基于可视化的调车综合管控系统技术研究

邓强军

摘 要：本文立足于信息化管控广泛运用的新形势，通过从系统性的角度对事故多发的调车作业综合管控进行技术研究，以定西站为例，对当前调车管控发展现状及存在的问题进行了深入分析，提出实现调车管控的设计思路和方案，并对方案的进行了系统性的技术研究，表明该系统可以有效解决管理与控制之间的脱节问题，具有有效控制调车事故发生率，降低作业人员违章违纪问题的发生。

关键词：综合管控;定西;发展现状;技术研究

铁路运输安全形势不容樂观，尤其调车作业事故在事故总数中占了很大比重。根据事故致因理论，人的不安全行为或物的不安全状态是造成事故发生的重要因素[1]，也是危及行车和人身安全的决定性因素，通过加强调车作业过程管控则能够有效减少事故的发生。可视化的调车综合管控系统能够扩大覆盖面，对人的不安全行为或物的不安全状态进行实时监控，在作业过程中对潜在的安全风险及可预知的造成事故的因素进行有效提示，从而使作业人员避免可预见性的事故损伤，减轻事故造成的后果。

1 铁路调车管控管理现状

1.1 调车作业管控发展现状

近几年来技防手段陆续运用到调车综合管控中，目前调车综合管控手段主要包括现场作业过程人为实时跟踪盯控、对记录仪录制视频进行回放分析、近距离范围内的实时监听分析、利用规章制度强化作业标准执行以及远距离无语音的视频监控。

1.2 定西站调车管控发展现状及存在问题

定西站隶属于国家铁路繁忙干线陇海铁路，是二等客货运中间站。在调车作业方面服务于货运和三条专用线等四家客户。目前定西站调车管控主要借助执法记录仪对作业过程进行录制，组织专业人员对录制数据进行分析，查找作业中的安全隐患。另外借助行车室视频监控系统对调车语音进行实时监听，通过联控监听对作业过程是否违章进行综合判定。现存的数据分析结果反馈时间较长，对现实安全管控力度较弱。

1.2.1 管理与控制联系不紧密

主要表现在“管理”与“控制”未有效整合，其中在管理层面虽对调车作业过程进行了录制回放，对存在的问题也进行了针对性的分析，但是对实时作业过程发生的问题不能及时指出，对潜在的风险隐患未得到及时有效控制。

1.2.2 管控效能未能充分发挥

信息设备被动使用的随意性较大，现场作业人员存在对关键作业环节进行选择性的录制问题，致使分析层面不能有效掌握关键作业事项，从而导致重大安全风险隐患不能有效暴露，出现选择性的避重就轻。

1.2.3 难以准确掌握整体作业过程

由于执法记录仪录制的是“点对点”，一只记录仪仅能实际反映一人的作业过程，对其他人的互控以及自控均不能直观呈现，对全局作业过程不能准确掌握，在同一时间段的多个关键作业环节往往会顾此失彼、不能做到统筹兼备。

1.2.4 影响调车的外部环境不能及时消除

影响调车作业安全的因素也包括外部环境，作业人员在调车工作过程中由于视线、视角等因素对危机调车及人身安全的外部环境因素不能及时发现、不能及时制止，从而导致事故的发生概率陡然升高。

目前定西站铁路调车作业管控经过信息化升级，已基本可以满足生产需求，但是作业过程中，管、控分离导致自动化程度不高，作业过程不能得到有效管控，亟待将管控系统整合优化，实现系统间的各取所需，已达到管控效果的最优化。

2 调车综合管控系统内涵

调车作业综合管控系统是一套综合信息管理平台，以车站调车作业过程为主线，对调车计划、调车语音、调车信令、站场视频、记录仪视频、站场电子地图等基础数据进行立体化、全方位实时展示和同步回放，同时对调车作业语音、作业信令进行实时分析、远程数据查询和疑似违章筛查报警等功能，实现调车作业过程全记录和智能化分析。

3 调车综合管控系统研究方案

定西站调车作业管控系统涵盖了从管理层到执行层的多个子系统，既满足了作业过程的实时监控，也满足了作业进度的动态掌握。该系统采用的是实时+定位模式，能够实现数据采集、数据传输、智能分析、自动定位、轨迹回放等功能，这些系统的操作相对智能化，无需人为干预，只需将特定判断指令下发给子系统，子系统会根据特定指令对作业过程进行判断和预报警，从而实现实时管控的效果。

3.1 综合管控系统结构

调车作业综合管控系统综合运用了网络、计算机、数据采集、智能分析、自动定位等技术，依据调车作业信息，结合实时作业过程，完成调车作业过程的实时管控分析。

3.2 系统布局方案

3.2.1 站场固定设备实现彼此呼应

根据站场环境，结合设备特点，在站场范围内建立五个固定设备，每个固定设备由单独的无线WiFi热点、无线基站客户端、物联网基站、网络摄像机及防水集线器组成，固定设备内部实现有效链接。在每个固定设备之间建立“多对多”的关系，实现视频、基站数据通信能力，同时在站场范围内实现定位终端（即作业人员佩戴的北斗定位终端）与物联网基站间的双向呼应关系，在站场环境中实现全方位的实时视频观看的功能。

