集成化軌道車車載安全防護(hù)系統(tǒng)研發(fā)與實(shí)踐

郭 鵬

(中國(guó)鐵路太原局集團(tuán)有限公司工務(wù)處，山西 太原 030013)

1 概述

軌道車(含起重軌道車、發(fā)電軌道車)是鐵路設(shè)備維修、大修、基建及施工部門用于鐵路建設(shè)、設(shè)備修理、搶修和檢查等工作的主要運(yùn)輸設(shè)備，因此軌道車的安全運(yùn)行，就顯得尤其重要。近年來(lái)，由于車輛運(yùn)行、設(shè)備管理及人員管理方面沒(méi)有行之有效和集成化的系統(tǒng)管理手段，軌道車經(jīng)常出現(xiàn)冒進(jìn)信號(hào)、脫線、擠岔等安全問(wèn)題，安全壓力與日俱增。該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)針對(duì)軌道車管理和運(yùn)行過(guò)程中存在的安全隱患，對(duì)重點(diǎn)部件和部位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的集成化綜合系統(tǒng)，提高車輛防范安全事故的能力。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

基于系統(tǒng)化、集成化管理的考慮，軌道車車載安全防護(hù)系統(tǒng)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加人機(jī)交互界面即管理顯示器，通過(guò)主機(jī)和管理顯示器之間的數(shù)據(jù)信號(hào)交互以及管理顯示器自身集成的一些功能，可在管理顯示器上面實(shí)時(shí)顯示軸溫設(shè)備狀態(tài)、空氣制動(dòng)檢測(cè)、走行部檢測(cè)、GYK設(shè)備故障信息、視頻信息、實(shí)時(shí)信息狀態(tài)，同時(shí)可以進(jìn)行酒精檢測(cè)和指紋信息錄入，也可以通過(guò)管理顯示器上面的按鍵功能執(zhí)行視頻顯示器屏保和根據(jù)煙霧報(bào)警器輸出狀態(tài)觸發(fā)視頻采集設(shè)備進(jìn)行抓拍圖像等功能。

3 系統(tǒng)主要功能

3.1 客戶端

用戶登錄安全管理功能，實(shí)時(shí)信息查看功能，故障信息及版本信息查看功能，GYK運(yùn)行記錄查看功能，安全防護(hù)信息查看功能，數(shù)據(jù)傳輸功能，位置查看功能。

3.2 服務(wù)器

網(wǎng)絡(luò)故障診斷顯示功能，車載設(shè)備管理功能，文件管理功能，自動(dòng)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的功能，數(shù)據(jù)斷點(diǎn)續(xù)傳、續(xù)接功能。

3.3 硬件設(shè)備

3.3.1空氣制動(dòng)信息監(jiān)測(cè)功能

實(shí)時(shí)采集空氣制動(dòng)相關(guān)信息，通過(guò)綜合管理顯示器顯示，當(dāng)相關(guān)制動(dòng)位置傳感器狀態(tài)信息變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且相關(guān)變化信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

當(dāng)制動(dòng)位置相關(guān)風(fēng)壓變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且相關(guān)變化壓力值會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.2走行部信息監(jiān)測(cè)功能

實(shí)時(shí)采集走行部相關(guān)信息，通過(guò)綜合管理顯示器顯示，當(dāng)相關(guān)信息變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且會(huì)將相關(guān)信息上傳至服務(wù)器端。

當(dāng)相關(guān)軸位軸溫發(fā)生報(bào)警時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且相關(guān)軸位軸溫報(bào)警信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.3視頻監(jiān)控功能

車載設(shè)備具有8路視頻監(jiān)控功能，可分別安裝于軌道車各處，實(shí)時(shí)監(jiān)控軌道車作業(yè)情況，車載設(shè)備配有1T硬盤(pán)可存儲(chǔ)錄像視頻文件，當(dāng)硬盤(pán)存儲(chǔ)滿時(shí)設(shè)備自動(dòng)循環(huán)覆蓋存儲(chǔ)，且具備回放及備份功能。

