高鐵智能作業(yè)安全管理系統(tǒng)的設計及應用

唐明發(fā)

（中國鐵路南昌局集團有限公司廈門工務段，福建 廈門 361006）

1 高鐵安全管理現(xiàn)狀

我國高鐵運輸隨著自身體系原因及發(fā)展需要，對高鐵安全管理提出了更高的要求，但受到諸多方面的影響與制約，在現(xiàn)場作業(yè)安全管理上依舊存在系列問題，直接影響鐵路運輸系統(tǒng)的正常運轉，同時對人身安全和國際利益也有不同程度的影響。當前我國鐵路運輸安全狀況表現(xiàn)為：作業(yè)人員沒有將安全管理制度學習提升到一定的高度，每次進行安全管理知識培訓都是消極應對；科學管理難以落實，沒有將先進的管理方法與實際情況結合，缺乏針對工務安全的合理管理體系；在運輸安全生產(chǎn)過程中，并未利用系統(tǒng)的方法對安全生產(chǎn)過程進行科學的分析評價，通過綜合性的科學分析評價模型對安全事故的分析與預測方法尚未形成。在問題出現(xiàn)之后，相關責任人相互推諉，難以追究責任。另外，作業(yè)現(xiàn)場的設備陳舊，無法滿足施工作業(yè)的需要，施工作業(yè)人員對于相關設備的防護力度不足，導致一部分設備存在問題【1】。

基于上述現(xiàn)狀分析，有必要針對高鐵現(xiàn)場安全管理作業(yè)開發(fā)出一套與之相適應的系統(tǒng)，以保證高鐵施工運營安全。

2 高鐵智能作業(yè)安全管理系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)架構

在系統(tǒng)的總體設計上，充分與鐵路現(xiàn)有平臺和業(yè)務系統(tǒng)關聯(lián)，實現(xiàn)業(yè)務流程的一體化。采用無線專有APN 方式連接，提供高效、可靠、實時的“云服務+智能終端”一體化服務。應用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)和大數(shù)據(jù)應用等技術，深化專業(yè)安全監(jiān)測監(jiān)控應用，建立集監(jiān)測、監(jiān)控和管理于一體的安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，實現(xiàn)安全生產(chǎn)動態(tài)信息實時監(jiān)測監(jiān)控。平臺建設主要從作業(yè)管控、巡線定位、風險預警、數(shù)字臺賬和數(shù)據(jù)分析5 個方面進行。如圖1 所示。

圖1 高鐵智能作業(yè)安全管理系統(tǒng)架構

2.2 高鐵作業(yè)管控

結合國鐵集團制定的作業(yè)計劃，與其無縫連接，將把不同角色的計劃內(nèi)容細分為不同的步驟，現(xiàn)場作業(yè)人員需要按照順序在手持終端App 上執(zhí)行完所有步驟，安全生產(chǎn)調度指揮中心在電腦平臺上可以實時查看每一個角色每一個步驟的詳細信息，例如，帶班負責人需要執(zhí)行日計劃、點名分工、進作業(yè)門、現(xiàn)場作業(yè)、出作業(yè)門，駐站聯(lián)絡員需要執(zhí)行登記、封鎖命令號、開通命令號、銷記等步驟，每個步驟都需要上傳相應的圖片或短視頻，所有的圖片均設置水印標識，并能將水印內(nèi)容與報警規(guī)則相關聯(lián)，杜絕弄虛作假。作業(yè)人員在現(xiàn)場根據(jù)步驟實時上報作業(yè)進程，安全生產(chǎn)調度指揮中心能及時了解每一個作業(yè)動態(tài)，結合作業(yè)計劃，可以對每一個執(zhí)行作業(yè)人員進行監(jiān)管，實現(xiàn)作業(yè)全過程監(jiān)督。同時也確保了作業(yè)負責人、駐站聯(lián)絡員、車務行車室作業(yè)監(jiān)控臺的“三防確認”制度得到了有效的執(zhí)行和落實。

在這個過程中，現(xiàn)場人員可以在App 中實時查詢作業(yè)計劃內(nèi)容、時間、人員等相關詳細信息，在計劃開始前1h 會收到系統(tǒng)的提醒。安全生產(chǎn)調度指揮中心在過程中可以實時查看現(xiàn)場人員上傳的圖片及視頻內(nèi)容，也可實時跟蹤作業(yè)進度執(zhí)行情況，形成一個完整的閉環(huán)管理。

2.3 現(xiàn)場人員巡線定位

安全生產(chǎn)調度指揮中心平臺使用一張地圖管控所有人員，采用鐵路電子地圖與通用地圖結合，地圖支持多類型詳細的地圖標注，標注內(nèi)容多樣化，支持對點、線、面進行文本、圖片、視頻等多方位的詳細標注。現(xiàn)場人員帶著手持終端，終端會實時上傳位置信息，安全生產(chǎn)調度指揮中心可查看實時位置、起止時間、巡線速度、巡線路徑等多位數(shù)據(jù)，一目了然，結合作業(yè)計劃可以在作業(yè)過程中查看班組所有人員的實時位置和歷史軌跡。

