巡视作业实时监督及记录系统研究

摘 要：针对电务设备动态变化，精度要求高的特点，需要加强巡视检查，及时掌握现场巡视信息，监督作业状况，提高发现和解决问题的能力，将各项要求落在实处、有据可查。

关键词：巡视；监督；记录

2013年，大秦铁路运量要实现4.5亿吨，多年连续大幅增量，运输与维修、安全的矛盾非常突出，高密度的车流必将对信号设备造成更加强烈的冲击，而天窗点相对较少，造成信号设备检修不到位，存在较大安全隐患，要确保运输安全稳定，已有的信号设备维修巡视方式已不能适应新形势下的运输要求。随着信息技术的普及和推广，安装巡视作业实时监督及记录系统是一种有效的手段。该系统能实时监控掌握巡视人员的巡视时间、位置、频次、巡视路径等，发挥了“电子警察”的作用，将巡视工作置于现代科学技术的监督之下，彻底改变“巡与不巡一个样，巡多巡少一个样，巡与不巡没人知道”的被动局面，提高了设备质量，保障了运输安全。

1 系统结构及工作流程

巡视作业实时监督及记录系统由智能手持巡检终端、信息钮、服务器和客户端管理软件部分组成。系统结构设计图如图1所示。

图1 系统结构设计图

首先系统需要识别人员和信号设备，通过管理软件将人员和信号设备进行编码，然后在相关的设备上安装白色感应式工位信息钮，建立设备与工位信息钮的一一对应关系，使其成为系统能够识别的信息。工区每名职工对应一个蓝色人员信息钮，在工长安排当日工作后，巡视人员通过手持巡检终端将人员信息录入系统，然后按照车间根据季节特点、段重点工作制定的室内、外设备巡视路线检查设备。到达需要巡视的设备后用手持巡检终端感应指定的工位信息钮建立到达信息，然后按照巡视要求进行设备检查，巡视存储成功后手持巡检终端会自动将巡视信息通过GPRS发送到段调度指挥中心服务器中存储、处理，便于段实时掌握现场巡视情况，调度指挥中心可以通过管理计算机访问服务器实时的数据显示查看巡视人员的工作情况。

2 系统设计

2.1 智能手持终端

智能手持巡检终端采用世界领先的GPS全球卫星定位技术及RFID技术，通过GPRS网络实时传输巡检数据（人员、经纬度、RFID卡地点、事件、时间），实时记录巡视人员的行走路线，并可进行回放，达到对巡检人员工作状态和现场巡视的有效管理。智能手持巡检终端支持GPS定位功能，适用于电务段点多线长设备分散的特点，采用RFID射频读卡功能，所使用的RFID卡，体积小巧，不易损坏，防水防尘且具有全球唯一标签，读卡距离大于3.5厘米。智能手持巡检终端采用GPRS无线传输，实时向调度指挥中心报告巡检人员具体情况信息，具有价格低廉、传输速度快、数据传输可靠等优势。智能手持巡检终端依托GSM通讯网络是目前国内覆盖最广、可靠性最高、容量最大、保密性强的数字移动蜂窝通讯系统，作为卫星定位通讯系统无线数据传输平台将确保数据传输通道的可靠性，具有投资少、保密性强、易普及的优点。智能手持巡检终端采用ABS工程塑料，具有杰出的物理性能和热性能，完全实现防水、防摔、防振，智能手持巡检终端操作简单，使用方便，突出特点就是巡检数据实时发送。智能手持巡检终端采用大容量聚合物锂电池，可靠保证巡检器长时间连续工作。智能手持终端的工作模式分为采点模式和巡检模式。采点模式用于采集现场设备的位置信息，将智能手持终端的读卡区域靠近装有设备信息钮的巡视设备，智能手持终端振动两次，信息采集灯闪烁5次信息采集成功，最多可以存储1500条采点数据，通过USB线将智能手持终端与服务器连接，通过软件将采点数据批量读取，并且编辑采点数据，利用采集信息有针对性的制定巡视路线；巡检模式分为轨迹巡检和定点巡检，轨迹巡检是沿设定的巡视轨迹路线按照自行设定的时间间隔进行设备巡视，数据发送到调度指挥中心后，调度指挥中心可以实时显示的巡视路线、当前位置等信息，适用于区间电缆径路、电容检查等设备巡视。定点巡视是指智能手持终端支持GPS+RFID巡检模式，在不方便放置RFID卡的地方可采用GPS定点巡检，在没有GPS信号的地方可以采用RFID定点巡检，适用于机械室微机监测、电源屏、灯丝等具有信息报警功能设备的日常查看和站内咽喉区轨道侧磨区段、动作频繁道岔等重点设备的巡视检查。

2.2 信息钮

信息钮分为人员信息钮和工位信息钮，人员信息钮按照工区人员对应配置，具有轻便小巧、不易损坏的特点，工位信息钮对应室内外重点设备进行安装，无需电源，无需布线，具有防水、防尘、防腐蚀、耐高低温、使用寿命长且体积小等特点，具有静电保护功能及唯一性无法复制，可隐蔽式安装在巡视设备内部。工位信息钮采用没有内装电池的无源电子标签（被动标签），在手持终端的读出范围之外时，电子标签处于无源状态，在手持终端的读出范围之内时，电子标签从手持终端发出的射频能量中提取其工作所需的电源。无源电子标签一般均采用反射调制方式完成电子标签信息向巡检器的传送。通过非接触式的射频信号自动识别设备巡视的对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，操作快捷方便，可工作于各种恶劣环境。

