鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

朱 靜 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海貨運(yùn)中心

1 引言

隨著鐵路貨運(yùn)改革的不斷深入發(fā)展，為確保貨運(yùn)增量行動(dòng)和標(biāo)準(zhǔn)化貨場(chǎng)創(chuàng)建活動(dòng)的順利實(shí)施，鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備發(fā)展迅速，自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率越來(lái)越高。目前貨場(chǎng)裝卸業(yè)務(wù)基本外包給路外裝卸企業(yè)承攬，裝卸企業(yè)主要是使用鐵路裝卸機(jī)械設(shè)備進(jìn)行裝卸作業(yè)，設(shè)備作業(yè)人員基本是路外裝卸企業(yè)人員，裝卸設(shè)備基本屬于特種設(shè)備，特種設(shè)備管理、使用和檢修維護(hù)不到位，極易造成重大的財(cái)產(chǎn)損失和人身傷亡事故。目前裝卸管理人員明顯不足，設(shè)備作業(yè)人員資格條件、裝卸作業(yè)過(guò)程控制、設(shè)備質(zhì)量控制不能夠?qū)崟r(shí)有效進(jìn)行監(jiān)督管理，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)管理隱患，因此對(duì)鐵路貨場(chǎng)起重機(jī)及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備進(jìn)行及時(shí)定位、監(jiān)控、檢查保養(yǎng)和對(duì)操作人員進(jìn)行管理顯得尤為迫切。

通過(guò)研究鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和視頻監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備管理、設(shè)備作業(yè)人員管理、裝卸作業(yè)過(guò)程視頻安全監(jiān)控、設(shè)備運(yùn)用軌跡和定位記錄、設(shè)備運(yùn)行速度控制、設(shè)備運(yùn)用工作統(tǒng)計(jì)分析、設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃及項(xiàng)目提醒等內(nèi)容的設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，可接入生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮調(diào)度，規(guī)范管理特種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)裝卸作業(yè)全過(guò)程安全監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化。

2 系統(tǒng)技術(shù)方案

2.1 系統(tǒng)總體方案

鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)由設(shè)備運(yùn)用管理系統(tǒng)和視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)兩部分組成。系統(tǒng)技術(shù)方案示意圖如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)方案示意圖

（1）設(shè)備運(yùn)用管理系統(tǒng)：采用B/S 架構(gòu)技術(shù)，包括設(shè)備基礎(chǔ)信息臺(tái)帳管理、設(shè)備作業(yè)人員管理、設(shè)備履歷信息管理、設(shè)備工作統(tǒng)計(jì)記錄、檢查保養(yǎng)記錄、設(shè)備配件管理的操作系統(tǒng)。

（2）視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)：主要包括視頻監(jiān)控管理、定位和運(yùn)行軌跡監(jiān)控管理、運(yùn)行速度監(jiān)控管理。

視頻監(jiān)控管理通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)，運(yùn)用4G 通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)裝卸作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)，便于后臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史回放管理。定位和運(yùn)行軌跡監(jiān)控管理，其終端采用北斗、GPS 雙模定位和IC卡識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)司機(jī)身份識(shí)別、機(jī)械設(shè)備作業(yè)數(shù)據(jù)管理、露天場(chǎng)地的定位監(jiān)控、行駛軌跡記錄查詢。本系統(tǒng)中選用的是內(nèi)置GPS 模塊的車載主機(jī)，將視頻監(jiān)控和定位監(jiān)控合二為一，結(jié)構(gòu)緊湊、集成度高。運(yùn)行速度監(jiān)控管理，利用速度傳感器技術(shù)，采集速度傳感器數(shù)據(jù)，顯示機(jī)械設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行速度，實(shí)現(xiàn)不同限速區(qū)域的速度警報(bào)、存儲(chǔ)和發(fā)送。

生產(chǎn)調(diào)度中心、值班人員與相關(guān)設(shè)備管理人員運(yùn)用視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)，通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)，在辦公室便可查看現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)視頻，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全情況，監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行軌跡，監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行速度，同時(shí)可隨時(shí)下發(fā)調(diào)度或作業(yè)指令，提醒司機(jī)注意安全事項(xiàng)。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)示意圖如圖2 所示：

