鐵路貨場起重及場內車輛設備運營管理系統的研究與應用

朱 靜 中國鐵路上海局集團有限公司上海貨運中心

1 引言

隨著鐵路貨運改革的不斷深入發展，為確保貨運增量行動和標準化貨場創建活動的順利實施，鐵路貨場起重及場內車輛設備發展迅速，自動化程度和生產效率越來越高。目前貨場裝卸業務基本外包給路外裝卸企業承攬，裝卸企業主要是使用鐵路裝卸機械設備進行裝卸作業，設備作業人員基本是路外裝卸企業人員，裝卸設備基本屬于特種設備，特種設備管理、使用和檢修維護不到位，極易造成重大的財產損失和人身傷亡事故。目前裝卸管理人員明顯不足，設備作業人員資格條件、裝卸作業過程控制、設備質量控制不能夠實時有效進行監督管理，存在較大的安全風險管理隱患，因此對鐵路貨場起重機及場內車輛設備進行及時定位、監控、檢查保養和對操作人員進行管理顯得尤為迫切。

通過研究鐵路貨場起重及場內車輛設備運營管理系統，利用計算機技術和視頻監控技術實現鐵路貨場起重及場內車輛設備管理、設備作業人員管理、裝卸作業過程視頻安全監控、設備運用軌跡和定位記錄、設備運行速度控制、設備運用工作統計分析、設備維護保養計劃及項目提醒等內容的設備運營管理系統，可接入生產調度指揮中心，實現統一指揮調度，規范管理特種設備，實現現場裝卸作業全過程安全監控，實現生產作業標準化。

2 系統技術方案

2.1 系統總體方案

鐵路貨場起重及場內車輛設備運營管理系統由設備運用管理系統和視頻監控管理系統兩部分組成。系統技術方案示意圖如圖1 所示。

圖1 系統技術方案示意圖

（1）設備運用管理系統：采用B/S 架構技術，包括設備基礎信息臺帳管理、設備作業人員管理、設備履歷信息管理、設備工作統計記錄、檢查保養記錄、設備配件管理的操作系統。

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

視頻監控管理通過監控平臺，運用4G 通信技術，實現裝卸作業現場視頻監控數據采集、存儲，便于后臺實時監控和歷史回放管理。定位和運行軌跡監控管理，其終端采用北斗、GPS 雙模定位和IC卡識別技術，實現司機身份識別、機械設備作業數據管理、露天場地的定位監控、行駛軌跡記錄查詢。本系統中選用的是內置GPS 模塊的車載主機，將視頻監控和定位監控合二為一，結構緊湊、集成度高。運行速度監控管理，利用速度傳感器技術，采集速度傳感器數據，顯示機械設備當前運行速度，實現不同限速區域的速度警報、存儲和發送。

生產調度中心、值班人員與相關設備管理人員運用視頻監控管理系統，通過監控平臺，在辦公室便可查看現場作業視頻，監控現場作業安全情況，監控設備運行軌跡，監測設備運行速度，同時可隨時下發調度或作業指令，提醒司機注意安全事項。

2.2 系統技術架構

鐵路貨場起重及場內車輛設備運營管理系統技術架構示意圖如圖2 所示：

圖2 系統技術架構示意圖

（1）信息展現層：主要通過PC 端及電子大屏方式進行展現。

（2）應用功能層：主要為設備基礎信息臺帳管理、操作人員管理、設備履歷管理、運用統計報表、檢查保養、設備配件管理、視頻監控管理（實時定位、軌跡回放、實時視頻、錄像回放、報表查詢）等功能模塊。

（3）應用支撐層：主要是應用平臺的支撐系統，包括視頻監控系統、GPS 衛星定位監控系統，身份認證系統，數據共享交換系統。

（4）數據資源層：主要有企業信息、設備信息、車輛信息、操作人員信息、預警信息、信息報表、信息管理等。

（5）基礎設施層：主要通過感知技術和設備收集和采集信息及數據。終端設備包括如視頻攝像終端、車載GPS 終端、RS 傳感終端、安全設備、配套基礎硬件、軟件等。

3 系統功能

鐵路貨場起重及場內車輛設備運營管理系統整合北斗定位、4G 傳輸、視頻錄像和存儲、IC 卡識別、傳感器數據采集等技術，可以實現作業人員、機械設備和作業任務三位一體的現場作業全程可視化；實現設備運用管理系統與視頻監控信息系統的銜接、多源數據接口對接，以及管理系統與設備多個信息化管理模塊的數據傳輸；實現鐵路貨場起重及場內車輛設備在露天貨區、倉庫和雨棚等不同區域超速等違規行為的預警。

