基于可視化的調車綜合管控系統技術研究

鄧強軍

摘 要：本文立足于信息化管控廣泛運用的新形勢，通過從系統性的角度對事故多發的調車作業綜合管控進行技術研究，以定西站為例，對當前調車管控發展現狀及存在的問題進行了深入分析，提出實現調車管控的設計思路和方案，并對方案的進行了系統性的技術研究，表明該系統可以有效解決管理與控制之間的脫節問題，具有有效控制調車事故發生率，降低作業人員違章違紀問題的發生。

關鍵詞：綜合管控;定西;發展現狀;技術研究

鐵路運輸安全形勢不容樂觀，尤其調車作業事故在事故總數中占了很大比重。根據事故致因理論，人的不安全行為或物的不安全狀態是造成事故發生的重要因素[1]，也是危及行車和人身安全的決定性因素，通過加強調車作業過程管控則能夠有效減少事故的發生?？梢暬恼{車綜合管控系統能夠擴大覆蓋面，對人的不安全行為或物的不安全狀態進行實時監控，在作業過程中對潛在的安全風險及可預知的造成事故的因素進行有效提示，從而使作業人員避免可預見性的事故損傷，減輕事故造成的后果。

1 鐵路調車管控管理現狀

1.1 調車作業管控發展現狀

近幾年來技防手段陸續運用到調車綜合管控中，目前調車綜合管控手段主要包括現場作業過程人為實時跟蹤盯控、對記錄儀錄制視頻進行回放分析、近距離范圍內的實時監聽分析、利用規章制度強化作業標準執行以及遠距離無語音的視頻監控。

1.2 定西站調車管控發展現狀及存在問題

定西站隸屬于國家鐵路繁忙干線隴海鐵路，是二等客貨運中間站。在調車作業方面服務于貨運和三條專用線等四家客戶。目前定西站調車管控主要借助執法記錄儀對作業過程進行錄制，組織專業人員對錄制數據進行分析，查找作業中的安全隱患。另外借助行車室視頻監控系統對調車語音進行實時監聽，通過聯控監聽對作業過程是否違章進行綜合判定。現存的數據分析結果反饋時間較長，對現實安全管控力度較弱。

1.2.1 管理與控制聯系不緊密

主要表現在“管理”與“控制”未有效整合，其中在管理層面雖對調車作業過程進行了錄制回放，對存在的問題也進行了針對性的分析，但是對實時作業過程發生的問題不能及時指出，對潛在的風險隱患未得到及時有效控制。

1.2.2 管控效能未能充分發揮

信息設備被動使用的隨意性較大，現場作業人員存在對關鍵作業環節進行選擇性的錄制問題，致使分析層面不能有效掌握關鍵作業事項，從而導致重大安全風險隱患不能有效暴露，出現選擇性的避重就輕。

1.2.3 難以準確掌握整體作業過程

由于執法記錄儀錄制的是“點對點”，一只記錄儀僅能實際反映一人的作業過程，對其他人的互控以及自控均不能直觀呈現，對全局作業過程不能準確掌握，在同一時間段的多個關鍵作業環節往往會顧此失彼、不能做到統籌兼備。

1.2.4 影響調車的外部環境不能及時消除

影響調車作業安全的因素也包括外部環境，作業人員在調車工作過程中由于視線、視角等因素對危機調車及人身安全的外部環境因素不能及時發現、不能及時制止，從而導致事故的發生概率陡然升高。

目前定西站鐵路調車作業管控經過信息化升級，已基本可以滿足生產需求，但是作業過程中，管、控分離導致自動化程度不高，作業過程不能得到有效管控，亟待將管控系統整合優化，實現系統間的各取所需，已達到管控效果的最優化。

2 調車綜合管控系統內涵

調車作業綜合管控系統是一套綜合信息管理平臺，以車站調車作業過程為主線，對調車計劃、調車語音、調車信令、站場視頻、記錄儀視頻、站場電子地圖等基礎數據進行立體化、全方位實時展示和同步回放，同時對調車作業語音、作業信令進行實時分析、遠程數據查詢和疑似違章篩查報警等功能，實現調車作業過程全記錄和智能化分析。

3 調車綜合管控系統研究方案

定西站調車作業管控系統涵蓋了從管理層到執行層的多個子系統，既滿足了作業過程的實時監控，也滿足了作業進度的動態掌握。該系統采用的是實時+定位模式，能夠實現數據采集、數據傳輸、智能分析、自動定位、軌跡回放等功能，這些系統的操作相對智能化，無需人為干預，只需將特定判斷指令下發給子系統，子系統會根據特定指令對作業過程進行判斷和預報警，從而實現實時管控的效果。

3.1 綜合管控系統結構

調車作業綜合管控系統綜合運用了網絡、計算機、數據采集、智能分析、自動定位等技術，依據調車作業信息，結合實時作業過程，完成調車作業過程的實時管控分析。

3.2 系統布局方案

3.2.1 站場固定設備實現彼此呼應

根據站場環境，結合設備特點，在站場范圍內建立五個固定設備，每個固定設備由單獨的無線WiFi熱點、無線基站客戶端、物聯網基站、網絡攝像機及防水集線器組成，固定設備內部實現有效鏈接。在每個固定設備之間建立“多對多”的關系，實現視頻、基站數據通信能力，同時在站場范圍內實現定位終端（即作業人員佩戴的北斗定位終端）與物聯網基站間的雙向呼應關系，在站場環境中實現全方位的實時視頻觀看的功能。

