張伯敏 上海鐵路局嘉興車務(wù)段

貨場信息管理集成系統(tǒng)的開發(fā)與應用

張伯敏 上海鐵路局嘉興車務(wù)段

論述貨場信息管理集成系統(tǒng)設(shè)計原理、技術(shù)方案、系統(tǒng)功能，為鐵路貨場內(nèi)現(xiàn)有各自分散的管理系統(tǒng)依托本系統(tǒng)集成平臺，達到有效整合，信息共享和功能聯(lián)動。

貨場設(shè)備；控制；開發(fā)應用

為適應鐵路貨運改革和運營管理的需要，建立起鐵路貨場運營管理體系、設(shè)備管理體系和應急保障體系，管好用好鐵路貨場資源，全面提升鐵路運營輔助管理水平。

1 需求分析

目前鐵路貨場的信息管理處于各自系統(tǒng)互相獨立的狀態(tài)，貨場動態(tài)不掌握、裝卸進度不控制、貨物超偏載難控制、道岔信號無聯(lián)鎖、紅牌使用遠程無顯示、平交道口無報警、貨場門衛(wèi)無驗貨放行設(shè)備、貨位倉庫防盜不落實、照明控制設(shè)備落后，對調(diào)車作業(yè)、裝卸作業(yè)、人身貨物安全的管理難度很大。為此，研發(fā)貨場信息管理集成系統(tǒng)，使貨場信息管理系統(tǒng)，依托于信息管理集成平臺，將非聯(lián)鎖道岔防破壞進路、調(diào)車線路檢查、盡頭線作業(yè)防撞、車輛防溜管理、手推調(diào)車紅牌使用申請、平過道口預警、照明控制管理、紅牌使用顯示、貨物驗放、自助查詢系統(tǒng)、設(shè)備故障報修系統(tǒng)等各自獨立的子系統(tǒng)，通過信息集成平臺，把信息遠程顯示到行車室或站調(diào)室、貨運室和派班室，實現(xiàn)對車站貨場作業(yè)系統(tǒng)間的集中管理和信息共享功能聯(lián)動，以提高車站作業(yè)的安全性。

2 設(shè)計技術(shù)和原理

首次將貨場內(nèi)現(xiàn)有各自分散的管理系統(tǒng)依托本系統(tǒng)集成平臺，達到有效整合，信息共享和功能聯(lián)動。

2.1 技術(shù)原理

系統(tǒng)采用Visual Basic編程，電腦控制軟件安裝運行在WINDOWS XP操作系統(tǒng)下，通過RS-232通訊口、單片機信息接收及處理電路、輸出控制電路組成。系統(tǒng)采用光纜傳輸、智能識別技術(shù)、3G系統(tǒng)及無線編譯碼發(fā)射傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和ITSM設(shè)備智能綜合檢測子系統(tǒng)（見圖1）。

圖1 非聯(lián)鎖貨場信息管理系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

2.2 程序模塊

車站級貨場信息管理系統(tǒng)，主要由服務(wù)器端軟硬件和客戶端軟硬件兩大部分12個子模塊組成：存車信息顯示模塊、道岔位置顯示模塊、車輛防溜管理模塊、手推調(diào)車紅牌使用申請模塊、調(diào)車線路檢查模塊、固定紅牌顯示模塊、貨場照明控制模塊、平過道口報警模塊、視頻監(jiān)控管理模塊、過磅衡器管理模塊、貨場門衛(wèi)驗放模塊、信息集成管理模塊（見圖2）。

圖2 非聯(lián)鎖貨場信息管理系統(tǒng)控制框圖

3 技術(shù)方案

系統(tǒng)采用了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、無線傳輸技術(shù)，將原有的行車、貨運、辦公管理等系統(tǒng)的物理集成和信息互聯(lián)，提供信息的顯示、組織管理、實時監(jiān)控。

3.1 道岔位置顯示模塊

道岔位置顯示模塊由道岔定反位采集系統(tǒng)（非聯(lián)鎖信息采集交互控制器的一部分）及軟件中的股道顯示模塊所組成。道岔定反位采集系統(tǒng)實時采集道岔的正反位置信息，通過軟件綜合判斷所接收的數(shù)據(jù)信息與現(xiàn)場鎖定道岔順序相符時，才股道顯示模塊則開通對應的股道，并將遠程復示到終端服務(wù)器（非聯(lián)鎖道岔位置顯示器見圖3）。

圖3 非聯(lián)鎖道岔位置顯示器

3.2 固定紅牌顯示模塊

固定紅牌顯示模塊由紅牌信號采集系統(tǒng)及軟件中的紅牌顯示模塊所組成。紅牌信號采集系統(tǒng)實時采集紅牌的作業(yè)信息，通過軟件綜合判斷所接收的數(shù)據(jù)信息為紅牌作業(yè)信息，紅牌顯示模塊則開通對應的紅牌，并將信息復示到行車室及貨運室（固定紅牌顯示器見圖4）。

