铁路有源电子防盗锁信息管理系统研究

2015-04-25杨文韬宫薇薇

铁道货运 2015年11期

关键词：防盗锁有源信息管理系统

杨文韬，张岩，杨磊，宫薇薇

（中国铁道科学研究院运输及经济研究所，北京 100081）

铁路有源电子防盗锁信息管理系统研究

杨文韬，张岩，杨磊，宫薇薇

（中国铁道科学研究院运输及经济研究所，北京 100081）

在分析铁路有源电子防盗锁相关作业流程的基础上进行铁路有源电子防盗锁信息管理系统的功能设计和架构设计。系统由管理子系统和GIS追踪查询子系统组成，其中管理子系统提供出入库管理、预加锁管理、加锁管理、拆锁管理、统计分析、作业人员管理、报警管理及权限管理功能，GIS追踪查询子系统的主要功能是基于地图的车辆位置查询、运行轨迹查询、区域统计、运达时间预测及权限管理。系统采用B/S架构，在保证安全的前提下为用户提供完备的功能。

铁路有源电子防盗锁；信息管理系统；架构；货物追踪

棚车、集装箱是我国铁路运输高附加值货物的主要运载工具，迫切需要具有车门监控和防盗报警功能的设备确保货物运输的安全[1]。铁路有源电子防盗锁(Railway Active Electronic Alarm Lock，RAEAL) 具备供电电源，采用卫星或公共无线基站定位、霍尔传感、微动限位开关、无线通信等技术来实现全程实时追踪、施封安全状态监测和异常报警等功能，途中无需再进行人工交接检查即可满足铁路货物安全监控的需求。由于 RAEAL 具有持续供电和无线通信的特点，与传统铁路施封锁和无源电子防盗锁[2]相比，在使用和管理上存在不同，需要功能更强大的信息管理系统管理 RAEAL 的复杂逻辑状态，从而实现自动化的精确定位和报警。因此，设计并开发功能完备且合理的 RAEAL 信息管理系统，将成为 RAEAL 能否成功推广应用的关键。

1 RAEAL相关作业流程

RAEAL 相关作业分为领取、安装、检查和拆卸4 个关键步骤。外勤人员领锁后前往现场加锁；途中发生破锁后，RAEAL 自动发送短信通知铁路局货运处保价人员，再由保价人员通知中间站货检人员外出检查；如果途中正常，货物到站后，外勤工作人员将RAEAL 剪断后拆除。在使用过程中，作业人员、现场操作和锁的状态都在发生变化，RAEAL 信息管理系统需要根据这些状态变化，提供相应的 RAEAL 信息管理功能，以便各方作业人员有序地进行工作。RAEAL 作业流程如图 1 所示。

2 RAEAL信息管理系统设计

2.1 RAEAL 信息管理系统功能设计

RAEAL 信息管理系统分为 RAEAL管理子系统和GIS 追踪查询子系统，RAEAL 信息管理系统功能结构如图 2 所示。

2.1.1 RAEAL管理子系统

（1）出入库管理。管理 RAEAL 实体的出入库操作，入库时可由用户手工录入或批量导入 RAEAL实体的锁号、SIM 卡号、设备编号等信息，出库时系统记录 RAEAL 实体的信息和领取人信息。

图 1 RAEAL 作业流程图

图 2 RAEAL 信息管理系统功能结构

（2）预加锁管理。对于已经出库的 RAEAL 实体，填写加锁车辆、目的车站，记录负责的外勤货运员、车长、货运主任等信息，生成预加锁集合和预加锁作业单。

（3）加锁管理。现场 RAEAL 实体实际加锁完成后，内勤工作人员根据实际加锁操作结果，在系统中进行加锁确认；对于未实际完成加锁的 RAEAL 实体，可以选择取消预加锁。

（4）拆锁管理。RAEAL 锁体完好无损到达车站后，内勤工作人员通过系统进行到站正常拆锁操作。

（5）统计分析。通过系统可以记录和统计本部门管辖范围内的异常破锁区域、破锁时间、运输时间、加锁记录、正常拆锁记录等信息，为绩效考核提供依据。

（6）作业人员管理。可以对本部门的领取人、外勤货运员、车长、货运主任等人员的信息进行管理。

（7）报警管理。系统检测到 RAEAL 异常破封时，结合 GIS 追踪查询子系统追踪到的 RAEAL 实体精确破封位置信息和铁路局管辖范围[3]，确定破封地点的管辖单位，通过短信等方式向管辖单位的负责人员发送报警信息。