3.2.2 建立獨立網絡實現內外銜接

由于網絡安全要求，獨立組建局域網。根據現場實際，由調車數據采集器、視頻跟隨服務器、數據與應用及流媒體平臺服務器、NVR、物聯網基站服務器等構成內部網絡設備，借助既有網絡通道將內外間進行連接，實現終端設備與站場設備之間的通信，這樣可以將現場的實時功能利用終端反映出來，最終實現對站場作業的全過程管控。

本系統與外部系統的接口均通過專用接口服務器或數據采集專用設備實現，實現了系統的相對獨立，增強了系統的穩定性[2]。

3.3 管控系統實現功能

3.3.1 調車計劃共享及傳輸系統

調車計劃共享及傳輸模塊將現車系統中的調車計劃通知單傳輸到信號樓上經過授權的任一機器上。在得到授權后，作業人員可以通過瀏覽器或客戶端查看實時的調車作業計劃通知單。

3.3.2 調車作業實時監控及回放模塊

調車作業實時監控及回放模塊通過現場作業人員所佩戴的記錄儀，無需人工對攝像頭進行調整，攝像頭會自動跟隨作業人員進行實時監控和回放分析，實現了全方位、多角度、立體展示調車作業過程的管理。

3.3.3 調車作業交班點名子系統

調車作業交班點名系統根據調車班組實時的出勤情況進行自動交班點名，如果系統默認人員與當班人員一致則無需人為干涉，如果存在人員變化只需將實時人員與系統默認人員進行替換即可。

3.3.4 安全臺賬管理子系統

安全臺賬查詢顯示的是手工標注違規的記錄，包含智能分析的處理、實時監聽的問題標注、監聽回放的問題標注的處理結果，可根據調機號及時間進行篩選，可以對記錄進行有效儲存。

3.3.5 作業人員實時定位子系統

作業人員實時定位子系統是綜合管控系統的核心模塊之一，它以作業人員在站場所在位置為基礎，以調車作業計劃為依據，借助北斗定位終端，實現人員的實時跟蹤，使得各級管理人員能夠準確掌握現場站場車輛、防溜、人員位置等的分布狀態。

3.3.6 記錄儀視頻采集子系統

記錄儀視頻采集程序是將作業人員的記錄儀與指定的視頻采集終端建立“多對多”關系，作業人員將記錄儀放置在已經建立關系的視頻采集終端中，通過默認的程序讓記錄儀中存儲的數據下載到采集器中，便于調車數據的儲存。

3.3.7 智能分析查詢子系統

智能分析查詢模塊是結合當局設定的規章制度及語音、信令，綜合分析出疑似違規的操作，并會在實時監聽時實時進行提示，也會將所有的結果列舉到智能分析頁面，可以進行人工精確篩選，減少判斷人員的工作量。

4 效果及評價

4.1 提高了調車管控的管控效率

實現調車綜合管控增強了調車管控的智能化，做到了對實時監控、智能分析、回放分析進行了集中管理，做到了設備的遠程控制，作業管控由原先的分散監控變為集中管控，對現場作業的管控更加精準、快捷、方便，提高了管控效率，有效減少了人防成本和數據中間傳輸環節，增加了作業過程的安全性。

4.2 提高了調車管控的精準性

實現調車綜合管控自動功能后，系統會自動追蹤現場作業人員的實時位置、實時作業流程，可以進行有效的智能判斷，能夠隨時進行實時監控，對作業過程中出現的問題能夠及時指出，從源頭避免可能會出現的安全不穩定因素。

4.3 提高了生產作業管理水平

由于做到了遠程實時監控和覆蓋式監控，可以做到突出重點，同時實現了數據的采集、交換和存儲，可以根據作業中出現的問題，可以預見性的對關鍵注意事項進行研判，也可以根據作業現狀，便于提示提醒，為生產組織和決策提供數據支撐，縮短反饋時間，實現即時化的需求。

4.4 能夠清晰的掌握安全生產進度

通過遠程管控，各單位人員能夠根據現場作業情況掌握作業進度，為下一步合理布局生產指揮提供有效依據，同時可以清晰掌握外部環境給生產帶來的不良影響，為生產指揮者避開或解決因外部環境影響造成生產進度問題提供有效方案。

4.5 提高了安全生產效率

管控系統的建立能夠增強現場作業人員敬畏安全生產之心，能夠時時刻刻使作業人員將作業標準化和作業流程執行到位，減少因作業人員偷懶、簡化作業程序、關鍵環節執行不到位造成的安全事故。

4.6 提高了勞動效率

系統投入后可進一步精簡作業人員，可以取消調車指導或調車盯崗人員，在今后生產中無需增加大量人員，信息化取代了部分人工作業，有效緩解了生產組織人員緊張的矛盾。

5 總結

調車綜合管控系統的研究，借助信息化的工程實踐，打破了傳統以往調車作業過程中人防的功能，通過系統化實時監控技術、人員定位技術及智能提醒技術統一數據管理、統一通信、統一平臺、實現了設備、技術、數據等資源的整合，有效減少了現場人員違章蠻干問題的發生，也有效解決了信息化過程中現場作業與控制過程脫節的問題，為現實安全生產提供堅強保障。

參考文獻：

[1]《蘭州局集團公司安全雙重預防機制通用工作手冊（試行）》（鐵安函〔2020〕236號）[R].

[2]劉連珂，杜安琪，王海霞.鐵路編組集成管控一體可行性研究[J].鐵道運營技術，2017，23（3）：16-18+45.