基于LKJ 列車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)的機(jī)務(wù)安全運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)在線(xiàn)預(yù)警監(jiān)控研究

李君宇

神華新朔鐵路有限責(zé)任公司機(jī)務(wù)分公司 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 010300

LKJ 投入運(yùn)用多年，其產(chǎn)生的運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)是非常寶貴的信息資源，盡管鐵路部門(mén)機(jī)務(wù)系統(tǒng)在LKJ 運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)分析方面做了大量細(xì)致而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎ㄟ^(guò)對(duì)典型的簡(jiǎn)化作業(yè)問(wèn)題和季節(jié)性慣性違章問(wèn)題等進(jìn)行匯總分析，并通報(bào)教育廣大乘務(wù)員，逐步規(guī)范了乘務(wù)員作業(yè)行為。但是，當(dāng)列車(chē)運(yùn)行中遇非正常情況時(shí)，一些機(jī)車(chē)乘務(wù)員可能會(huì)因?yàn)榫窬o張、非正常處理程序不清、簡(jiǎn)化作業(yè)程序、超勞時(shí)工作精神狀態(tài)不佳等原因?qū)е洛e(cuò)誤操作LKJ 或錯(cuò)誤操縱機(jī)車(chē)等問(wèn)題，

1 在線(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)特點(diǎn)實(shí)時(shí)的機(jī)車(chē)安全運(yùn)用監(jiān)測(cè)預(yù)警信息平臺(tái)；采用可靠傳輸協(xié)議，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，實(shí)現(xiàn)數(shù)字加密，保證數(shù)據(jù)通信的安全性：大規(guī)模實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)挖掘、精細(xì)分析和智能報(bào)表?；贚AIS 平臺(tái)建設(shè)機(jī)車(chē)運(yùn)用安全的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息平臺(tái)，綜合機(jī)務(wù)安全監(jiān)測(cè)、運(yùn)用分析及應(yīng)急支持領(lǐng)域，以保障機(jī)車(chē)安全運(yùn)用，提高機(jī)車(chē)運(yùn)用效率為目標(biāo)的實(shí)時(shí)應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)，這在我國(guó)路內(nèi)尚屬首次[1]。

2 LKJ 列車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)的機(jī)務(wù)安全運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)在線(xiàn)預(yù)警監(jiān)控

2.1 安全事故的發(fā)生究其主要原因?yàn)?/h3>

人的不安全行為、物的不安全狀態(tài)和作業(yè)環(huán)境等綜合因素。其中，人的不安全行為是人非正常行為的表現(xiàn)，受生理、心理、個(gè)體差異、病理等內(nèi)在因素的影響，或者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)存在缺陷，受外部因素影響會(huì)造成人自身與機(jī)器系統(tǒng)不協(xié)調(diào)而導(dǎo)致失誤；物的不安全狀態(tài)一般都會(huì)與人的不安全行為或人的操作、管理失誤等有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，并且一旦物的不安全狀態(tài)與人的不安全行為出現(xiàn)交集，便具備了發(fā)生事故的時(shí)間和空間條件。因此，正確判斷物的不安全狀態(tài)，并對(duì)其采取有效措施進(jìn)行控制，對(duì)預(yù)防和消除事故有直接現(xiàn)實(shí)意義。作業(yè)環(huán)境等綜合因素包括：生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境中的濕度、溫度、照明、振動(dòng)、噪音、粉塵、有毒有害物質(zhì)等，都會(huì)影響人的情緒，進(jìn)而影響人的行為。