圖4 固定紅牌顯示器

3.3 照明控制模塊

照明控制模塊由照明控制板及軟件中的照明控制顯示模塊組成。照明控制板設(shè)在區(qū)長室或貨運室實時接收遠程終端服務(wù)器所發(fā)送的燈光控制指令，并反饋燈光已開啟的信號給遠程終端服務(wù)器，照明控制顯示模塊中的對應位置燈光顯示為開啟狀態(tài)。

3.4 道口報警模塊

平過道口報警模塊由平過道報警系統(tǒng)及軟件中的道口報警顯示模塊所組成。平過道報警系統(tǒng)實時采集車列駛?cè)胄盘?，通過軟件綜合判斷所接收的數(shù)據(jù)信息是否為平過道報警信息相符合，并經(jīng)過數(shù)據(jù)加密及光端機調(diào)制后遠程發(fā)送至終端服務(wù)器，道口報警顯示模塊開通對應股道的平過道報警復示。

3.5 視頻監(jiān)控管理模塊

視頻監(jiān)控管理模塊由安裝在貨場中的智能高速球式攝像機和遠程視頻管理軟件組成。智能高速球式攝像機向終端服務(wù)器發(fā)送清晰的實時貨場監(jiān)控畫面，同時接收終端服務(wù)器的球機控制指令。

3.6 數(shù)據(jù)庫集成管理模塊

數(shù)據(jù)庫集成管理模塊是本系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)處理及存儲的核心模塊。通過安裝在終端服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫對本系統(tǒng)中所包含的道岔定反位信息、紅牌信息、平過道報警信息、照明信息、GPS時間、門衛(wèi)道閘信息、視頻監(jiān)控信息等數(shù)據(jù)進行分類、分表保存及調(diào)取。各客戶端軟件通過局域網(wǎng)鏡像調(diào)取遠程數(shù)據(jù)，同時將各自的控制指令通過數(shù)據(jù)庫集成管理模塊傳輸?shù)角岸擞布O(shè)備平臺上顯示，實現(xiàn)了遠程控制及遠程查看（貨場信息管理系統(tǒng)顯示終端見圖5）。

圖5 貨場信息管理系統(tǒng)顯示終端

4 系統(tǒng)的主要功能

（1）系統(tǒng)實現(xiàn)了GPS定位功能，在車列接近預警作業(yè)人員（含速度、距離同步動態(tài)顯示），傳感器冗余配置，高清視頻、作業(yè)視頻中嵌入“遠程監(jiān)督”、“違章偵測”，3G網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，GPS獲取時間，實時監(jiān)控和錄制現(xiàn)場音視頻資料，并具有多點畫面切換和現(xiàn)場作業(yè)回放功能。促進貨裝作業(yè)、調(diào)車作業(yè)的檢測手段大大加強，可以掌握及分析作業(yè)群體的安全現(xiàn)狀和變化趨勢，是調(diào)車、貨裝作業(yè)安全管理的重大變革。

（2）系統(tǒng)對鐵路貨場的道路實行智能化管理，實現(xiàn)車輛行使速度的提示、道口和平過道作業(yè)車列接近喇叭報警、燈光顯示和語音提示、作業(yè)監(jiān)控，車列自動停車、遠程監(jiān)控等綜合性管理功能。

（3）系統(tǒng)實現(xiàn)了固定式防護紅牌、道岔定反位采集系統(tǒng)實時采集道岔的正反位置信息，并經(jīng)過數(shù)據(jù)加密及光端機調(diào)制后遠程發(fā)送至終端服務(wù)器，復示在大屏上，實現(xiàn)調(diào)車人員作業(yè)線路檢查的遠程監(jiān)控記錄。

（4）照明控制板設(shè)在區(qū)長室或貨運室實時接收遠程終端服務(wù)器所發(fā)送的燈光控制指令，并判斷指令開啟照明燈光的位置，照明控制顯示。

（5）系統(tǒng)采用視頻壓縮算法、流媒體視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和3G無線傳輸網(wǎng)絡(luò)解決方案，整合3G數(shù)據(jù)通訊功能和數(shù)字視頻編碼功能，把攝像機圖像經(jīng)過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護等功能。

（6）系統(tǒng)實現(xiàn)了調(diào)車作業(yè)線路檢查記錄、車輛防溜顯示管理、手推調(diào)車紅牌使用申請模塊、非聯(lián)鎖道岔防破壞進路、盡頭線作業(yè)防撞。

（7）系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有的設(shè)備雙路管家，對設(shè)備故障自動診斷網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理等功能。能實現(xiàn)中心服務(wù)器全程記錄現(xiàn)場設(shè)備維護和故障處理的所有過程。

5 現(xiàn)場應用效果

（1）高度集成。通過建立各系統(tǒng)集成的生產(chǎn)組織模式，整合現(xiàn)場作業(yè)控制、運輸組織管理、維護保障等相關(guān)系統(tǒng)生產(chǎn)資源要素，建立高度集成、信息共享和功能聯(lián)動的系統(tǒng)。

