铁路货运现场装载质量监控系统的设计与实现

张小霜

（北京铁路局 货运处，北京 100860）

北京铁路局作为铁路运输系统的大型企业，担负着全国铁路1/4的货运量、1/7的客运量、1/5的运输收入任务。管辖铁路跨越北京、天津、河北以及山东、河南、山西的部分地区，与沈阳、济南、郑州、太原4个铁路局相接。

货物装载加固工作是货物运输的重要环节，直接关系到铁路运输的安全。但是，铁路局、站段

对于现场作业质量的控制缺乏必要的手段和方法，责任追溯缺乏有效的依据，导致实际工作和监督情况并不理想。

为了解决现有货物装载加固签认工作中存在的问题，对货物装载加固质量进行有效的控制，加强对货运员现场作业的监控、实现信息统一汇总等目标，北京铁路局研制开发了铁路货运现场装载质量监控系统。该系统以“货运员手持机”作为核心，配以相应的安全管理软件，目前已应用在北京铁路局各货运站的重点货物装车管理上。

1 系统建设目的

系统对现场的作业质量进行有效监控、对输入至本地计算机的装载过程信息加密存档、对计算机存档的信息进行查询统计分析；系统及时将信息上传至服务器，铁路局能够对各站段作业实施监控；系统软件自动分析，对异常信息进行报警，将各站情况整理形成报表；并且能够根据上传信息形成电子合成签认单。

2 系统设计思想及原则

2.1 设计思想

软件设计时，系统采用集中建库、分级应用的设计思想。以统一规划、多方受益、讲求实效为原则，系统构建在北京铁路局、各车站两级网络结构上，数据集中到北京铁路局统一管理。

主要设计思想如下：

（1）采用基于Web方式的B/S体系结构。该结构是一种类似于终端/主机系统的结构模式，同时又具有客户机/服务器模式（C/S）的分布计算特性，其主要特点是集中管理，也就是说软件的程序、数据库以及其他一些组件都集中在服务器端；用户端除了浏览器（及所依赖的操作系统）之外，不需要其他软件和维护。系统运行平台采用基于B/S的多层分布式体系结构，该结构维护方便简单，客户机无须安装任何专业软件，非常方便地实现数据共享。

（2）严密的权限设置，保证装载过程信息的机密性。系统具有安全、严密、灵活的权限设置功能和较好的弹性和扩展性，能够适应用户多变的需求。

（3）保证可扩充性、开放性。系统具有较强的扩展能力，适应管理模式的调整、信息量的增加、系统功能的变化以及企业不断发展的需要。具备支持多种数据库接口、跨平台运行、二次开发和交换信息的能力。

2.2 设计原则

铁路货运现场装载质量监控系统主要采取软硬件协同的设计原则。在系统设计时，主要考虑以下原则：

（1）可靠性。在设计中选择高可靠性的元件和产品，考虑系统的主要性能指标和工作环境。

（2）功能完善性。在保证完成基本功能的基础上，将报警以及安全保护等可扩展功能纳入设计方案，使系统的功能更加完善。

（3）经济性。在保证可靠性和基本功能的基础上，尽可能降低成本。除此之外，系统的先进性、可扩展性和整体的美观性也是硬件设计综合考虑的因素。

3 系统构成

3.1 系统架构

按系统划分，分为货运员手持机现场装载监控子系统，货运装载过程安全管理子系统，装载加固方案和货运规章查询子系统。

按软硬件划分，分为计算机硬件、手持机硬件及系统软件。

3.2 系统硬件组成

系统硬件组成包括手持机、货运站计算机、直属站和车务段计算机、铁路局货运处计算机、铁路局货运处服务器和数据服务器、铁路局既有网络。

3.3 系统软件组成

系统平台应用B/S架构，方便部署和维护；软件包括手持机应用软件和货运站计算机传输软件。

系统软件应用部署如图1。

图1 应用部署图

3.4 系统工作流程原理

系统工作流程原理如图2。

4 系统功能

该系统的现场手持机软件部分实现了现场装载加固全过程信息、图像记录、作业签单；现场装载加固方案查询；现场货运规章查询；后台管理功能。该系统的计算机数据查询、管理、维护系统部分实现了签单查询管理，规章文电管理和装载方案管理功能。