圖2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)示意圖

（1）信息展現(xiàn)層：主要通過(guò)PC 端及電子大屏方式進(jìn)行展現(xiàn)。

（2）應(yīng)用功能層：主要為設(shè)備基礎(chǔ)信息臺(tái)帳管理、操作人員管理、設(shè)備履歷管理、運(yùn)用統(tǒng)計(jì)報(bào)表、檢查保養(yǎng)、設(shè)備配件管理、視頻監(jiān)控管理（實(shí)時(shí)定位、軌跡回放、實(shí)時(shí)視頻、錄像回放、報(bào)表查詢）等功能模塊。

（3）應(yīng)用支撐層：主要是應(yīng)用平臺(tái)的支撐系統(tǒng)，包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、GPS 衛(wèi)星定位監(jiān)控系統(tǒng)，身份認(rèn)證系統(tǒng)，數(shù)據(jù)共享交換系統(tǒng)。

（4）數(shù)據(jù)資源層：主要有企業(yè)信息、設(shè)備信息、車輛信息、操作人員信息、預(yù)警信息、信息報(bào)表、信息管理等。

（5）基礎(chǔ)設(shè)施層：主要通過(guò)感知技術(shù)和設(shè)備收集和采集信息及數(shù)據(jù)。終端設(shè)備包括如視頻攝像終端、車載GPS 終端、RS 傳感終端、安全設(shè)備、配套基礎(chǔ)硬件、軟件等。

3 系統(tǒng)功能

鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)整合北斗定位、4G 傳輸、視頻錄像和存儲(chǔ)、IC 卡識(shí)別、傳感器數(shù)據(jù)采集等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)人員、機(jī)械設(shè)備和作業(yè)任務(wù)三位一體的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)全程可視化；實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)用管理系統(tǒng)與視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)的銜接、多源數(shù)據(jù)接口對(duì)接，以及管理系統(tǒng)與設(shè)備多個(gè)信息化管理模塊的數(shù)據(jù)傳輸；實(shí)現(xiàn)鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備在露天貨區(qū)、倉(cāng)庫(kù)和雨棚等不同區(qū)域超速等違規(guī)行為的預(yù)警。

具體的功能模塊如下：

（1）系統(tǒng)管理模塊。主要功能為系統(tǒng)數(shù)據(jù)的初始設(shè)置和修改，設(shè)定系統(tǒng)用戶和使用權(quán)限。界面如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)設(shè)置管理界面

（2）設(shè)備操作人員管理模塊。實(shí)現(xiàn)了特種設(shè)備操作人員操作證基礎(chǔ)信息管理，操作證有效期到期預(yù)警和超期告警自動(dòng)提醒管理（界面如圖4 所示），操作人員上崗時(shí)自動(dòng)識(shí)別、顯示操作人員的IC 卡身份信息，自動(dòng)儲(chǔ)存記錄操作人員的實(shí)際登簽情況（界面如圖5 所示）。

圖4 操作人員臺(tái)賬管理界面

圖5 操作人員登簽管理界面

（3）設(shè)備管理模塊。主要包括設(shè)備基礎(chǔ)信息臺(tái)帳管理、設(shè)備履歷信息管理、設(shè)備檢查保養(yǎng)記錄管理、設(shè)備工作統(tǒng)計(jì)記錄、設(shè)備配件管理等內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)了起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備基本技術(shù)參數(shù)管理和履歷信息管理，檢驗(yàn)檢測(cè)到期自動(dòng)提醒。實(shí)現(xiàn)了起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備保養(yǎng)記錄、安全裝置檢查記錄、設(shè)備大中修、改造技術(shù)信息等項(xiàng)目的查詢。實(shí)現(xiàn)設(shè)備作業(yè)量、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和能耗按月、季、年等時(shí)間自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)現(xiàn)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備配件查詢、零部件圖紙儲(chǔ)存功能。各界面如圖6～圖 10 所示。