（2）作業(yè)管理?？勺R別多種信號的輸入，并通過集成管理系統(tǒng)軟件將對應的信號轉(zhuǎn)換成軟件上道岔、紅牌、平交道報警等設(shè)備的工作狀態(tài)，便于值班人員、調(diào)度人員、貨場工作人員直觀的了解貨場中各設(shè)備的工作狀態(tài)及當前的工作任務(wù)。

（3）可遠程控制照明設(shè)備及貨場道閘的開啟或關(guān)閉，并通過集成管理系統(tǒng)軟件將對應設(shè)備的開啟、關(guān)閉狀態(tài)在軟件上顯示出來。大大減輕了貨場工作人員的工作量，節(jié)省了貨場裝卸作業(yè)的工作時間。

（4）信息傳輸采取加密編碼處理技術(shù)。通過傳感器信息采集交換控制器處理，經(jīng)光端機、光纜傳輸給遠程終端機，實時顯示站場內(nèi)的作業(yè)信息和管理信息。應用信息加密編碼處理和編碼無線發(fā)射技術(shù)，達到系統(tǒng)無線通信的良好及穩(wěn)定效果。

（5）采用國內(nèi)先進的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，實現(xiàn)遠程接收及顯示貨場監(jiān)控畫面，遠程控制貨場監(jiān)控攝像機的運動，達到全方位監(jiān)控貨場裝卸作業(yè)、貨倉管理的目

的。

（6）虛擬云技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)交互技術(shù)的應用，可以實現(xiàn)車務(wù)段內(nèi)任意計算機均可登錄及訪問站場信息集成管理系統(tǒng)，了解當前站場的工作情況、設(shè)備狀態(tài)等，真正實現(xiàn)了綜合管理、實時掌握貨場動態(tài)、控制裝卸進度、遠程調(diào)度。同時，與現(xiàn)有TIMS車站系統(tǒng)相連接，實現(xiàn)貨票系統(tǒng)、貨運營銷系統(tǒng)、貨車追蹤系統(tǒng)、確報系統(tǒng)、貨運調(diào)度系統(tǒng)和集裝箱追蹤系統(tǒng)均有接口，實現(xiàn)貨車追蹤信息、貨物班列、危險品運輸、運價、保價等信息的實時查詢，以及貨運網(wǎng)上受理、到發(fā)貨物追蹤查詢、運價查詢、貨代服務(wù)、信息發(fā)布與反饋等功能，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了鐵路與客戶間的信息交互，具有較好的實用、實效性，滿足鐵路內(nèi)外客戶辦理貨運業(yè)務(wù)、了解貨運信息的需求。以及實現(xiàn)貨場進出貨作業(yè)、貨位管理，以及貨場門衛(wèi)自動驗放管理，建立ITSM綜合監(jiān)控管理系統(tǒng)，提供了條件。

6 結(jié)束語

該系統(tǒng)能極大提高車站貨場管理質(zhì)量和效率，達到了良好的實用效果和經(jīng)濟效益：①該項目能使調(diào)車作業(yè)的全過程可視化，促進調(diào)車作業(yè)的檢測手段大大加強，可以掌握及分析作業(yè)群體的安全現(xiàn)狀和變化趨勢，是調(diào)車安全管理的重大變革。②對鐵路道口和平過道作業(yè)車列接近預警、監(jiān)控、作業(yè)智能化監(jiān)控、遠程指揮管理等方面提供了綜合性解決方案。③系統(tǒng)平臺內(nèi)的設(shè)備管家，能實現(xiàn)中心服務(wù)器全程記錄現(xiàn)場設(shè)備維護和故障處理的所有過程，對設(shè)備故障自動診斷網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理等功能。④車列接近預警作業(yè)人員（含速度、距離同步動態(tài)顯示），傳感器冗余配置，高清視頻、作業(yè)視頻中嵌入“遠程監(jiān)督”、“違章偵測”，3G網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，GPS獲取時間，實時監(jiān)控和錄制現(xiàn)場音視頻資料，并具有多點畫面切換和現(xiàn)場作業(yè)回放功能。⑤采用視頻壓縮算法、流媒體視頻數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)和3G無線傳輸網(wǎng)絡(luò)解決方案，整合3G數(shù)據(jù)通訊功能和數(shù)字視頻編碼功能，把攝像機圖像經(jīng)過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護等功能。

貨場信息管理集成系統(tǒng)的研發(fā)，將為鐵路貨場內(nèi)現(xiàn)有各自分散的管理系統(tǒng)依托本系統(tǒng)集成平臺，達到有效整合，信息共享和功能聯(lián)動。既實現(xiàn)了各系統(tǒng)的有序控制和有效管理，實現(xiàn)實時的提示、顯示和警示，又為一線職工和技術(shù)管理人員搭建了模擬操作學習、練習和考核的平臺，為提高系統(tǒng)內(nèi)的作業(yè)人員的實際動手能力和非正常應急處置能力提供了有效的培訓和臨場演練手段的保障。

責任編輯：萬寶安

來稿日期：2015-02-11