（8）权限管理。系统对车站、铁路局、中国铁路总公司 (以下简称“总公司”) 3 级用户信息进行统一管理，为不同用户提供不同的功能权限和数据权限[4-5]。

2.1.2 GIS追踪查询子系统

GIS 追踪查询子系统的主要功能是基于地图的车辆位置查询、运行轨迹查询、区域统计和运达时间预测，并具备子系统独有的权限管理功能。

（1）位置查询。对在途运输的某一车辆进行精确位置查询并在地图上直观显示。

（2）轨迹查询。对已完成运输的车辆进行历史运输轨迹查询。

（3）区域统计。按已运行时间统计在途运输的所有车辆，如已运行 12 或 24 小时的在途车辆总数，并在地图上显示符合条件的所有车辆位置分布情况。

（4）运达时间预测。根据已经获得的运行轨迹时间点信息，结合铁路历史运输路径及旅行时间的统计和分析，应用大数据分析理论预测货物到达时间[6]。

（5）权限管理。为 GIS 追踪查询子系统的用户提供相应的功能权限和数据权限。

2.2 RAEAL信息系统架构设计

铁路基层站段均在铁路内部专网使用 RAEAL 管理子系统和 GIS 追踪查询子系统进行操作，而铁路有源电子防盗锁产生的追踪监控信息则由公众移动通信基站接收，因而需要通过安全的数据交换平台实现内、外网之间的数据交换。为减少系统实施和维护的工作量，并综合考虑系统性能及安全需求，确定系统采用 B/S 架构[7]，仅在总公司层级设置数据服务中心，铁路局和车站不另设服务器，所有有源电子防盗锁的定位、报警信息都通过安全数据交换平台发送至总公司的数据服务中心[8]，通过设于总公司的服务器向铁路局和车站提供RAEAL 信息系统的各种服务，相关铁路局和车站的内部用户只需要在铁路专网内使用浏览器即可登陆RAEAL 信息系统进行电子防盗锁的出入库、加锁、拆锁等操作，对 RAEAL 实体的位置状态进行追踪查询，客户也可以及时掌握在途运输货物的安全情况。RAEAL 信息系统架构如图 3 所示。

3 结束语

图 3 RAEAL 信息系统架构

铁路有源电子防盗锁信息管理系统以防盗锁为依托，通过多种技术手段实现棚车和集装箱的精确定位，并通过铁路内网与外网的安全数据交换，在无人工交接检查的情况下实现铁路货物安全监控，其应用不仅可以大幅降低货检人员的劳动强度，减少货检站车辆停时，而且对于确保货物、尤其是高附加值货物的安全运输能够起到至关重要的作用，从而提高铁路运输服务质量。

[1] 杨顺辽，张正炳.基于图像处理的棚车车门状态自动检测[J].计算机测量与控制，2012，20(10)：2606-2608.

[2] 史建立，许绍兴，王世东，等.RFID技术在铁路施封锁中应用的探讨[J].铁道货运，2007，25(5)：27-30.

[3] 程鑫，张恒，徐昊.GIS地图文件在路网生成算法中的应用[J].青年科学，2013，34(8)：298-299.

[4] 祖峰，熊忠阳，冯永.信息系统权限管理新方法及实现[J].重庆大学学报：自然科学版，2003， 26(11)：91-93.

[5] 欧阳荣彬，王倩宜，李丽，等.基于属性规则的数据权限模型研究与实现[J].大连海事大学学报，2010，36(2)：81-83.

[6] 陈世敏.大数据分析与高速数据更新[J].计算机研究与发展，2015，52(2)：333-342.

[7] 王经卓，殷国富，胡晓兵，等.基于B/S模式的远程协同设计系统的实施方法[J].计算机集成制造系统，2000，6(6)：52-55.

[8] 周斌. 分布式公路交通量数据服务中心的设计与实现[J]. 长沙理工大学学报：自然科学版，2007，4(2)：68-71.

责任编辑：刘新