車載設(shè)備會(huì)監(jiān)測(cè)視頻模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)視頻監(jiān)控模塊工作狀態(tài)變化后綜合管理顯示器會(huì)進(jìn)行顯示，且會(huì)將變化信息上傳至服務(wù)器端。

3.3.4GYK設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能

設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)采集當(dāng)前GYK的相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信息(如:司機(jī)、副司機(jī)、車次、速度、限速、管壓、信號(hào)、車站、交路號(hào)、公里標(biāo)、總重、計(jì)長(zhǎng)、輛數(shù)、軌道車型號(hào)等)，并可將采集到的信息實(shí)時(shí)上傳至服務(wù)器端。

設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)采集當(dāng)前GYK設(shè)備所對(duì)應(yīng)的板卡狀態(tài)信息，通過(guò)綜合管理顯示器顯示，當(dāng)GYK設(shè)備板卡狀態(tài)變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且相關(guān)變化信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.5GYK設(shè)備升級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能

接收來(lái)自服務(wù)器端的升級(jí)數(shù)據(jù)(如：基本數(shù)據(jù)、揭示數(shù)據(jù)等)，若GYK端不滿足升級(jí)數(shù)據(jù)所需條件，會(huì)由車載設(shè)備暫時(shí)存儲(chǔ)升級(jí)數(shù)據(jù)；若GYK端滿足升級(jí)數(shù)據(jù)所需條件，會(huì)由車載設(shè)備將存儲(chǔ)的升級(jí)數(shù)據(jù)下發(fā)至GYK端。

3.3.6GZB設(shè)備監(jiān)測(cè)功能

設(shè)備連接到GZB設(shè)備時(shí)，綜合管理顯示器會(huì)顯示相關(guān)軸位的溫度信息，當(dāng)有軸溫狀態(tài)變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，當(dāng)軸位軸溫超限后，綜合管理顯示器會(huì)顯示相關(guān)報(bào)警信息，且相關(guān)報(bào)警信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.7GMS設(shè)備監(jiān)測(cè)功能

設(shè)備會(huì)采集GMS設(shè)備相關(guān)信息(如：網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、GYK通信狀態(tài)、服務(wù)器通信狀態(tài)、GPS狀態(tài)等)，通過(guò)綜合管理顯示器顯示，當(dāng)GMS設(shè)備相關(guān)信息發(fā)生變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且會(huì)將相關(guān)變化信息上傳至服務(wù)器端。

3.3.8車載設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能

設(shè)備會(huì)將自身相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)信息顯示在綜合管理顯示器(如:DMI與主機(jī)通信狀態(tài)、指紋采集模塊狀態(tài)、酒精檢測(cè)模塊狀態(tài)和煙霧報(bào)警模塊狀態(tài)等)，當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)信息變化時(shí)，會(huì)實(shí)時(shí)更新顯示，且相關(guān)運(yùn)行變化信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.9司機(jī)出/退勤功能

車載設(shè)備配有專業(yè)指紋模塊，司機(jī)可使用該模塊進(jìn)行指紋錄入，當(dāng)錄入成功后，可使用指紋出退勤，且相關(guān)出退勤信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.10酒精檢測(cè)功能

車載設(shè)備配有專業(yè)酒精測(cè)試儀，當(dāng)司機(jī)進(jìn)行出退勤打卡及酒精檢測(cè)后，檢測(cè)到的相關(guān)信息會(huì)通過(guò)綜合管理顯示器顯示，且檢測(cè)到的相關(guān)信息會(huì)上傳至服務(wù)器端。

3.3.11GPS定位功能

車載設(shè)備工作后會(huì)自動(dòng)獲取當(dāng)前位置的GPS定位相關(guān)信息，獲取到的相關(guān)信息會(huì)通過(guò)綜合管理顯示器顯示，且會(huì)將相關(guān)信息上傳至服務(wù)器端。