2.2 預(yù)警和報(bào)警項(xiàng)點(diǎn)設(shè)定

列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)信息系統(tǒng)是根據(jù)原鐵道部六大干線(xiàn)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)工程和鐵路信息化建設(shè)要求，在列車(chē)上安裝的車(chē)載設(shè)備，建立了機(jī)車(chē)和地面行車(chē)指揮部門(mén)間的信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。把列車(chē)運(yùn)行中即將發(fā)生的非正常行車(chē)、正在發(fā)生的突發(fā)事件以及機(jī)車(chē)乘務(wù)員違章作業(yè)信息在線(xiàn)實(shí)時(shí)預(yù)警和報(bào)警。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，首先要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定預(yù)警和報(bào)警項(xiàng)點(diǎn)，這是實(shí)現(xiàn)預(yù)警、報(bào)警功能的根本基礎(chǔ)；其次要選擇適合的通訊方式，將LKJ 運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)、視頻文件等傳回地面信息中心；最后要在地面設(shè)置信息中心，安排應(yīng)急值守人員24 小時(shí)不間斷的盯控，并通過(guò)系統(tǒng)的音頻、視頻功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)乘務(wù)員現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和在線(xiàn)技術(shù)指導(dǎo)。根據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)腖KJ 運(yùn)行記錄數(shù)據(jù)信息，從LKJ 操作使用、制動(dòng)機(jī)使用、非正常行車(chē)、列車(chē)操縱、非正常情況（突發(fā)情況）等方面考慮設(shè)定預(yù)警、報(bào)警項(xiàng)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車(chē)乘務(wù)員庫(kù)內(nèi)（車(chē)站）作業(yè)、制動(dòng)機(jī)試驗(yàn)、途中運(yùn)行、遇非正常行車(chē)等情況時(shí)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)不符合規(guī)定及要求的項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)警、報(bào)警。旅客列車(chē)在LKJ 固定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中己預(yù)先設(shè)置為“靠標(biāo)停車(chē)?yán)щy特殊車(chē)站”的車(chē)站停車(chē)，對(duì)于停車(chē)標(biāo)距出站信號(hào)機(jī)小于規(guī)定距離的股道，LKJ 提供了一次性解除停車(chē)控制條件的功能，機(jī)車(chē)司機(jī)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況正確進(jìn)行LKJ“股道號(hào)”、列車(chē)編組數(shù)據(jù)輸入等操作。列車(chē)進(jìn)站停車(chē)，遇車(chē)機(jī)聯(lián)控不通等原因，進(jìn)站前無(wú)法取得股道號(hào)時(shí)，應(yīng)按該站接車(chē)進(jìn)路最低道岔限速和在出站信號(hào)機(jī)前能夠停車(chē)的速度進(jìn)站，確認(rèn)所進(jìn)股道后再將股道號(hào)輸入LKJ。如車(chē)站側(cè)線(xiàn)股道停車(chē)，進(jìn)站前機(jī)車(chē)乘務(wù)員錯(cuò)誤輸入側(cè)線(xiàn)股道號(hào)（短輸長(zhǎng)，即實(shí)際進(jìn)入股道線(xiàn)路較短，機(jī)車(chē)乘務(wù)員輸入的股道線(xiàn)路較長(zhǎng)）時(shí)，LKJ對(duì)出站信號(hào)機(jī)的防冒功能被減弱，易發(fā)生列車(chē)冒進(jìn)出站信號(hào)機(jī)問(wèn)題。

2.3 車(chē)運(yùn)行監(jiān)控在線(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

在車(chē)載硬件方面，可以利用既有的列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)信息系統(tǒng)（LAIS）車(chē)載設(shè)備，通過(guò)升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)車(chē)載設(shè)備產(chǎn)生的大量預(yù)警、報(bào)警信息實(shí)時(shí)采集和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)車(chē)地通話(huà)和視頻監(jiān)控功能，還需要研究開(kāi)發(fā)與其配套的無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備的輔助設(shè)備。基于GPRS 的既有無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備的改造與升級(jí)，需要支持對(duì)電源、監(jiān)控?cái)z像頭等接口的熱插拔，一旦車(chē)載主機(jī)及監(jiān)控?cái)z像頭發(fā)生故障，確保監(jiān)控裝置、機(jī)車(chē)信號(hào)等設(shè)備仍能正常工作而不受影響。開(kāi)發(fā)基于無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳輸設(shè)備的輔助設(shè)備，需要與既有無(wú)線(xiàn)傳輸車(chē)載主機(jī)配合工作。輔助設(shè)備要支持視頻實(shí)時(shí)傳輸和視頻硬盤(pán)錄像功能，支持連接多路攝像機(jī)，可實(shí)現(xiàn)視頻記錄和實(shí)時(shí)傳輸乘務(wù)員作業(yè)過(guò)程、機(jī)車(chē)前方路況等多點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控；同時(shí)，考慮到網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定性，輔助設(shè)備要能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況調(diào)整視頻的發(fā)送幀率。綜上，在技術(shù)要求方面，車(chē)載硬件采用標(biāo)準(zhǔn)航空連接器件，內(nèi)部采用隔離技術(shù)，控制電路上采取短路保護(hù)措施支持系統(tǒng)在線(xiàn)升級(jí)，且可7X24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行。具體如下：無(wú)線(xiàn)傳輸主機(jī)采用最新的數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，可根據(jù)機(jī)車(chē)運(yùn)行事件狀況自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集模式和采集頻率，保障對(duì)機(jī)車(chē)預(yù)、報(bào)警信息實(shí)時(shí)、完整、準(zhǔn)確地捕捉，適合各類(lèi)機(jī)車(chē)車(chē)載設(shè)備數(shù)據(jù)采集的需求。在數(shù)據(jù)傳輸方面，無(wú)線(xiàn)傳輸主機(jī)及輔助設(shè)備均采用RCP 可靠傳輸協(xié)議，信號(hào)增強(qiáng)設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性高；支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蛐?、完整性；?yán)格的無(wú)回復(fù)重傳機(jī)制，確保數(shù)據(jù)不丟失；車(chē)地雙向數(shù)字身份認(rèn)證，數(shù)據(jù)加密傳輸技術(shù)，保障數(shù)據(jù)安全性[2]。

