鐵路編組站數(shù)字化指揮管理系統(tǒng)

李勇皓

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展、信息時代的到來，數(shù)字化、智能化技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，編組站作為鐵路列車的“工廠”，其指揮方式及管理方式也應(yīng)該跟上時代的步伐，以現(xiàn)場實際作業(yè)作為信息源，通過對數(shù)據(jù)的采集及處理，實現(xiàn)指揮過程的可視化、透明化，通過對數(shù)據(jù)的提取、分析，實現(xiàn)管理方式的數(shù)字化、智能化，用科技保證安全生產(chǎn)、提升管理內(nèi)涵。

關(guān)鍵詞：鐵路編組站 數(shù)字化 指揮系統(tǒng)

中圖分類號：U284 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（b）-0136-02

1 編組站主要功能及存在的問題

1.1 編組站主要功能

編組站的作用非常之大，是鐵路網(wǎng)的指揮中心，貨物列車到達(dá)和解體以及編分組編排出發(fā)，并且安排其他車輛的工作情況，為此還會準(zhǔn)備完善地調(diào)整車輛的站位。

編排站的主要任務(wù)在于配合列車編組的計劃相關(guān)要求，辦理貨物列車的解體，還有相關(guān)的編組作業(yè)。對大量的貨物列車，進(jìn)行嚴(yán)格的技術(shù)檢修、貨運檢查整理工作，并且遵照車輛運行圖的規(guī)定時刻，對列車進(jìn)行接發(fā)。所以，人們往往稱編組站是列車的大型工廠，對列車進(jìn)行合理的編排。

1.2 存在的管理問題

（1）由于編組站線路多且較長，日常作業(yè)過程中只能靠無線電臺聯(lián)系，無論是作業(yè)進(jìn)度還是具體位置都只能是模糊化，不能實現(xiàn)透明化、數(shù)字化的過程管理。

（2）由于編組站現(xiàn)場作業(yè)人員較多且作業(yè)頻次較大，與線路中運行的機(jī)車車輛存在一定的人身安全隱患，現(xiàn)階段還只能通過作業(yè)人員自身防控的方式，不能實現(xiàn)可靠性更高的機(jī)控。

（3）編組站現(xiàn)階段作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度還只能通過主觀的評判，沒有數(shù)據(jù)支持，缺乏科學(xué)性；工作量的統(tǒng)計也只能靠人工統(tǒng)計錄入，不能實現(xiàn)自動生成。

2 數(shù)字化管理方式及管理主體

數(shù)字化管理是要結(jié)合當(dāng)代發(fā)展快速的網(wǎng)絡(luò)，利用計算機(jī)、通信等技術(shù)，通過統(tǒng)計技術(shù)量化，管理對象與管理行為，通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)研發(fā)和生產(chǎn)以及銷售服務(wù)的管理活動和方法。

2.1 數(shù)字化管理的優(yōu)勢

數(shù)字最簡單化：數(shù)字簡單易懂，是人類最容易直接學(xué)習(xí)和接受的，也是最容易掌握的知識。

數(shù)字最客觀：能夠真實地反映出事物的本質(zhì)，公平客觀地強(qiáng)調(diào)發(fā)展的規(guī)律。

數(shù)字會說話：中華民族的文化博大精深，這是我們的文化優(yōu)勢，但是也是弊端。對于溝通執(zhí)行上不方便，數(shù)字化能夠消除語言障礙。

數(shù)字速度快：現(xiàn)如今，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展迅速，并且快速地進(jìn)入人們的生活中，在一定程度上加快了數(shù)據(jù)的計算、統(tǒng)計、分析、處理的速度。

