高鐵工務(wù)作業(yè)監(jiān)控管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

鐘尖

摘要：隨著我國(guó)高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展，隨著信息化水平的不斷提高，對(duì)高鐵信息化建設(shè)提出了更高的要求。結(jié)合高鐵實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，利用智能化終端集成多種硬件技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)了“三位一體”安全保障體系中人防和技防的有機(jī)結(jié)合，建設(shè)集監(jiān)測(cè)監(jiān)控、預(yù)測(cè)預(yù)警、資源保障、輔助決策、調(diào)度指揮、數(shù)據(jù)分析和移動(dòng)協(xié)同等功能于一體的安全監(jiān)控管理系統(tǒng)，提升日常作業(yè)監(jiān)控管理和突發(fā)事件應(yīng)急處置中的信息化能力[1]。

Abstract： With the rapid development of China's high-speed rail industry and the continuous improvement of informatization level， higher requirements are put forward for the informatization construction of high-speed rail. Combining the actual production process of high-speed rail and using intelligent terminals to integrate multiple hardware technologies into one， the organic combination of civil air defense and technical defense in the "trinity" security system is realized. A safety monitoring management system that integrates monitoring and inspecting， forecasting and early warning， resource guarantee， auxiliary decision-making， dispatching and commanding， data analysis， and mobile collaboration is built to improve the informationization capabilities of daily operation monitoring and management and emergency response.

關(guān)鍵詞：安全監(jiān)控;管理系統(tǒng);信息化

Key words： safety monitoring;management system;informatization

中圖分類號(hào)：U216.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）32-0170-02

0? 引言

近幾年，我國(guó)高速鐵路建設(shè)飛速發(fā)展，工務(wù)系統(tǒng)形成了點(diǎn)多線長(zhǎng)的形勢(shì)，高鐵運(yùn)輸隨著自身體系原因及發(fā)展需要，業(yè)務(wù)復(fù)雜度逐年提升，這對(duì)高鐵工務(wù)設(shè)備管理提出了新的需求，切實(shí)把握鐵路安全風(fēng)險(xiǎn)“全系統(tǒng)、全過(guò)程和易發(fā)多變”的特性，大力推進(jìn)安全風(fēng)險(xiǎn)管理，強(qiáng)化安全管理基礎(chǔ)，加強(qiáng)安全生產(chǎn)過(guò)程控制，提升鐵路安全管理水平[2]。

為全方位監(jiān)控高鐵作業(yè)，目前工務(wù)人員上道作業(yè)時(shí)需要攜帶錄音筆、對(duì)講機(jī)以及視頻記錄儀等設(shè)備，設(shè)備種類品牌繁多，操作復(fù)雜，一定程度上增加了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的工作量。同時(shí)工務(wù)段安全生產(chǎn)指揮安調(diào)中心監(jiān)控人員無(wú)法實(shí)時(shí)掌控現(xiàn)場(chǎng)情況，只能通過(guò)各種監(jiān)控錄音及視頻回放現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，存在管理的盲點(diǎn)，特別是在緊急突發(fā)情況出現(xiàn)的時(shí)候無(wú)法第一時(shí)間了解到現(xiàn)場(chǎng)的具體情況。伴隨人防制度建設(shè)、物防基礎(chǔ)改造，工裝和設(shè)備基礎(chǔ)逐年強(qiáng)化、養(yǎng)修秩序逐年規(guī)范，安全生產(chǎn)過(guò)程控制不到位所暴露出的深層次問(wèn)題愈發(fā)凸顯[3]。

于是建立一套集監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和管理于一體的安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)和智能感知等技術(shù)，深化專業(yè)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控，通過(guò)即時(shí)采集、系統(tǒng)分析、科學(xué)評(píng)估、有效預(yù)警，約束規(guī)范現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)行為，促進(jìn)養(yǎng)成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)行為習(xí)慣，減少違章違紀(jì)事件發(fā)生。

1? 高鐵工務(wù)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)架構(gòu)及設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)架構(gòu)

在系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)上，采用云管端全覆蓋，通過(guò)即時(shí)采集、系統(tǒng)分析、科學(xué)評(píng)估、有效預(yù)警，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的一體化。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)，深化專業(yè)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控應(yīng)用，建立集監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和管理于一體的安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工務(wù)安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。（如圖1所示）