3.2.2 建立独立网络实现内外衔接

由于网络安全要求，独立组建局域网。根据现场实际，由调车数据采集器、视频跟随服务器、数据与应用及流媒体平台服务器、NVR、物联网基站服务器等构成内部网络设备，借助既有网络通道将内外间进行连接，实现终端设备与站场设备之间的通信，这样可以将现场的实时功能利用终端反映出来，最终实现对站场作业的全过程管控。

本系统与外部系统的接口均通过专用接口服务器或数据采集专用设备实现，实现了系统的相对独立，增强了系统的稳定性[2]。

3.3 管控系统实现功能

3.3.1 调车计划共享及传输系统

调车计划共享及传输模块将现车系统中的调车计划通知单传输到信号楼上经过授权的任一机器上。在得到授权后，作业人员可以通过浏览器或客户端查看实时的调车作业计划通知单。

3.3.2 调车作业实时监控及回放模块

调车作业实时监控及回放模块通过现场作业人员所佩戴的记录仪，无需人工对摄像头进行调整，摄像头会自动跟随作业人员进行实时监控和回放分析，实现了全方位、多角度、立体展示调车作业过程的管理。

3.3.3 调车作业交班点名子系统

调车作业交班点名系统根据调车班组实时的出勤情况进行自动交班点名，如果系统默认人员与当班人员一致则无需人为干涉，如果存在人员变化只需将实时人员与系统默认人员进行替换即可。

3.3.4 安全台账管理子系统

安全台账查询显示的是手工标注违规的记录，包含智能分析的处理、实时监听的问题标注、监听回放的问题标注的处理结果，可根据调机号及时间进行筛选，可以对记录进行有效储存。

3.3.5 作业人员实时定位子系统

作业人员实时定位子系统是综合管控系统的核心模块之一，它以作业人员在站场所在位置为基础，以调车作业计划为依据，借助北斗定位终端，实现人员的实时跟踪，使得各级管理人员能够准确掌握现场站场车辆、防溜、人员位置等的分布状态。

3.3.6 记录仪视频采集子系统

记录仪视频采集程序是将作业人员的记录仪与指定的视频采集终端建立“多对多”关系，作业人员将记录仪放置在已经建立关系的视频采集终端中，通过默认的程序让记录仪中存储的数据下载到采集器中，便于调车数据的储存。

3.3.7 智能分析查询子系统

智能分析查询模块是结合当局设定的规章制度及语音、信令，综合分析出疑似违规的操作，并会在实时监听时实时进行提示，也会将所有的结果列举到智能分析页面，可以进行人工精确筛选，减少判断人员的工作量。

4 效果及评价

4.1 提高了调车管控的管控效率

实现调车综合管控增强了调车管控的智能化，做到了对实时监控、智能分析、回放分析进行了集中管理，做到了设备的远程控制，作业管控由原先的分散监控变为集中管控，对现场作业的管控更加精准、快捷、方便，提高了管控效率，有效减少了人防成本和数据中间传输环节，增加了作业过程的安全性。

4.2 提高了调车管控的精准性

实现调车综合管控自动功能后，系统会自动追踪现场作业人员的实时位置、实时作业流程，可以进行有效的智能判断，能够随时进行实时监控，对作业过程中出现的问题能够及时指出，从源头避免可能会出现的安全不稳定因素。

4.3 提高了生产作业管理水平

由于做到了远程实时监控和覆盖式监控，可以做到突出重点，同时实现了数据的采集、交换和存储，可以根据作业中出现的问题，可以预见性的对关键注意事项进行研判，也可以根据作业现状，便于提示提醒，为生产组织和决策提供数据支撑，缩短反馈时间，实现即时化的需求。

4.4 能够清晰的掌握安全生产进度

通过远程管控，各单位人员能够根据现场作业情况掌握作业进度，为下一步合理布局生产指挥提供有效依据，同时可以清晰掌握外部环境给生产带来的不良影响，为生产指挥者避开或解决因外部环境影响造成生产进度问题提供有效方案。

4.5 提高了安全生產效率

管控系统的建立能够增强现场作业人员敬畏安全生产之心，能够时时刻刻使作业人员将作业标准化和作业流程执行到位，减少因作业人员偷懒、简化作业程序、关键环节执行不到位造成的安全事故。

4.6 提高了劳动效率

系统投入后可进一步精简作业人员，可以取消调车指导或调车盯岗人员，在今后生产中无需增加大量人员，信息化取代了部分人工作业，有效缓解了生产组织人员紧张的矛盾。

5 总结

调车综合管控系统的研究，借助信息化的工程实践，打破了传统以往调车作业过程中人防的功能，通过系统化实时监控技术、人员定位技术及智能提醒技术统一数据管理、统一通信、统一平台、实现了设备、技术、数据等资源的整合，有效减少了现场人员违章蛮干问题的发生，也有效解决了信息化过程中现场作业与控制过程脱节的问题，为现实安全生产提供坚强保障。

参考文献：

[1]《兰州局集团公司安全双重预防机制通用工作手册（试行）》（铁安函〔2020〕236号）[R].

[2]刘连珂，杜安琪，王海霞.铁路编组集成管控一体可行性研究[J].铁道运营技术，2017，23（3）：16-18+45.