铁路货场起重及场内车辆设备运营管理系统的研究与应用

朱 静 中国铁路上海局集团有限公司上海货运中心

1 引言

随着铁路货运改革的不断深入发展，为确保货运增量行动和标准化货场创建活动的顺利实施，铁路货场起重及场内车辆设备发展迅速，自动化程度和生产效率越来越高。目前货场装卸业务基本外包给路外装卸企业承揽，装卸企业主要是使用铁路装卸机械设备进行装卸作业，设备作业人员基本是路外装卸企业人员，装卸设备基本属于特种设备，特种设备管理、使用和检修维护不到位，极易造成重大的财产损失和人身伤亡事故。目前装卸管理人员明显不足，设备作业人员资格条件、装卸作业过程控制、设备质量控制不能够实时有效进行监督管理，存在较大的安全风险管理隐患，因此对铁路货场起重机及场内车辆设备进行及时定位、监控、检查保养和对操作人员进行管理显得尤为迫切。

通过研究铁路货场起重及场内车辆设备运营管理系统，利用计算机技术和视频监控技术实现铁路货场起重及场内车辆设备管理、设备作业人员管理、装卸作业过程视频安全监控、设备运用轨迹和定位记录、设备运行速度控制、设备运用工作统计分析、设备维护保养计划及项目提醒等内容的设备运营管理系统，可接入生产调度指挥中心，实现统一指挥调度，规范管理特种设备，实现现场装卸作业全过程安全监控，实现生产作业标准化。

2 系统技术方案

2.1 系统总体方案

铁路货场起重及场内车辆设备运营管理系统由设备运用管理系统和视频监控管理系统两部分组成。系统技术方案示意图如图1 所示。

图1 系统技术方案示意图

（1）设备运用管理系统：采用B/S 架构技术，包括设备基础信息台帐管理、设备作业人员管理、设备履历信息管理、设备工作统计记录、检查保养记录、设备配件管理的操作系统。

（2）视频监控管理系统：主要包括视频监控管理、定位和运行轨迹监控管理、运行速度监控管理。

视频监控管理通过监控平台，运用4G 通信技术，实现装卸作业现场视频监控数据采集、存储，便于后台实时监控和历史回放管理。定位和运行轨迹监控管理，其终端采用北斗、GPS 双模定位和IC卡识别技术，实现司机身份识别、机械设备作业数据管理、露天场地的定位监控、行驶轨迹记录查询。本系统中选用的是内置GPS 模块的车载主机，将视频监控和定位监控合二为一，结构紧凑、集成度高。运行速度监控管理，利用速度传感器技术，采集速度传感器数据，显示机械设备当前运行速度，实现不同限速区域的速度警报、存储和发送。

生产调度中心、值班人员与相关设备管理人员运用视频监控管理系统，通过监控平台，在办公室便可查看现场作业视频，监控现场作业安全情况，监控设备运行轨迹，监测设备运行速度，同时可随时下发调度或作业指令，提醒司机注意安全事项。

2.2 系统技术架构

铁路货场起重及场内车辆设备运营管理系统技术架构示意图如图2 所示：

图2 系统技术架构示意图

（1）信息展现层：主要通过PC 端及电子大屏方式进行展现。

（2）应用功能层：主要为设备基础信息台帐管理、操作人员管理、设备履历管理、运用统计报表、检查保养、设备配件管理、视频监控管理（实时定位、轨迹回放、实时视频、录像回放、报表查询）等功能模块。

（3）应用支撑层：主要是应用平台的支撑系统，包括视频监控系统、GPS 卫星定位监控系统，身份认证系统，数据共享交换系统。

（4）数据资源层：主要有企业信息、设备信息、车辆信息、操作人员信息、预警信息、信息报表、信息管理等。

（5）基础设施层：主要通过感知技术和设备收集和采集信息及数据。终端设备包括如视频摄像终端、车载GPS 终端、RS 传感终端、安全设备、配套基础硬件、软件等。

3 系统功能

铁路货场起重及场内车辆设备运营管理系统整合北斗定位、4G 传输、视频录像和存储、IC 卡识别、传感器数据采集等技术，可以实现作业人员、机械设备和作业任务三位一体的现场作业全程可视化；实现设备运用管理系统与视频监控信息系统的衔接、多源数据接口对接，以及管理系统与设备多个信息化管理模块的数据传输；实现铁路货场起重及场内车辆设备在露天货区、仓库和雨棚等不同区域超速等违规行为的预警。

