楊文韜，張 巖，楊 磊，宮薇薇

（中國鐵道科學(xué)研究院 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100081）

鐵路有源電子防盜鎖信息管理系統(tǒng)研究

楊文韜，張 巖，楊 磊，宮薇薇

（中國鐵道科學(xué)研究院 運(yùn)輸及經(jīng)濟(jì)研究所，北京 100081）

在分析鐵路有源電子防盜鎖相關(guān)作業(yè)流程的基礎(chǔ)上進(jìn)行鐵路有源電子防盜鎖信息管理系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)和架構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)由管理子系統(tǒng)和GIS追蹤查詢子系統(tǒng)組成，其中管理子系統(tǒng)提供出入庫管理、預(yù)加鎖管理、加鎖管理、拆鎖管理、統(tǒng)計(jì)分析、作業(yè)人員管理、報(bào)警管理及權(quán)限管理功能，GIS追蹤查詢子系統(tǒng)的主要功能是基于地圖的車輛位置查詢、運(yùn)行軌跡查詢、區(qū)域統(tǒng)計(jì)、運(yùn)達(dá)時(shí)間預(yù)測及權(quán)限管理。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，在保證安全的前提下為用戶提供完備的功能。

鐵路有源電子防盜鎖；信息管理系統(tǒng)；架構(gòu)；貨物追蹤

棚車、集裝箱是我國鐵路運(yùn)輸高附加值貨物的主要運(yùn)載工具，迫切需要具有車門監(jiān)控和防盜報(bào)警功能的設(shè)備確保貨物運(yùn)輸?shù)陌踩玔1]。鐵路有源電子防盜鎖(Railway Active Electronic Alarm Lock，RAEAL) 具備供電電源，采用衛(wèi)星或公共無線基站定位、霍爾傳感、微動(dòng)限位開關(guān)、無線通信等技術(shù)來實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)追蹤、施封安全狀態(tài)監(jiān)測和異常報(bào)警等功能，途中無需再進(jìn)行人工交接檢查即可滿足鐵路貨物安全監(jiān)控的需求。由于 RAEAL 具有持續(xù)供電和無線通信的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)鐵路施封鎖和無源電子防盜鎖[2]相比，在使用和管理上存在不同，需要功能更強(qiáng)大的信息管理系統(tǒng)管理 RAEAL 的復(fù)雜邏輯狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的精確定位和報(bào)警。因此，設(shè)計(jì)并開發(fā)功能完備且合理的 RAEAL 信息管理系統(tǒng)，將成為 RAEAL 能否成功推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

1 RAEAL相關(guān)作業(yè)流程

RAEAL 相關(guān)作業(yè)分為領(lǐng)取、安裝、檢查和拆卸4 個(gè)關(guān)鍵步驟。外勤人員領(lǐng)鎖后前往現(xiàn)場加鎖；途中發(fā)生破鎖后，RAEAL 自動(dòng)發(fā)送短信通知鐵路局貨運(yùn)處保價(jià)人員，再由保價(jià)人員通知中間站貨檢人員外出檢查；如果途中正常，貨物到站后，外勤工作人員將RAEAL 剪斷后拆除。在使用過程中，作業(yè)人員、現(xiàn)場操作和鎖的狀態(tài)都在發(fā)生變化，RAEAL 信息管理系統(tǒng)需要根據(jù)這些狀態(tài)變化，提供相應(yīng)的 RAEAL 信息管理功能，以便各方作業(yè)人員有序地進(jìn)行工作。RAEAL 作業(yè)流程如圖 1 所示。

2 RAEAL信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 RAEAL 信息管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

RAEAL 信息管理系統(tǒng)分為 RAEAL管理子系統(tǒng)和GIS 追蹤查詢子系統(tǒng)，RAEAL 信息管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

2.1.1 RAEAL管理子系統(tǒng)

（1）出入庫管理。管理 RAEAL 實(shí)體的出入庫操作，入庫時(shí)可由用戶手工錄入或批量導(dǎo)入 RAEAL實(shí)體的鎖號(hào)、SIM 卡號(hào)、設(shè)備編號(hào)等信息，出庫時(shí)系統(tǒng)記錄 RAEAL 實(shí)體的信息和領(lǐng)取人信息。

圖 1 RAEAL 作業(yè)流程圖

圖 2 RAEAL 信息管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

（2）預(yù)加鎖管理。對(duì)于已經(jīng)出庫的 RAEAL 實(shí)體，填寫加鎖車輛、目的車站，記錄負(fù)責(zé)的外勤貨運(yùn)員、車長、貨運(yùn)主任等信息，生成預(yù)加鎖集合和預(yù)加鎖作業(yè)單。

（3）加鎖管理?，F(xiàn)場 RAEAL 實(shí)體實(shí)際加鎖完成后，內(nèi)勤工作人員根據(jù)實(shí)際加鎖操作結(jié)果，在系統(tǒng)中進(jìn)行加鎖確認(rèn)；對(duì)于未實(shí)際完成加鎖的 RAEAL 實(shí)體，可以選擇取消預(yù)加鎖。

