

暴走时评：英国高速铁路2号（HS2）工程自宣布以来一直比较引人关注，但也引发了不少争议。本文介绍了一些工程专家的观点，描绘了铁路行业的未来，重点强调了区块链这一新技术在这种蓝图中的作用。专家指出，区块链在未来的铁路建设中最大的作用在于数据和信息的安全共享，这也是该技术目前最值得关注的应用之一。

翻译：Ina

2026年，HS2铁路网上的第一列火车——往返于伦敦和伯明翰之间——将问世。上周，这个Y字型铁路工程发布了一些重要公告，这个工程所连接的城市不仅有伦敦和伯明翰，还包括曼彻斯特和利兹，将创造约16000个工作岗位。

关于该工程的讨论目前主要是关于其合同、中标公司及为建高铁拆除房屋的。它引发了一些争议，工会非常看好其前景，但也有些人担心工程花费将超出预算并延期。

但大家都没有探索的一个问题是新火车建成时世界会变成什么样子（假设它们能按时建成）？科技会在未来10到15年间如何影响全世界的铁路发展？专家认为，这些变化会随着时间推移逐步出现，涉及多个方面，从火车上的休闲活动到供应链。

修建铁路和购买火车是巨资工程（HS2预计会花费超过500亿英镑）。从日本的新干线到南非的Gautrain，其基础都差不多。所以，随着现代火车越来越模块化且可互换，该行业发展缓慢，以确保安全标准。

伯明翰大学的工程师John Easton解释说：

“由于明显的原因，该行业是回避风险的，所以铁路不像其他行业那样很快就会发生变化。买了一辆火车就要开上二三十年。”

但像Easton一样的人则预言该行业在技术的驱动下会发生巨变。

Easton表示，无人驾驶和人工智能的进步将具有重大意义，但即使到了2026年，有些事情也仍然需要人来处理。他补充道，人们会继续进行用电池或氢气、动态能源驱动火车的研究，并探索从运动角度节省能量的概念（例如，乘客到站时不停车，而是把乘客的座位分离出去）。

随着移动电子支付（如NFC）的发展，纸质车票在十年内肯定会成为历史。车载Wi-Fi可能会被Li-Fi所取代，Li-Fi通过光能来工作且速度更快。Easton认为，一些公司将通过重新安排座位（使用可折叠座椅）来最大限度地增加车内的空间。未来还将出现更多的数字化服务，列车的设计和所用材料也会发生一些明显变化。但如果照目前的趋势下去，真正的变化将更为隐秘，即大数据得到大规模应用。这将影响一切，从系统多久能从故障中恢复到站点的零售，从运营商（甚至是商业竞争对手）如何共享信息到乘客日常旅行的行为。

如果能克服信任和隐私障碍，火车运营商将能够通过手机或Fitbit收集数据，以规划火车的供应或在高峰期缓解拥堵，例如，走到更远的车站可以获得奖励。

Easton在与伯明翰大学铁路研究与教育中心（The Birmingham Centre for Railway Research and Education）合作，他表示大数据将使广泛的信息在各平台上变得非常有用。

在建设HS2的时间里，所谓的语义网可能会成熟起来并允许计算机程序（及其用户）更好地解释和应用来自不同渠道的混合数据流。这可以提高运营决策中使用的数据比例。

Easton解释道，简单来说，如果你正在编写一个食谱软件，你可能会被“jelly”这样的词语难住，因为它在英国是甜点，在美国则是果酱。新一代的技术会准且理解其使用的语境并解锁大数据的价值。

区块链在未来的火车上似乎也会扮演重要角色。

区块链是一个在线账本，允许各方在没有中间人或中央机构的情况下进行安全的（加密的）交易。每笔交易都会被加密记录和存储，可以在无需信任的情况下进行安全的价值交换。

虽然区块链还有一些重大障碍需要克服，从制度抵制到证明自己可以成功扩展，但其现实生活中的实验（特别是管理土地登记的政府）已经在进行中，许多公司也正在投资区块链研究。这种新技术引发的经济正在蓬勃发展，但人们也担忧这会和互联网时代的泡沫一样。