3.3.12實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳功能

車載設(shè)備能實(shí)時(shí)獲取并實(shí)時(shí)顯示相關(guān)變化信息，且會(huì)將相關(guān)實(shí)時(shí)變化信息上傳至服務(wù)器端(如:空氣制動(dòng)變化信息、走行部變化信息、GZB設(shè)備變化信息、出退勤信息、酒精檢測(cè)信息、GMS設(shè)備變化信息、車載設(shè)備狀態(tài)變化信息、視頻監(jiān)控變化信息、GYK設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行信息包括:“司機(jī)、副司機(jī)、車次、速度、限速、管壓、信號(hào)、車站、交路號(hào)、公里標(biāo)、總重、計(jì)長(zhǎng)、輛數(shù)、軌道車型號(hào)等”、GYK設(shè)備各板卡工作狀態(tài)、GYK設(shè)備軟硬件相關(guān)版本號(hào)等)。

3.3.13錄像通道視頻抓拍功能

當(dāng)需要抓拍某一時(shí)刻的各通道畫(huà)面時(shí)，可按下抓拍功能鍵，設(shè)備會(huì)將整個(gè)錄像通道的視頻全部抓拍一次并保存至設(shè)備硬盤(pán)中。

3.3.14錄像視頻文件遠(yuǎn)程查看功能

車載設(shè)備連接到服務(wù)器后，可通過(guò)PC登錄到Web客戶端來(lái)遠(yuǎn)程查看相關(guān)視頻文件(如:實(shí)時(shí)視頻、錄像回放等)。

3.3.15雙路視頻顯示器屏保功能

當(dāng)特定情況下不需要查看視頻畫(huà)面僅開(kāi)啟視頻監(jiān)控功能時(shí)，設(shè)備可通過(guò)相關(guān)功能按鍵使顯示器進(jìn)入屏保狀態(tài)。

3.3.16延時(shí)關(guān)機(jī)功能

車載設(shè)備硬盤(pán)錄像機(jī)支持約8 s延時(shí)關(guān)機(jī)功能，以確保在斷電時(shí)硬盤(pán)錄像機(jī)能正常保存完相關(guān)數(shù)據(jù)。

3.3.17視頻單畫(huà)面、多畫(huà)面顯示功能

車載設(shè)備顯示器界面可通過(guò)相關(guān)功能按鍵或遙控器切換顯示器視頻畫(huà)面，可在單畫(huà)面、四宮格、九宮格之間切換。

4 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由主機(jī)設(shè)備、人機(jī)交互設(shè)備(顯示器)、攝像頭、語(yǔ)音對(duì)講設(shè)備、指紋酒精檢測(cè)設(shè)備、煙霧探測(cè)設(shè)備、聲光報(bào)警設(shè)備、走行部故障檢測(cè)設(shè)備、空氣制動(dòng)檢測(cè)設(shè)備和自動(dòng)滅火設(shè)備組成，其組成結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

5 應(yīng)用與結(jié)論

軌道車車載安全防控系統(tǒng)從2015年10月開(kāi)始上車安裝使用至現(xiàn)在，充分體現(xiàn)了集成化和系統(tǒng)管理的特點(diǎn)，效果良好。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以中央監(jiān)控設(shè)備為基礎(chǔ)集制動(dòng)安全監(jiān)測(cè)、車輛防火監(jiān)控、故障監(jiān)測(cè)、出退勤、視頻監(jiān)控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為一體的綜合監(jiān)控管理，可以對(duì)軌道車進(jìn)行綜合診斷、統(tǒng)一存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、車地通信、遠(yuǎn)程傳輸，管理部門可在地面(調(diào)度室)通過(guò)遠(yuǎn)程對(duì)軌道車運(yùn)行過(guò)程中危及安全的重要事件、重點(diǎn)部件和部位進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)GYK數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸(GYK運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)、基本數(shù)據(jù)、揭示數(shù)據(jù)等)。軌道車車載安全防控系統(tǒng)自投入使用以來(lái)，對(duì)軌道車的作業(yè)起到了很好的安全監(jiān)控作用，保證了軌道車和車輛司乘人員的安全，進(jìn)一步強(qiáng)化了軌道車安全管理，提高了軌道車防范事故的能力。