數(shù)字國際化：在國際商業(yè)運作中已經(jīng)被大量地使用，是國際化的語言。

數(shù)字來決策：能正確評判企業(yè)技術(shù)、質(zhì)量、財務(wù)、營銷、服務(wù)、人力等績效。

數(shù)字最有力：無論哪個階層，從平民到專業(yè)，多么挑剔的消費者，在強(qiáng)大的、有力的數(shù)據(jù)面前也只能欣然地理解接受。

2.2 數(shù)字化管理的主體

必須注重落實數(shù)字化管理模式在管理過程中以人為本的原則。數(shù)字化管理的主體是人類，因此要始終堅持已人為本的原則。數(shù)據(jù)因人的整理而存在，數(shù)據(jù)的采集方法和樣本慢慢會智能化，但不能任意更改，更不能偽造數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的真實性十分重要，對一個企業(yè)的決策和分析是最有利的依據(jù)，但數(shù)據(jù)的真實性終究要靠人來完成，需要人有高尚的道德行為和商業(yè)原則來保證，在人的行為準(zhǔn)則不能自覺地成為真實數(shù)據(jù)的道德保障的時候，我們在對數(shù)據(jù)投入我們的信賴與依靠時不能忽視一個重要的方面，那就是如何降低偽造的數(shù)據(jù)概率，以一個適當(dāng)?shù)母怕史秶鷣泶_證數(shù)據(jù)的真實有效性。在數(shù)字化管理模式的發(fā)展和推進(jìn)過程中，深入企業(yè)進(jìn)行數(shù)字化管理分析。現(xiàn)在搞數(shù)字化管理，不僅僅是為了大量地把數(shù)據(jù)收集到一起，數(shù)字化管理需要更進(jìn)一步進(jìn)行深入分析，從而糾正我們在企業(yè)建設(shè)中“數(shù)字不清點子多、情況不明決心大”的不良績效觀。同時要對企業(yè)的科學(xué)規(guī)劃、合理建設(shè)、民主管理和預(yù)案防災(zāi)等提供有理、有據(jù)、有可操作性的咨詢和指導(dǎo)意見。

3 系統(tǒng)功能定位

編組站數(shù)字化指揮管理系統(tǒng)是以現(xiàn)場實際作業(yè)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)生產(chǎn)透明指揮、風(fēng)險實時預(yù)警、工作量自動統(tǒng)計的功能，通過對數(shù)據(jù)的整合分析，實現(xiàn)管理手段的數(shù)字化、可視化、智能化，對管理者的決策提供數(shù)據(jù)支持。

4 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 高精度測繪級定位技術(shù)RTK（Real-time kinematic）

高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術(shù)就是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r地提供測站點在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果，并達(dá)到厘米級精度。在RTK作業(yè)模式下，基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈將其觀測值和測站坐標(biāo)信息一起傳送給流動站。流動站不僅通過數(shù)據(jù)鏈接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，還要采集GPS觀測數(shù)據(jù)，并在系統(tǒng)內(nèi)組成差分觀測值進(jìn)行實時處理，同時給出厘米級定位結(jié)果，歷時不足一秒鐘。流動站可處于靜止?fàn)顟B(tài)，也可處于運動狀態(tài)；可在固定點上先進(jìn)行初始化后再進(jìn)入動態(tài)作業(yè)，也可在動態(tài)條件下直接開機(jī)，并在動態(tài)環(huán)境下完成整周模糊度的搜索求解。在整周未知數(shù)解固定后，即可進(jìn)行每個歷元的實時處理，只要能保持4顆以上衛(wèi)星相位觀測值的跟蹤和必要的幾何圖形，則流動站可隨時給出厘米級定位結(jié)果。

本文采用的RTK定位技術(shù)采用了三星七頻定位技術(shù)，包括北斗（中國）、GPS（美國）、GLNASS（俄羅斯）。

4.2 GIS系統(tǒng)

GIS系統(tǒng)即地理信息系統(tǒng)（GIS，geographic information system），地理信息系統(tǒng)是將計算機(jī)硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理人員組織而成的對任一形式的地理信息進(jìn)行高效獲取、存儲、更新、操作、分析及顯示的集成。

本系統(tǒng)采用的GIS中的數(shù)據(jù)分為矢量數(shù)據(jù)（經(jīng)、緯度），GIS地圖中采用了分層技術(shù)，即根據(jù)地圖的某些特征，把它分成若干層，整張地圖是所有層疊加的結(jié)果。在與用戶的交互過程中只處理涉及的層，而不是整幅地圖，因而能夠?qū)τ脩舻囊笞龀隹焖俜磻?yīng)。endprint

4.3 所需硬件設(shè)備

定位：差分基準(zhǔn)站、人員車輛定位器。

無線網(wǎng)絡(luò)：LTE通訊基站、人員車輛終端。

后臺系統(tǒng)：服務(wù)器（運行GIS地圖系統(tǒng)、音視頻調(diào)度系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)）。