谈到区块链，有人表示中介人员将大范围失业，而另一些人则认为物品（例如机车）将拥有一定程度的自主权，管理自己的能源消耗并进行支付，与其他网络用户同步，并安排自己的维护。

人们正在探索使用区块链将所有连接的设备转变为销售点，该技术可能会改变售票方式，也许会以每公里为单位，并允许使用数字货币支付。

英国科学技术设施理事会(The Science and Technology Facilities Council，STFC）的计算机科学家Tom Kirkham认为，需要关注的领域包括：

传感器技术、火车站周边零售以及人们为减轻拥挤和管理客流的行为变化。其关键在于共享（在社交媒体上）和收集（通过网络或传感器）的个人数据。

Kirkham说：

“如果你能改变人们的行为，那么你也可以提高铁路的容量。如果你可以使人们更多地在六点钟而不是五点钟出行，就可以减轻系统的一些压力。所以使用这些数据并创造某种形式的激励或者通过Fitbit这样的东西鼓励人们走到车站都可能提高铁路的容量。”

Easton和Kirkham是专门研究大数据和高性能计算的专家，他们还发现了区块链其他的潜在应用。对于对供应链感兴趣的工程师来说，区块链可以完善或更换现有的跟踪和验证组件（如钢铁或车轮）或像HS2这样的项目中会发生的事件的系统。

智能合约（响应现实世界事件的程序）可以确保即时支付，更快地解决争议，使维护更有针对性。以后将不再需要审计，只需查看区块链记录即可。

Red Hat首席安全架构师Mike Bursell表示，这种功能将会更加细致化。

“区块链可以让你查看最小的部件的来源，从建设轨道使用的铁矿石到信号传输的电子元件。”

Bursell是区块链专家，他说维护记录可能包括很多信息，如哪些部件在哪里使用，哪位工程师与他们合作，该工程师拥有什么技能，接受过什么程度的培训等。

“提到区块链，人们就会想到比特币或数字货币，但它还有着许多其他应用。看看其他私有链，你就会发现这些应用，从葡萄酒、钻石到物联网，从船运到金融机构在内的许多行业都对此感兴趣。”

对于Easton来说，区块链在铁路行业的作用与大数据相关，主要在于信息共享。他表示，运营商倾向于购买系统来满足特定目的，例如监控点，但收集的数据可能对网络中的其他行为者有很大的价值。列车司机、交通管制员及协调整个电网的人员可以通过即时访问这些数据获益。但是，信息分享的困难之处往往在于利益，没有任何公司希望分享能够帮助对手赚钱的数据。

Easton说：

“区块链可以使人追踪利益相关者之间的数据交易。所以随着时间的推移，用户可以创建一个列表，其中的信息包括谁在访问哪些数据，谁为网络贡献了什么数据，这样就可以将其用作谁必须为什么付款的基础。”

这些领域的进步将转化为提供给客户的更多实时信息，客户唯一真正感兴趣的是旅程能够按照预期一切顺利。

Kirkham在STFC的同事正在开发处理大数据存储的系统，这将有助于管理基础设施（包括运输）。

参与大数据项目的Erica Yang博士说，打破障碍和收集信息有助于做出更好的长远决策。她表示，拿HS2来说，火车将运行50年以上，但在最开始就必须作出正确的决定。

“组织必须考虑大数据的影响，不仅仅是关于存储，还要考虑来自不同传感器和基础设施的数据带来的好处，从而作出决策。技术将在旅途中发挥至关重要的作用。”

区块链的潜力是否能实现还有待观察。

* HS2拒绝了参与本文撰写的请求，称尚未准备好讨论有关其技术计划的细节。

作者：Alex Eliseev | 编译者：Ina | 来源：Institution of Mechanical Engineers