具体的功能模块如下：

（1）系统管理模块。主要功能为系统数据的初始设置和修改，设定系统用户和使用权限。界面如图3 所示。

图3 系统设置管理界面

（2）设备操作人员管理模块。实现了特种设备操作人员操作证基础信息管理，操作证有效期到期预警和超期告警自动提醒管理（界面如图4 所示），操作人员上岗时自动识别、显示操作人员的IC 卡身份信息，自动储存记录操作人员的实际登签情况（界面如图5 所示）。

图4 操作人员台账管理界面

图5 操作人员登签管理界面

（3）设备管理模块。主要包括设备基础信息台帐管理、设备履历信息管理、设备检查保养记录管理、设备工作统计记录、设备配件管理等内容。实现了起重及场内车辆设备基本技术参数管理和履历信息管理，检验检测到期自动提醒。实现了起重及场内车辆设备保养记录、安全装置检查记录、设备大中修、改造技术信息等项目的查询。实现设备作业量、运转时间和能耗按月、季、年等时间自动统计分析。实现起重及场内车辆设备配件查询、零部件图纸储存功能。各界面如图6～图 10 所示。

图6 设备台账管理界面

图7 设备履历信息管理界面

图8 设备检查保养记录管理界面

图9 设备运用统计记录界面

图10 设备配件管理界面

（4）视频监控管理模块。主要包括视频实时监控和历史视频、设备运行实时轨迹和历史轨迹、设备运行速度分析、指令下发等内容，实现起重及场内车辆设备现场作业的实时视频监控和视频存储、调阅，实时轨迹和历史轨迹存储、调阅。实现起重及场内车辆设备显示实时运行速度和在露天货区或仓库、雨棚等不同区域作业场所的超速报警。界面如图11 所示。

图11 视频监控管理界面

（5）检索查询模块。实现分层分级分类检索、重点字检索等多种查询功能，例如可以根据时间、地点、设备编号、作业人员等不同条件检索查询设备超速报警信息。界面如图12 所示。

（6）电子地图管理模块。实现作业现场电子地图比例优化、现场作业场地的地点信息标注。界面如图13 所示。

图12 检索查询管理界面

图13 电子地图管理界面

4 系统应用

目前，已经在闵行经营部闵行货场的41#和47#内燃叉车上分别安装了视频监控设备进行应用，将中心部分经营部的起重及场内车辆设备的原始数据资料输入系统，建立完善系统中各类设备台账，通过近一年的应用，该系统功能已基本达到预期目标，运行稳定性也达到要求。实现了特种设备和特种设备操作人员的精细化管理，实现了起重及场内车辆设备现场作业的实时视频监控和视频存储、调阅，实时轨迹和历史轨迹存储、调阅，实现了起重及场内车辆设备能显示实时速度和运行在露天货区、仓库和雨棚等不同区域超速报警提示等功能。

经现场应用表明，该系统界面友好，操作简便，易于数据准确、及时录入；系统容错性强，出错率低，运行稳定，易于维护；培训时间短，实现岗位人人会操作；具有较强的适应性，在铁路货运单位具有良好的推广应用前景。

5 结束语

铁路货场起重及场内车辆设备运营管理系统实现了设备运用管理系统与视频监控信息系统等的衔接及多个信息化管理模块的数据优化、存储和传输，集成了人员、设备、任务数据，能实时查询及生成报表，对历史数据做到有据可查，实现了铁路货场起重及场内车辆设备超速等违规行为的预警。该系统对规范设备和操作人员管理、现场作业安全和作业标准化具有积极的意义，进一步提升了货运中心的设备管理水平。