圖6 設(shè)備臺(tái)賬管理界面

圖7 設(shè)備履歷信息管理界面

圖8 設(shè)備檢查保養(yǎng)記錄管理界面

圖9 設(shè)備運(yùn)用統(tǒng)計(jì)記錄界面

圖10 設(shè)備配件管理界面

（4）視頻監(jiān)控管理模塊。主要包括視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控和歷史視頻、設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)軌跡和歷史軌跡、設(shè)備運(yùn)行速度分析、指令下發(fā)等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和視頻存儲(chǔ)、調(diào)閱，實(shí)時(shí)軌跡和歷史軌跡存儲(chǔ)、調(diào)閱。實(shí)現(xiàn)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備顯示實(shí)時(shí)運(yùn)行速度和在露天貨區(qū)或倉(cāng)庫(kù)、雨棚等不同區(qū)域作業(yè)場(chǎng)所的超速報(bào)警。界面如圖11 所示。

圖11 視頻監(jiān)控管理界面

（5）檢索查詢模塊。實(shí)現(xiàn)分層分級(jí)分類檢索、重點(diǎn)字檢索等多種查詢功能，例如可以根據(jù)時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備編號(hào)、作業(yè)人員等不同條件檢索查詢?cè)O(shè)備超速報(bào)警信息。界面如圖12 所示。

（6）電子地圖管理模塊。實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電子地圖比例優(yōu)化、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)地的地點(diǎn)信息標(biāo)注。界面如圖13 所示。

圖12 檢索查詢管理界面

圖13 電子地圖管理界面

4 系統(tǒng)應(yīng)用

目前，已經(jīng)在閔行經(jīng)營(yíng)部閔行貨場(chǎng)的41#和47#內(nèi)燃叉車上分別安裝了視頻監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用，將中心部分經(jīng)營(yíng)部的起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備的原始數(shù)據(jù)資料輸入系統(tǒng)，建立完善系統(tǒng)中各類設(shè)備臺(tái)賬，通過(guò)近一年的應(yīng)用，該系統(tǒng)功能已基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，運(yùn)行穩(wěn)定性也達(dá)到要求。實(shí)現(xiàn)了特種設(shè)備和特種設(shè)備操作人員的精細(xì)化管理，實(shí)現(xiàn)了起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和視頻存儲(chǔ)、調(diào)閱，實(shí)時(shí)軌跡和歷史軌跡存儲(chǔ)、調(diào)閱，實(shí)現(xiàn)了起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備能顯示實(shí)時(shí)速度和運(yùn)行在露天貨區(qū)、倉(cāng)庫(kù)和雨棚等不同區(qū)域超速報(bào)警提示等功能。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，該系統(tǒng)界面友好，操作簡(jiǎn)便，易于數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時(shí)錄入；系統(tǒng)容錯(cuò)性強(qiáng)，出錯(cuò)率低，運(yùn)行穩(wěn)定，易于維護(hù)；培訓(xùn)時(shí)間短，實(shí)現(xiàn)崗位人人會(huì)操作；具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在鐵路貨運(yùn)單位具有良好的推廣應(yīng)用前景。

5 結(jié)束語(yǔ)

鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)用管理系統(tǒng)與視頻監(jiān)控信息系統(tǒng)等的銜接及多個(gè)信息化管理模塊的數(shù)據(jù)優(yōu)化、存儲(chǔ)和傳輸，集成了人員、設(shè)備、任務(wù)數(shù)據(jù)，能實(shí)時(shí)查詢及生成報(bào)表，對(duì)歷史數(shù)據(jù)做到有據(jù)可查，實(shí)現(xiàn)了鐵路貨場(chǎng)起重及場(chǎng)內(nèi)車輛設(shè)備超速等違規(guī)行為的預(yù)警。該系統(tǒng)對(duì)規(guī)范設(shè)備和操作人員管理、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化具有積極的意義，進(jìn)一步提升了貨運(yùn)中心的設(shè)備管理水平。