根據(jù)高鐵工務(wù)作業(yè)的需求、業(yè)務(wù)功能和構(gòu)成，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)框架，提出了高鐵工務(wù)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)總體架構(gòu)，包括了數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)整合層、數(shù)據(jù)分析層、應(yīng)用層以及包括接入、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和安全機(jī)制貫穿的所有層次[4]。

①數(shù)據(jù)采集層，是指作業(yè)所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，包括文本、GIS信息、圖片、音頻以及視頻數(shù)據(jù)，通過(guò)不同形態(tài)的智能終端進(jìn)行采集上傳，將作業(yè)過(guò)程中的每個(gè)流程環(huán)節(jié)都進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。②數(shù)據(jù)整合層，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理的相關(guān)工具及技術(shù)，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口和處理流程，將來(lái)自數(shù)據(jù)采集層的不同類型的原始數(shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)的快速處理等工作，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速接入和融合。③數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層，將處理好的各種內(nèi)容數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的格式進(jìn)行分類存儲(chǔ)，高鐵作業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)自不同場(chǎng)景，內(nèi)容繁多，邏輯復(fù)雜，需要采用大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式來(lái)保證實(shí)時(shí)性和安全性。④數(shù)據(jù)分析層，利用大數(shù)據(jù)計(jì)算和快速處理，實(shí)現(xiàn)在線及離線分析與模型構(gòu)建，支撐大數(shù)據(jù)挖掘的算法模型和挖掘技術(shù)，將有用信息抽取出來(lái)為指揮決策提供數(shù)據(jù)分析服務(wù)。⑤應(yīng)用層，將基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集分析后的結(jié)果展示在系統(tǒng)中的具體應(yīng)用，包括聯(lián)動(dòng)指揮、實(shí)時(shí)視頻、巡線定位、風(fēng)險(xiǎn)告警和數(shù)據(jù)管理等。⑥接口標(biāo)準(zhǔn)體系和安全保障體系，保障高鐵安全監(jiān)控管理系統(tǒng)可靠運(yùn)行的規(guī)范制度和管理措施，由寄出標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品和平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用和服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)等類別的標(biāo)準(zhǔn)組成，具備完善的訪問(wèn)控制技術(shù)，達(dá)到企業(yè)級(jí)服務(wù)器安全準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)[5]。

1.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

1.2.1 聯(lián)動(dòng)指揮

采用4G/5G通信網(wǎng)絡(luò)，沒(méi)有距離限制，通信范圍廣，在任何地點(diǎn)都可以正常通信。結(jié)合工務(wù)段、車間、班組三級(jí)架構(gòu)，可建立多層級(jí)組織架構(gòu)，滿足工務(wù)段特定多級(jí)調(diào)度場(chǎng)景，支持大規(guī)模的指揮調(diào)度。設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單方便，一鍵通話，并且不同人員權(quán)限的精細(xì)分級(jí)，做到統(tǒng)一協(xié)調(diào)，及時(shí)響應(yīng)，在任何情況下都可以進(jìn)行對(duì)講。

1.2.2 實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控

支持大規(guī)模多點(diǎn)高清視頻連線，支持多類型視頻終端接入，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控。并且能做到視頻方式多樣化，支持現(xiàn)場(chǎng)呼現(xiàn)場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)呼調(diào)度、調(diào)度呼現(xiàn)場(chǎng)，可根據(jù)需求靈活配置。連接方式多樣化可配置，工務(wù)段調(diào)度可以隨時(shí)直接連接視頻監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況，更有效的做到視頻監(jiān)控。

1.2.3 工務(wù)巡線定位

工務(wù)段調(diào)度中心平臺(tái)使用一張地圖管控所有人員，采用鐵路電子地圖（K公里）與通用地圖結(jié)合，地圖支持多類型詳細(xì)的地圖標(biāo)注，標(biāo)注內(nèi)容多樣化，支持對(duì)點(diǎn)、線、面進(jìn)行文本、圖片、視頻等多方位的詳細(xì)標(biāo)注?，F(xiàn)場(chǎng)會(huì)實(shí)時(shí)上傳位置信息，工務(wù)段調(diào)度中心可查看實(shí)時(shí)位置、起止時(shí)間、巡線速度、巡線路徑等多位數(shù)據(jù)一目了然。做到集中部署，統(tǒng)一管理，在一張地圖下實(shí)現(xiàn)所有功能，使用方便。