具體的功能模塊如下：

（1）系統管理模塊。主要功能為系統數據的初始設置和修改，設定系統用戶和使用權限。界面如圖3 所示。

圖3 系統設置管理界面

（2）設備操作人員管理模塊。實現了特種設備操作人員操作證基礎信息管理，操作證有效期到期預警和超期告警自動提醒管理（界面如圖4 所示），操作人員上崗時自動識別、顯示操作人員的IC 卡身份信息，自動儲存記錄操作人員的實際登簽情況（界面如圖5 所示）。

圖4 操作人員臺賬管理界面

圖5 操作人員登簽管理界面

（3）設備管理模塊。主要包括設備基礎信息臺帳管理、設備履歷信息管理、設備檢查保養記錄管理、設備工作統計記錄、設備配件管理等內容。實現了起重及場內車輛設備基本技術參數管理和履歷信息管理，檢驗檢測到期自動提醒。實現了起重及場內車輛設備保養記錄、安全裝置檢查記錄、設備大中修、改造技術信息等項目的查詢。實現設備作業量、運轉時間和能耗按月、季、年等時間自動統計分析。實現起重及場內車輛設備配件查詢、零部件圖紙儲存功能。各界面如圖6～圖 10 所示。

圖6 設備臺賬管理界面

圖7 設備履歷信息管理界面

圖8 設備檢查保養記錄管理界面

圖9 設備運用統計記錄界面

圖10 設備配件管理界面

（4）視頻監控管理模塊。主要包括視頻實時監控和歷史視頻、設備運行實時軌跡和歷史軌跡、設備運行速度分析、指令下發等內容，實現起重及場內車輛設備現場作業的實時視頻監控和視頻存儲、調閱，實時軌跡和歷史軌跡存儲、調閱。實現起重及場內車輛設備顯示實時運行速度和在露天貨區或倉庫、雨棚等不同區域作業場所的超速報警。界面如圖11 所示。

圖11 視頻監控管理界面

（5）檢索查詢模塊。實現分層分級分類檢索、重點字檢索等多種查詢功能，例如可以根據時間、地點、設備編號、作業人員等不同條件檢索查詢設備超速報警信息。界面如圖12 所示。

（6）電子地圖管理模塊。實現作業現場電子地圖比例優化、現場作業場地的地點信息標注。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 系統應用

目前，已經在閔行經營部閔行貨場的41#和47#內燃叉車上分別安裝了視頻監控設備進行應用，將中心部分經營部的起重及場內車輛設備的原始數據資料輸入系統，建立完善系統中各類設備臺賬，通過近一年的應用，該系統功能已基本達到預期目標，運行穩定性也達到要求。實現了特種設備和特種設備操作人員的精細化管理，實現了起重及場內車輛設備現場作業的實時視頻監控和視頻存儲、調閱，實時軌跡和歷史軌跡存儲、調閱，實現了起重及場內車輛設備能顯示實時速度和運行在露天貨區、倉庫和雨棚等不同區域超速報警提示等功能。

經現場應用表明，該系統界面友好，操作簡便，易于數據準確、及時錄入；系統容錯性強，出錯率低，運行穩定，易于維護；培訓時間短，實現崗位人人會操作；具有較強的適應性，在鐵路貨運單位具有良好的推廣應用前景。

5 結束語

鐵路貨場起重及場內車輛設備運營管理系統實現了設備運用管理系統與視頻監控信息系統等的銜接及多個信息化管理模塊的數據優化、存儲和傳輸，集成了人員、設備、任務數據，能實時查詢及生成報表，對歷史數據做到有據可查，實現了鐵路貨場起重及場內車輛設備超速等違規行為的預警。該系統對規范設備和操作人員管理、現場作業安全和作業標準化具有積極的意義，進一步提升了貨運中心的設備管理水平。