2.4 列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控在線(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸、存儲(chǔ)、分析處理和應(yīng)用，需要以基礎(chǔ)設(shè)施為依托實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集和傳輸，以業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為核心，并通過(guò)應(yīng)用展示為鐵路機(jī)務(wù)各部門(mén)提供服務(wù)。因此，系統(tǒng)應(yīng)采用多層構(gòu)架的設(shè)計(jì)模式，總體設(shè)計(jì)架構(gòu)可分為五層，系統(tǒng)架構(gòu)由下至上分別為：基礎(chǔ)設(shè)施層、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)層、應(yīng)用支撐層、業(yè)務(wù)處理層、應(yīng)用展示層，每一層都是下一層的底層支持。整個(gè)架構(gòu)集中體現(xiàn)：以基礎(chǔ)設(shè)施層為依托，以應(yīng)用支撐層為支撐，以業(yè)務(wù)應(yīng)用層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層為核心，通過(guò)應(yīng)用展示層為鐵路機(jī)務(wù)各部門(mén)提供服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)庫(kù)需設(shè)置數(shù)據(jù)包括：機(jī)車(chē)型號(hào)表、機(jī)車(chē)配屬表、終端配屬表、機(jī)車(chē)終端配屬表、用戶(hù)表、單位表、角色表、資源表、資源角色對(duì)應(yīng)表、乘務(wù)員表、監(jiān)控文件數(shù)據(jù)表、實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)表、地面數(shù)據(jù)表、站名表、預(yù)報(bào)警事件表、參數(shù)表等。主要是根據(jù)列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控在線(xiàn)預(yù)警系統(tǒng)”的預(yù)期目標(biāo)從軟件設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了的分析說(shuō)明，對(duì)系統(tǒng)的框架設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述，特別是對(duì)于系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，從車(chē)載設(shè)備和地面軟件兩個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的論述，并根據(jù)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)過(guò)程繪制了機(jī)務(wù)安全預(yù)、報(bào)警流程圖。

3 應(yīng)用前景

可以預(yù)見(jiàn)。將從本質(zhì)上提升機(jī)務(wù)安全風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程控制水平，由目前對(duì)LKJ 數(shù)據(jù)的安全項(xiàng)點(diǎn)事后分析，提前到對(duì)列車(chē)運(yùn)行中發(fā)生非正常情況的實(shí)時(shí)預(yù)警、報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控、指導(dǎo)和指揮，體現(xiàn)了安全風(fēng)險(xiǎn)過(guò)程的安全監(jiān)控，能夠落實(shí)當(dāng)前各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全管理提出的新要求，將產(chǎn)生巨大的安全效益。機(jī)車(chē)運(yùn)用效益方面：提升了機(jī)車(chē)運(yùn)用管理手段，智能自動(dòng)預(yù)警和統(tǒng)計(jì)提供了機(jī)車(chē)運(yùn)用分析支持，減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的工作量，縮短機(jī)車(chē)停留時(shí)間，優(yōu)化機(jī)車(chē)運(yùn)用管理，提高機(jī)車(chē)運(yùn)用效率，降低運(yùn)輸成本。社會(huì)效益方面：機(jī)務(wù)管理人員能夠更加及時(shí)、正確地掌握列車(chē)運(yùn)行安全情況及機(jī)車(chē)運(yùn)用狀況，提高異常信息實(shí)時(shí)獲取、設(shè)備故障處理能力，有效地提高管理水平及機(jī)務(wù)各級(jí)管理部門(mén)的信息化和自動(dòng)化水平[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

在系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)方面，關(guān)于鐵路局運(yùn)用該系統(tǒng)的分析數(shù)據(jù)處理預(yù)警、報(bào)警信息的相關(guān)崗位職責(zé)還需要進(jìn)一步明確，需要出臺(tái)相關(guān)的運(yùn)用維護(hù)管理辦法，明確各部門(mén)管轄范圍，確保職責(zé)清晰，責(zé)任到人。在軟硬件設(shè)計(jì)方面，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能要求。