淺談機車安防(視頻)裝置與安全管理的應用

張宗成

摘要：本文結合機車安防裝置在朔黃鐵路機務行車中的實際應用，對于行車中乘務員的標準化作業和安全管理通過進行視頻分析匯總，經過實際應用，取得良好效果。

關鍵詞：安防（視頻）監控系統；視頻分析；安全管理

1 概述

機車運用安全及防火監視系統（以下簡稱機車安防系統），不同于其它場所的監控視頻。機車安防系統主要用于記錄機車運用中的機車設備狀態、前方軌道路況及乘務員操縱、作業情況，具有自動錄像和防火報警功能，對機車運行狀態進行動態監視，可通過檢索分析，對機車乘務員的操縱水平、作業標準及業務素質進行綜合評價，是保障機車安全運用的重要設備。

2 視頻監控系統

典型的視頻監控系統主要由前端音視頻采集設備、傳送介質、終端監看監聽設備和控制設備組成。監控系統是由攝像、傳輸、控制、顯示、記錄登記5大部分組成。

視頻監控系統集多路攝像機可拍攝記錄12路視頻（如圖1）：其中2路監控機車前方及后方線路情況、2路監控司機室、2路監控車鉤連接狀態、4路監控機車走廊巡視、2路監控機車車頂受電弓狀態。它還可以把監控攝像機采集到的機車走廊、前方線路、后端司機室等重要位置視頻信息，通過無線網絡系統顯示在本節司機室的顯示屏上，使機車乘務員隨時掌握重要設備的相關信息。便于乘務員在運行途中一旦發現顯示器上有意外情況發生，可快速采取相應措施進行處置，確保運輸行車安全。

2.1監控系統的構成

視頻監控系統由實時控制系統、監視系統及管理信息系統組成。實時控制系統完成實時數據采集處理、存儲、反饋的功能；監視系統完成對各個監控點的全天候的監視，能在多操作控制點上切換多路圖像；管理信息系統完成各類所需信息的采集、接收、傳輸、加工、處理，是整個系統的控制核心。

2.2 視頻監控裝置的功能

（1）視頻攝像功能：全程攝錄司機室乘務員標準化作業過程以及機車運行前方線路、道岔、信號燈狀態和非操縱端的工作狀態以及車頂受電弓運行情況。

（2）錄音功能：通過專用微型拾音器對司機室和乘務員現場的語音信息進行同步錄音。

（3）狀態監視功能：可實現對機車機械間等重要區域及非操縱端的情況進行監視。

（4）記錄存儲功能：采用先進的固態存儲硬盤（如圖2），具有穩定性強，抗干擾性強，抗震效果好的特點，傳輸速度是普通硬盤的10倍以上，存儲空間為500GB，可記錄存儲150小時以上的全程和項點音視頻文件，并自動覆蓋，確保文件的穩定性。

（5）轉儲功能：可通過U盤對項點記錄進行實時轉儲，通過無線網絡進行數據傳輸實行轉儲和實時監視功能。

（6）地面分析處理功能：將車載主機記錄的機車運行音像數據經過地面解析軟件的處理（如圖3），以直觀圖像結合監控裝置地面數據公里標、時間、車次、司機號、速度、運行曲線、等再現機車運行的全過程，為機務的現代化安全管理及事故分析提供真實有效的圖像依據。

（7）防火報警功能：機車防火視頻監控系統是為保障機車運行安全，特別是消防安全而設計的數字化監控記錄系統。壓縮機和主變壓器上方安裝的溫度傳感器和煙霧傳感器能在溫度過高或有煙霧產生時立即報警，以確保行車安全。

2.3 視頻監控系統的特點

2.3.1先進的音視頻處理方式，儲存量大、可擴展性強。

基于當今機車運行交路長（跨局跨區機車開行普遍），部分機車返段周期超出48小時，因此，要求多路音視頻儲存時間必須達到60小時或更長，以確保數據完整。本系統為最大程度節省存儲空間，采用當代先進的視頻壓縮格式4IFC（回放視頻清晰度高），運用高清晰網絡視頻處理方式。

2.3.2音視頻事件記錄，緊密關聯安全隱患。

音視頻事件主要是針對機車運用安全管理的薄弱環節，密切結合列車運行監控記錄裝置實時提供的各類數據信息，分時段和地點形成一系列音視頻文件（包括一路或多路視頻文件）。

（1）監控和記錄機車乘務員的操作情況；

（2）監控和記錄機車機械間、電器間以及非操縱端司機室設備運轉狀況，防止設備運轉不良、冒煙、火災隱患等危險情況的發生，這一點在單司機操縱時顯得尤為重要；

（3）記錄機車前方場景的軌道、信號機、道岔、道口及其它情況，如果發生事故，可以記錄事故發生時的詳細情況，對事故分析起到重要作用，有利于判斷事故責任方；

（4）結合3G，GPS或WiFi無線傳輸，列車沿線附近的車站可以進行無線動態監控和數據傳輸，方便指揮調度和管理。

3 機車視頻分析與安全管理的實際應用

3.1視頻分析在與實際結合

隨著朔黃線重載萬噸列車開行數量的增加，對乘務員業務素質、標準化作業要求也越發的嚴格，為了便于管理和對作業過程中的安全卡控故引入了機車視頻防火監控裝置，對促進安全生產有著巨大的輔助作用，自從機車安防裝置在朔黃線投入以來解決了生產中發生的各類問題數不勝數。不僅能在發生問題、事故及險情時提供真實的判斷依據更有效地遏制了違章違紀問題的發生頻次保障運輸生產安全。（見表1）