2.3 地面服务软件

本系统采用通用的操作系统、数据库管理软件和应用软件提高系统的可维护性，符合国际工业标准，方便第三方开发的应用接口和系統集成，支持系统功能的延伸及扩展。服务器自动生成各类统计报表，同时服务器端具备保存、备份和还原数据等功能，各级管理部门可以通过客户端专用软件实时了解各站巡视情况。系统具备职工巡视路线回放功能，管理部门可以掌握职工巡视情况。数据库管理系统具有可靠、高效、安全和高性能的管理和访问控制机制，可以并行处理数据、完整性控制、性能优化等特性，符合国际标准，具有便利的数据备份机制，可在后台处理数据备份不影响在线系统的运行。

系统软件设置数据处理、巡检设置、用户管理、系统维护四个菜单。数据处理功能包括查询报表、历史数据、报警数据、统计图表按照方便、快速、准确查找信息的要求，满足现场实际需求。“查询报表”可以按照车间、班组进行设备查询，也可以查询某一巡检人员或某一设备在指定时间段的检查情况，线路名称可以在机械室、站内设备、区间设备进行选择，在巡检状态栏中可以选择全部设备、合格设备、漏巡设备；“历史数据”可以查询当日之前的巡检情况；“报警数据”可以查询各车间漏巡的情况；“统计报表”可以统计各车间的巡检合格率、漏巡率并通过表格、图表的方式显示出来。巡检设置通过软件设置具体的车间、班组、设备巡视的人员和巡检线路设置，用来查询具体的车间、班组设备巡视信息，可以检查巡视人员是否对站内或区间设备按照设定的设备巡视周期和巡视路线、巡视时间间隔、作业时长有针对性的进行了重点巡视检查。“巡检部门设置”主要设置为“大同电务段”。“巡检车间设置”设置具体的车间。“巡检工区设置”设置具体的某个车间的某个工区。“巡检线路设置”设置某个工区的某个需要巡检的地点，如：大同电务段，天镇车间，阳高工区，区间设备，其中“区间设备”就是巡检线路。“巡检地点设置”就是设置巡检线路里边具体的需要巡检的地点，包括地点信息钮和GPS定位信息点。“巡检人员设置”就是把工区的巡视人员录入系统的过程便于系统查询， “巡检设备设置”就是让系统设置智能手持终端SIM卡信息与工区信息建立对应关系的过程，使系统能够识别数据信息来源。“巡检计划设置”设置巡视间隔时间、作业时长。用户管理功能包括角色管理和修改密码。角色管理是设置操作员、管理员等权限，用于添加用户，并分配用户角色。修改密码用于修改已登陆的用户相关密码。设备维护主要是通过数据线对手持终端进行初始化、清除数据、校时、设定数据发送模式。

2.4 系统的功能

2.4.1 系统采用GPS卫星定位点与巡检信息点相结合的巡检方式在实际巡检工作中的应用可完全杜绝巡检人员不亲自前往现场巡检的问题。

2.4.2 GPRS数据链路对大同电务段管内工区，特别是偏远工区的覆盖范围及信号强度是否达到系统数据实时传输需要的基本要求，较好地解决了信息通道问题。

2.4.3 根据电务段作业巡视规程，在各个重要工位、设备处所安装工位信息钮，并根据不同的巡视周期设定巡视计划，计算机自动实时监控各站的巡视情况。

2.4.4 根据电务段各关键设备常规作业所需时间，按类别分配各重要设备的作业时长，并设置报警门槛。

2.4.5 各级管理部门可以通过客户端专用软件实时了解各站巡视情况。

2.4.6 服务器自动生成、各类统计报表，同时服务器端具备保存、备份和还原数据等功能。

2.4.7 针对不同情况的使用者分为工区管理人员、段安全检查人员、工区作业人员，设置不同的使用权限。

2.4.8 智能手持巡检终端识别性能好，识别速度快，并可以将记录数据实时/自动上传到调度指挥中心管理数据库，智能手持巡检终端单机保存巡视信息可达1.5万条。

3 系统创新及使用效果

巡检作业实时监督及记录系统在2012年在怀仁、大南、阳高工区安装使用，统计2012年8月到2013年8月段竞赛简报发现车间上报的请奖报告共327件，怀仁工区有9件占总数的2.8%，是工区平均数的4.4倍，在2012年10月11日怀仁信号工区职工进行区间设备巡视工作，在北同蒲上行线K44+800M处发现护网外电缆径路上有明显挖掘机取土痕迹，电缆沟距侧面取土处只有不到50cm的距离，立即加设电缆警示牌和电缆标桩，防止一起电缆引发的长大延时故障，经段安委会研究决定给予怀仁工区一次性奖励3000元。通过怀仁工区的示范引领作用，提升了车间设备巡视的质量，怀仁车间的请奖报告有44件占总数的13.5%，是车间平均数的3.1倍。在安装完巡检作业实时监督及记录系统后怀仁工区没有发生过报局故障，怀仁车间2013年也没有发生因巡視检修不到位造成的报局故障。全段各车间的请奖报告数量2013年比2012年有了显著上升，2013年1-8月份发生报局故障51件同比2012年的65件降低了14件，故障率下降了21.5%。巡检作业实时监督及记录系统在提升设备质量、消除设备隐患上起到了重要的作用，通过对巡视点和巡视路线的科学设定，进一步提高了巡视工作效率。

4 结束语

巡检作业实时监督及记录系统建立了方便可靠的一体化信息平台，并按照预定的计划和任务，定人、定点、定期、定标准进行全过程管理，可以快捷准确地开展设备巡视工作，还可以对现场收集的数据和信息进行及时、准确、科学的分析统计，使各级生产管理人员能够直观及时地掌握设备的运行状况，及时发现和处理设备运行中出现的安全隐患，保证设备安全、可靠、稳定运行，实现电务设备运行管理工作的规范化、标准化、精细化。

作者简介：王旭业，太原铁路局大同电务段，工程师。