各子系统具体功能如下：

（1）货运员手持机现场装载监控子系统功能包括：现场记录装载过程图像、信息，填写电子装载质量签认单；对应检查项目拍照；装载过程校验核实功能；现场查询核对装载方案、加固防滑材料；现场查询规章文电。

（2）货运装载过程安全管理子系统功能包括：对输入至本地计算机的装载过程信息加密存档；对计算机存档的信息，进行查询、统计、分析；及时将信息上传至铁路局货运处服务器；铁路局货运处对各站段装车作业实施监控；系统软件自动分析，对异常信息进行报警，并将各站情况整理形成报表；自动形成电子合成签认单。

（3）装载加固方案和货运规章查询子系统功能包括：现场装载方案查询、浏览；现场货运规章和文电查询、浏览；可设置常用规章文件夹；保留查询记录；装载方案可在线数据更新；电子规章可在线数据更新；下载方案和规章到手持机。

图2 系统工作流程原理图

5 系统实现

5.1 手持机硬件的实现

手持机硬件实现了下列技术指标：嵌入式功能模块化，易损件方便更换；可内置WINCE定制系统；配置300万像素摄像头；配置3.5寸触摸屏；通过可移式存储卡内置身份识别证书实现身份识别认证；防尘密封、防水、防震、耐高低温，符合指定国家标准；锂电池能够连续使用8 h以上；配有手持机外套、屏幕保护罩、手腕套绳；按键面板外置或外接，可方便替换。

5.2 手持机软件的实现

手持机软件实现了下列功能：手持机（或卡）内存储货运规章和装载方案；通过不同条件查询货运规章和装载方案并显示搜索结果；可显示货运规章、装载方案全文；对装载方案中图例单独显示并可进行移动、缩放等操作；内置多种电子签认单，按规定逐步操作、逐项填写；对应检查项目可拍照存储；实时对所拍照的信息进行浏览，对不符合要求的照片进行重拍；对所拍照片进行OCR识别，提取出车号与录入车号对比；对不符合操作规范和错误办理的行为报警提示；调用身份识别信息进行签认；实现电子签认单加密保存；实现站名字典化；提供快捷操作；实现未完成的操作交接用户可直接进行下一步操作。

5.3 安全管理软件的实现

安全管理软件采用C/S和B/S结构联合使用，服务器端安装在铁路局服务器上，客户端安装在各站段电脑上。

客户端软件实现了下列功能：连接手持机，自动采集签认单内容；数据加密；本单位签认单信息查询、统计分析；将装车站签认信息上传至铁路局货运处服务器；从服务器下载更新货运规章、装载方案，并按不同手持机的身份，将必要的规章方案导入手持机以供查询。

服务端软件实现了下列功能：接收客户端上传的信息；上传信息的整理、存储，提供给客户端查询；自动找出可疑签认单进行报警；定期自动统计数据，提交分析报表；更新规章、方案，供客户端下载。

6 结束语

铁路货运现场装载质量监控系统利用流程控制、电子签认、影像记录、网络传输等现代化技术手段，通过对装车作业过程中的车辆选用、防滑衬垫、捆绑加固等关键环节的控制、记录，落实装车质量标准，实现货运安全。通过该系统，能够实现铁路局掌握现场装车作业的质量，并对其进行分析，发现和解决现场作业中存在的问题，达到远程控制现场作业质量，保证运输安全的目的。对于重点物资（如抢险救灾物资），可于装车作业完毕后，第一时间将现场装车作业图像传输至铁路局，及时掌握现场作业情况。同时，还可以实现货运作业无纸化办公，极大地提高了现场作业效率和质量。

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