（4）拆鎖管理。RAEAL 鎖體完好無損到達(dá)車站后，內(nèi)勤工作人員通過系統(tǒng)進(jìn)行到站正常拆鎖操作。

（5）統(tǒng)計(jì)分析。通過系統(tǒng)可以記錄和統(tǒng)計(jì)本部門管轄范圍內(nèi)的異常破鎖區(qū)域、破鎖時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間、加鎖記錄、正常拆鎖記錄等信息，為績效考核提供依據(jù)。

（6）作業(yè)人員管理?？梢詫?duì)本部門的領(lǐng)取人、外勤貨運(yùn)員、車長、貨運(yùn)主任等人員的信息進(jìn)行管理。

（7）報(bào)警管理。系統(tǒng)檢測到 RAEAL 異常破封時(shí)，結(jié)合 GIS 追蹤查詢子系統(tǒng)追蹤到的 RAEAL 實(shí)體精確破封位置信息和鐵路局管轄范圍[3]，確定破封地點(diǎn)的管轄單位，通過短信等方式向管轄單位的負(fù)責(zé)人員發(fā)送報(bào)警信息。

（8）權(quán)限管理。系統(tǒng)對(duì)車站、鐵路局、中國鐵路總公司 (以下簡稱“總公司”) 3 級(jí)用戶信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，為不同用戶提供不同的功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限[4-5]。

2.1.2 GIS追蹤查詢子系統(tǒng)

GIS 追蹤查詢子系統(tǒng)的主要功能是基于地圖的車輛位置查詢、運(yùn)行軌跡查詢、區(qū)域統(tǒng)計(jì)和運(yùn)達(dá)時(shí)間預(yù)測，并具備子系統(tǒng)獨(dú)有的權(quán)限管理功能。

（1）位置查詢。對(duì)在途運(yùn)輸?shù)哪骋卉囕v進(jìn)行精確位置查詢并在地圖上直觀顯示。

（2）軌跡查詢。對(duì)已完成運(yùn)輸?shù)能囕v進(jìn)行歷史運(yùn)輸軌跡查詢。

（3）區(qū)域統(tǒng)計(jì)。按已運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)在途運(yùn)輸?shù)乃熊囕v，如已運(yùn)行 12 或 24 小時(shí)的在途車輛總數(shù)，并在地圖上顯示符合條件的所有車輛位置分布情況。

（4）運(yùn)達(dá)時(shí)間預(yù)測。根據(jù)已經(jīng)獲得的運(yùn)行軌跡時(shí)間點(diǎn)信息，結(jié)合鐵路歷史運(yùn)輸路徑及旅行時(shí)間的統(tǒng)計(jì)和分析，應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析理論預(yù)測貨物到達(dá)時(shí)間[6]。

（5）權(quán)限管理。為 GIS 追蹤查詢子系統(tǒng)的用戶提供相應(yīng)的功能權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限。

2.2 RAEAL信息系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

鐵路基層站段均在鐵路內(nèi)部專網(wǎng)使用 RAEAL 管理子系統(tǒng)和 GIS 追蹤查詢子系統(tǒng)進(jìn)行操作，而鐵路有源電子防盜鎖產(chǎn)生的追蹤監(jiān)控信息則由公眾移動(dòng)通信基站接收，因而需要通過安全的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)、外網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)交換。為減少系統(tǒng)實(shí)施和維護(hù)的工作量，并綜合考慮系統(tǒng)性能及安全需求，確定系統(tǒng)采用 B/S 架構(gòu)[7]，僅在總公司層級(jí)設(shè)置數(shù)據(jù)服務(wù)中心，鐵路局和車站不另設(shè)服務(wù)器，所有有源電子防盜鎖的定位、報(bào)警信息都通過安全數(shù)據(jù)交換平臺(tái)發(fā)送至總公司的數(shù)據(jù)服務(wù)中心[8]，通過設(shè)于總公司的服務(wù)器向鐵路局和車站提供RAEAL 信息系統(tǒng)的各種服務(wù)，相關(guān)鐵路局和車站的內(nèi)部用戶只需要在鐵路專網(wǎng)內(nèi)使用瀏覽器即可登陸RAEAL 信息系統(tǒng)進(jìn)行電子防盜鎖的出入庫、加鎖、拆鎖等操作，對(duì) RAEAL 實(shí)體的位置狀態(tài)進(jìn)行追蹤查詢，客戶也可以及時(shí)掌握在途運(yùn)輸貨物的安全情況。RAEAL 信息系統(tǒng)架構(gòu)如圖 3 所示。

3 結(jié)束語

圖 3 RAEAL 信息系統(tǒng)架構(gòu)

鐵路有源電子防盜鎖信息管理系統(tǒng)以防盜鎖為依托，通過多種技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)棚車和集裝箱的精確定位，并通過鐵路內(nèi)網(wǎng)與外網(wǎng)的安全數(shù)據(jù)交換，在無人工交接檢查的情況下實(shí)現(xiàn)鐵路貨物安全監(jiān)控，其應(yīng)用不僅可以大幅降低貨檢人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少貨檢站車輛停時(shí)，而且對(duì)于確保貨物、尤其是高附加值貨物的安全運(yùn)輸能夠起到至關(guān)重要的作用，從而提高鐵路運(yùn)輸服務(wù)質(zhì)量。

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責(zé)任編輯：劉 新

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2015-09-15

中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2014X007-D)