1.2.4 風(fēng)險(xiǎn)告警

多樣化的告警方式，電子圍欄結(jié)合視頻監(jiān)控，可以有效管控作業(yè)時(shí)間及區(qū)域，及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，避免安全事故的發(fā)生。同時(shí)可以靈活配置告警方式，例如現(xiàn)場(chǎng)與安調(diào)中心必須在5分鐘內(nèi)進(jìn)行一次聯(lián)系，如果沒(méi)有聯(lián)系則產(chǎn)生告警提醒雙方。系統(tǒng)靈活配置報(bào)警方式和規(guī)則，后臺(tái)智能監(jiān)控，自動(dòng)告警。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

現(xiàn)場(chǎng)采集大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合建設(shè)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析服務(wù)，做到分散采集，集中管理，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，智能生成各類數(shù)據(jù)報(bào)表，可以根據(jù)不同維度呈現(xiàn)不同的圖形化報(bào)表，便于數(shù)據(jù)分析科學(xué)決策。

2? 高鐵工務(wù)安全監(jiān)控管理系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 集成化管理

目前工務(wù)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要攜帶太多東西，對(duì)講機(jī)、手電筒、錄音筆、執(zhí)法記錄儀等等，監(jiān)控監(jiān)測(cè)設(shè)備種類太多，部分管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都不統(tǒng)一，不論是現(xiàn)場(chǎng)操作還是事后處理數(shù)據(jù)都非常繁瑣，浪費(fèi)大量的人力物力。通過(guò)系統(tǒng)建設(shè)的平臺(tái)，一個(gè)智能終端就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和信息共享，通過(guò)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去坐到軟硬件技術(shù)智能集成[4]，有效的強(qiáng)化了安全管理的過(guò)程監(jiān)控，也減輕了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)。

2.2 智能信息化

在建設(shè)系統(tǒng)過(guò)程中，運(yùn)用了大量的智能化技術(shù)，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，采用云管端全面覆蓋，平臺(tái)云化實(shí)現(xiàn)向下管理現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，向上連接路局或者站段。虛擬專網(wǎng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)4G、5G全覆蓋，利用強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)連接管理能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的全面支持。大數(shù)據(jù)集群服務(wù)對(duì)龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析，對(duì)每天產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理，通過(guò)監(jiān)控終端分析人員的行為和采集數(shù)據(jù)的分析及運(yùn)用，以不同維度呈現(xiàn)不同的圖形化報(bào)表，便于數(shù)據(jù)分析科學(xué)決策。

2.3 數(shù)據(jù)安全性

高鐵信息數(shù)據(jù)比較敏感，屬于保密等級(jí)較高的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)采用可信云計(jì)算架構(gòu)和完善的訪問(wèn)控制技術(shù)，可信企業(yè)服務(wù)總線，高可信數(shù)字內(nèi)容存儲(chǔ)與許可服務(wù)，具備先進(jìn)數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)水印技術(shù)。針對(duì)各類終端采用動(dòng)態(tài)調(diào)整驗(yàn)證強(qiáng)度，減少安全盲點(diǎn)，根據(jù)不同身份給予相應(yīng)權(quán)限，提升服務(wù)安全性。

3? 結(jié)語(yǔ)

推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，擴(kuò)大我國(guó)鐵路技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。推進(jìn)科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，推進(jìn)智能高鐵重大科研攻關(guān)，開(kāi)展鐵路基礎(chǔ)理論和前瞻性技術(shù)研究，加快鐵路信息化建設(shè)步伐，強(qiáng)化科技創(chuàng)新管理。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)和智能感知等技術(shù)，深化專業(yè)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控應(yīng)用，建立集監(jiān)測(cè)、監(jiān)控和管理于一體的安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工務(wù)安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控。還將更進(jìn)一步深入研究系統(tǒng)平臺(tái)的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)人防和技防的有機(jī)結(jié)合，有效解決安全生產(chǎn)難題。

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