3.2視頻文件分析范圍及內容

朔黃鐵路公司機輛分公司機務聯運管理中心自2014年7月15日起成立機車監控視頻聯合分析組以來取得了良好的效果，對所有聯合運輸體單位的內燃機車、交、直流電力機車（如表1）每月進行90%的分析覆蓋率，并根據作業情況對優秀班組進行表彰與獎勵，對違反勞動紀律、違章作業人員進行考核，有效保障了行車安全。（如表2）其中，對發生的行車問題必須轉儲并進行視頻文件分析。

4 視頻文件分析內容

乘員運行中精神狀態（尤其夜班0點-7點、中午13點-15點）；運行中立崗情況（出入庫、站內、慢行地段、過分相、會車、平交道口等地段）；機車乘務員標準化作業、呼喚應答、手比眼看執行情況；機車乘務員瞭望情況；機車乘務員是否做與工作無關的事情（關鍵地段吃飯、運行途中玩手機等）；防止路外情況；副司機巡檢情況；機車乘務員熱點話題和不文明行為；機車設備狀態，機車文明狀態；視頻安防設備質量狀況；過分相呼喚情況；運行中每個站中心開窗后部瞭望、一次車位、列尾風壓確認；調車及庫內整備作業等情況。

5 視頻文件分析優點以及不足之處

5.1作為事故處理的證據

如發生事故后，視頻分析可將乘務員的精神狀態情況、作業標準情況以及采取事故處理措施是否及時和準確性等情況逐一呈現在面前，便于乘務員劃清責任。

5.1.1視頻運用案例分析

2016年5月1日，SS4改型主控A機車，從控B機車，擔當神池南至南坪間N次列車牽引任務，列車運行至臥廠至高家堡間115.448km處，司機發現前方橋梁上有異物侵線，速度54km/h，常用減壓50kpa，停車過程中與侵線的橋梁線盒護板撞上（如圖4）。

通過視頻分析發現運行中乘務員精神狀態良好，16時58分29秒司機發現線路有異物時，未及時采取大閘減壓措施，而是采取上電制減速措施，發現異物侵線后，才采取減壓措施，導致撞上線槽蓋板，采取措施不果斷。司機在發現線槽蓋板侵限后，采取減壓量較小，減壓50kpa，未按規定減壓100kpa以上，導致列車走行距離較長，延長了處理時間。

5.2對于標準化作業，起到監督作用

安裝視頻監控以后，通過記錄每一步操作，能夠及時發現問題，快速予以分析糾正，使乘務員更為標準化，增強乘務員的責任意識。視頻文件分析將不規范的作業方式截圖并保留，再將截圖拿到會議上做典型講評，或在學習會上播放視頻圖像讓乘務員各自查找問題吸取教訓。多措并舉，豐富安全生產管理內容，營造“安全為我，我為安全”的良好生產局面。堅持對機車的視頻進行分析，對每個環節，每一項操作都進行嚴格卡控，防止有“漏網之魚”，對發現的問題及時匯報，爭取在最短時間內對當事人進行幫教。

5.3便于乘務員學習與交流

日常指導組從視頻分析中，挑選出優秀的乘務員標準化作業視頻，讓給全體乘務員作為學習資料，也可以作為學員培訓的影視資料。全體乘務員可通過觀看視頻后，相互交流學習。

5.4提高了工作效率

本來需要多人添乘的工作，現在可以有一個人觀看視頻文件完成，減少了人員需求，提高了工作效率，管理人員通過觀看視頻，就能了解乘務員的作業和執行情況，不用親臨現場就可以觀察到現場的工作情況，方便了管理、減輕了工作量，改善了工作環境，更加完善作業辦法。

5.5視頻裝置的不足之處及改進措施

（1）耗電量大：天窗時，視頻裝置耗電大，會耗費蓄電池中的電量。

改進措施：建議乘務員在天窗點時將視頻主機箱扳鍵斷開使其斷電以減少蓄電池耗電。

（2）畫面清晰度：由于機車的震動，所以安裝在機車上的攝像機無法拍攝到足夠清晰的畫面，不利于數字化圖像處理；攝像機從下向上拍攝，無法拍攝到受電弓正面，而且畫面背景復雜，采用數字圖像處理的難度較大。改進措施：提高攝像頭分辨率，或。將攝像頭位置移至車頂上方頭燈處

（3）動態故障率高：一是因線路及插頭、插座松動或老化原因造成個別通道不顯示、視頻線短路導致顯示屏黑屏等故障較多；二是軟件質量不穩定重新啟機即能消除故障的問題也比較突出。

改進措施：希望能夠在插頭處加裝固定卡子與插座固定在一起以防松動造成的接觸不良。

（4）攝像頭安裝位置差異：和諧交流機車司機室攝像頭安裝位置靠后，運行中只能看到頭后面而看不到正面臉和眼睛。這給分析、判斷是否有精神不振帶來相應的難度。

改進措施：希望能與直流機車攝像頭安裝位置相同。

6 總結與展望

在朔黃鐵路大數據時代背景下，數據無所不在，許多過去難以量化的信息都將轉化為數據進行存儲和處理。通過對視頻的分析，從細節著手，將責任落實到人，填補了行車安全分析空白，實現對行車監控“零死角”，立體化，全方位的卡控，更好的服務了安全生產，進一步規范了乘務員一次作業標準化，使乘務員作業標準化有章可循，有據可依。機車安裝視頻監控，意在強化作業內容標準化。為機務安全運用管理實現突破性進展，將發揮越來越重要的作用。

參考文獻：

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