2.4 作業(yè)風險告警

高鐵天窗作業(yè)通常在夜間進行，存在較大安全風險。須與作業(yè)計劃密切結合，現(xiàn)場作業(yè)人員通過手持終端App 可以查看每個作業(yè)點存在的風險，同時在作業(yè)過程中，有多樣化的告警信息，如果現(xiàn)場作業(yè)人員未按照規(guī)范進行作業(yè)，手持終端會產(chǎn)生告警提示，并上報給安全生產(chǎn)調度指揮中心，例如，未按時開始作業(yè)，作業(yè)超里程，現(xiàn)場防護和遠端防護距離過近等，按照作業(yè)角色進行相關報警，安全生產(chǎn)調度指揮中心可以及時收到并做出調整。所有的告警都采用圖形化交互方式，可配置報警方式，后臺智能監(jiān)控自動告警，同時對重點事件實時監(jiān)控，提前預警，及時掌握。

2.5 數(shù)字臺賬

將種類繁多的鐵路臺賬通過統(tǒng)一規(guī)則數(shù)字化的方式呈現(xiàn)，將以前用紙質材料記錄的臺賬信息數(shù)字化，后臺智能關聯(lián)邏輯關系，通過圖形化界面直觀呈現(xiàn)各類數(shù)據(jù)，包括設備圖標、路橋設備臺賬、道岔表、股道表、車站信息表、應急處置流程圖等，現(xiàn)場作業(yè)人員通過手持終端App 就可以實時查看相應的數(shù)據(jù)信息，通過多元化的方式填寫報表，有效節(jié)約紙質資源和管理成本。

2.6 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

通過現(xiàn)場手持終端采集大量基礎數(shù)據(jù)，結合建設的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析服務，做到分散采集，集中管理，統(tǒng)一標準，智能生成各類數(shù)據(jù)報表，統(tǒng)計每天的作業(yè)計劃及作業(yè)動態(tài)，可以根據(jù)不同維度呈現(xiàn)不同的圖形化報表，便于數(shù)據(jù)分析科學決策，同時對不同的作業(yè)類型數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計，調整資源整合，輔助制訂作業(yè)計劃。

3 系統(tǒng)特點

3.1 智能技術的應用

在建設系統(tǒng)過程中，通過智能手持終端實現(xiàn)了監(jiān)控管理的數(shù)據(jù)采集，可及時了解作業(yè)計劃執(zhí)行的相關信息及作業(yè)狀態(tài)信息。這其中采用了大量的智能化技術，在作業(yè)點名的時候，系統(tǒng)采用了人臉識別技術，提前將所有作業(yè)人員人像錄入，建立人臉庫，然后通過手持終端在點名時識別人臉頭像，并快速與后臺人臉庫進行匹配，達到快速點名的目的。

結合GPS 位置和時間信息，查看點名位置及當時時間，杜絕弄虛作假。系統(tǒng)建設的大數(shù)據(jù)集群服務也對龐大的數(shù)據(jù)進行了整理和分析，對每天的作業(yè)計劃相關內(nèi)容進行分類整理，通過監(jiān)控終端分析人員的行為和采集數(shù)據(jù)的分析及運用，以不同維度呈現(xiàn)不同的圖形化報表，便于數(shù)據(jù)分析科學決策。

3.2 系統(tǒng)集成化管理

目前，作業(yè)人員上線作業(yè)需要攜帶大量的輔助工具，手電筒、錄音筆、執(zhí)法記錄儀、對講機等，監(jiān)控監(jiān)測設備種類太多，部分管理和技術標準都不統(tǒng)一。通過系統(tǒng)建設的平臺，一個智能手持終端就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和信息共享，通過統(tǒng)一的標準做到軟硬件技術智能集成【2】，有效地強化了現(xiàn)場作業(yè)的過程監(jiān)控，也減輕了現(xiàn)場作業(yè)人員的負擔。

3.3 現(xiàn)場描述變?yōu)楝F(xiàn)場可見

高鐵的作業(yè)現(xiàn)場比較復雜，以前都是通過對講機進行對話溝通，或者事后對離線圖片及視頻進行分析，這樣無法形成快速解決及跟蹤問題的閉環(huán)。現(xiàn)在系統(tǒng)通過智能手持終端采集數(shù)據(jù)，將整個作業(yè)過程透明化、可視化，實時監(jiān)控，并且可以追溯到以前所有的作業(yè)計劃，方便分析人員抽查和發(fā)現(xiàn)問題，實現(xiàn)了作業(yè)過程的可視化管理。

4 結語

綜上所述，進一步提高高鐵現(xiàn)場作業(yè)安全管理水平是推動鐵路運輸事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的需要，是提高作業(yè)效率與質量的需要。大數(shù)據(jù)智能時代的到來，需要不斷地完善系統(tǒng)功能，更符合現(xiàn)場人員的使用習慣，減少管理盲點，需要不斷利用新技術和新手段提升監(jiān)控管理水平。還將更進一步深入研究系統(tǒng)平臺的研發(fā)和功能拓展，實現(xiàn)人防和技防的有機結合，有效解決安全生產(chǎn)難題。