5 系統(tǒng)主要功能

5.1 精確定位

以現(xiàn)場實際作業(yè)區(qū)域為地圖，將作業(yè)區(qū)域進(jìn)行數(shù)字化處理，即對地圖進(jìn)行經(jīng)緯度標(biāo)定（相對坐標(biāo)），每個位置對應(yīng)一個經(jīng)緯度（坐標(biāo)），現(xiàn)場作業(yè)人員通過佩戴相關(guān)定位設(shè)備實現(xiàn)位置的實時定位，且定位精度必須控制在50cm范圍內(nèi)，以便實現(xiàn)作業(yè)人員移動過程中坐標(biāo)的實時改變。

指揮中心通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備可以實時掌握作業(yè)人員的當(dāng)前位置，以便指揮中心掌握實時的作業(yè)進(jìn)度及對后續(xù)的作業(yè)做出正確的分工，具體效果如圖1所示。

如圖1所示，兩個紅點所在的位置即當(dāng)前作業(yè)人員在現(xiàn)場的實時位置，紅點上方的數(shù)字為當(dāng)前位置距信號機(jī)間的距離，中間白色區(qū)域為軌道位置，定位精度可以區(qū)分作業(yè)人員在軌道的一側(cè)。

5.2 影音回傳

現(xiàn)場作業(yè)人員通過佩戴相關(guān)設(shè)備，借助無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將現(xiàn)場作業(yè)的實時畫面及語音信息傳回指揮中心，指揮中心具備影音存儲、搜索功能，現(xiàn)場遇有作業(yè)難題不能勝任解決時，可以采取影音求助的方式向指揮中心求助，通過畫面及語音信息及時解決現(xiàn)場的實際問題，具體效果如圖2所示。

如圖2所示，圖像顯示的即為當(dāng)前現(xiàn)場作業(yè)人員實時回傳的視頻資料，還可以實時進(jìn)行語音通話。

5.3 安全預(yù)警

通過實時計算作業(yè)人員當(dāng)前坐標(biāo)與線路的距離，實現(xiàn)對作業(yè)人員人身侵線安全風(fēng)險的預(yù)警功能，并做出提示提醒；通過實時計算作業(yè)人員與移動的機(jī)車之間的橫縱坐標(biāo)，實現(xiàn)對作業(yè)人員在作業(yè)過程中的人身安全提示提醒功能。

5.4 指標(biāo)統(tǒng)計

通過對作業(yè)人員運行軌跡數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)對其走行里程、走行時間、走行速度的自動統(tǒng)計分析，以便對其工作強(qiáng)度及工作量進(jìn)行評估，以及為其績效工資的計算提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

6 系統(tǒng)應(yīng)用前景

本文討論的編組站數(shù)字化指揮管理系統(tǒng)還只是應(yīng)用在車站本身，在系統(tǒng)功能完善的基礎(chǔ)上完全可以擴(kuò)展到整個站區(qū)，包括機(jī)務(wù)、工務(wù)、車輛、電務(wù)、供電等部門，在日常的檢修、施工、巡檢等作業(yè)過程中都可以進(jìn)行數(shù)字化指揮管理，例如：在工務(wù)的施工作業(yè)中，精確定位可以為指揮中心提供作業(yè)人員是否上道作業(yè)、作業(yè)結(jié)束后是否按規(guī)定下道，可以確保人身作業(yè)安全，影音實時回傳的功能還可以為現(xiàn)場的作業(yè)提供技術(shù)幫助。

編組站數(shù)字化指揮管理系統(tǒng)對站區(qū)一體化的統(tǒng)一指揮及管理提供了技術(shù)支持及管理平臺，而且系統(tǒng)本身對數(shù)據(jù)的采集、統(tǒng)計、分析也為后續(xù)的功能擴(kuò)展提供了數(shù)據(jù)源。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉麗.鐵路通信技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢探討[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（22）：182.

[2] 薛鑫.基于鐵路通信接入網(wǎng)技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（31）.

[3] 周波，王強(qiáng)，張州平，等.鐵路數(shù)字無線列調(diào)通信系統(tǒng)實現(xiàn)方案[J].中國科技信息，2014（Z1）：116-117.

[4] 高曉冬.鐵路數(shù)據(jù)通信廣域網(wǎng)的高可用性設(shè)計[J].鐵道通信信號，2013（10）：43-46.

[5] 崔晶晶.鐵路既有線傳輸系統(tǒng)改造方案研究[J].中國鐵路，2012（7）：53-55.endprint