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        信息時(shí)代下神朔鐵路智能化車站系統(tǒng)的構(gòu)建

        2022-02-08 13:43:53
        技術(shù)與市場 2022年1期
        關(guān)鍵詞:智能化鐵路智能

        宗 剛

        (包神集團(tuán)神朔鐵路三岔站區(qū),陜西 神木 036299)

        0 引言

        包神集團(tuán)神朔鐵路車站的運(yùn)輸任務(wù)不斷加大,導(dǎo)致當(dāng)前運(yùn)輸管理過程中面臨一些問題,以鐵路運(yùn)輸車站安全管理體系和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問題尤為突出。因此,就當(dāng)前現(xiàn)有的鐵路系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,借助信息化技術(shù)、機(jī)器視覺、通信技術(shù)等科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行系統(tǒng)整改和調(diào)整,可通過技術(shù)層面的優(yōu)化設(shè)計(jì),提高智能化鐵路車站系統(tǒng)的應(yīng)用性能。

        1 智能化鐵路車站系統(tǒng)的構(gòu)建層次

        在當(dāng)前高新技術(shù)的支持下,系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員就神朔鐵路車站作業(yè)流程進(jìn)行了規(guī)劃部署,在模型搭建的基礎(chǔ)上進(jìn)行了系統(tǒng)框架構(gòu)思,確保系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性,保證信息傳輸?shù)臅r(shí)效性和安全性,系統(tǒng)將鐵路車站生產(chǎn)、運(yùn)輸、服務(wù)以及安全管理等模塊集成到同一智能化平臺(tái)上,確保最終實(shí)現(xiàn)智能化指揮和調(diào)控,從根本上提高鐵路貨運(yùn)輸送量,保證鐵路車站運(yùn)輸效率和運(yùn)輸質(zhì)量。以下就系統(tǒng)框架搭建要點(diǎn)進(jìn)行分析。

        1.1 數(shù)據(jù)感知層

        為保證系統(tǒng)收集信息的完整性,須對鐵路車站基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化和布設(shè),因此在系統(tǒng)中安裝傳感器裝置、攝像頭、智能終端、人臉采集系統(tǒng)、紅外熱成像裝置等,在綜合網(wǎng)絡(luò)的支持下構(gòu)建了智能化車站數(shù)據(jù)感知層,支持對正在運(yùn)行列車的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的識(shí)別。為了保證信息采集的時(shí)效性,系統(tǒng)支持對音頻和圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,如精準(zhǔn)定位音頻、圖像等,將鐵路車站當(dāng)前的貨運(yùn)量、設(shè)施環(huán)境等要素信息反饋到系統(tǒng)平臺(tái)中,實(shí)時(shí)監(jiān)測車站的安全情況,通過系統(tǒng)反饋到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行安全系數(shù)分析,最大程度上保證鐵路良好的運(yùn)輸環(huán)境。

        1.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

        智能化鐵路列車系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸層設(shè)計(jì)中,應(yīng)用了大量的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)技術(shù)全面覆蓋,在網(wǎng)絡(luò)載體支持下,建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,將不同監(jiān)測對象、不同數(shù)據(jù)類型的信息傳輸至管理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與分析,實(shí)現(xiàn)對鐵路車站內(nèi)信息數(shù)據(jù)的收集,經(jīng)由數(shù)據(jù)感知層,實(shí)現(xiàn)信息共享,提高信息數(shù)據(jù)資源的利用率。

        1.3 數(shù)據(jù)資源層

        數(shù)據(jù)資源層主要匯集和整理鐵路車站內(nèi)的信息,借助人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立鐵路車站信息數(shù)據(jù)庫,將信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,實(shí)現(xiàn)對異常信息數(shù)據(jù)的分析,并實(shí)時(shí)將信息進(jìn)行傳輸,保證信息數(shù)據(jù)共享,提高車站工作效率,切實(shí)發(fā)揮了數(shù)據(jù)資源層的機(jī)制和作用。

        1.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

        在業(yè)務(wù)應(yīng)用層模塊設(shè)計(jì)過程中,搭建了行車管理系統(tǒng)、調(diào)車管理系統(tǒng)等。在鐵路列車運(yùn)行過程中,智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)對列車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤,一旦出現(xiàn)異常情況,會(huì)第一時(shí)間進(jìn)行預(yù)警,精準(zhǔn)定位故障隱患點(diǎn),便于相關(guān)運(yùn)維人員第一時(shí)間到達(dá)故障現(xiàn)場,降低人員監(jiān)管難度,提高檢修工作效率。

        1.5 信息安全保障體系

        搭建信息安全保障體系,實(shí)現(xiàn)對智能車站信息數(shù)據(jù)的安全保護(hù)。通過在網(wǎng)絡(luò)邊界安裝防火墻,保護(hù)了網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)陌踩?,提高信息?shù)據(jù)存儲(chǔ)的可行性。同時(shí),避免了數(shù)據(jù)信息的丟失和損毀,為鐵路智能化車站安全有序運(yùn)營提供保障。

        2 智能化鐵路車站系統(tǒng)的構(gòu)建方案

        2.1 車站數(shù)字化檢測系統(tǒng)的構(gòu)建

        傳統(tǒng)的重載鐵路運(yùn)輸監(jiān)測工作中,對重載列車運(yùn)行狀態(tài)及貨物裝載狀態(tài)的監(jiān)視主要依靠車站值班員以人工觀察的方式進(jìn)行,其監(jiān)測內(nèi)容包括貨物高溫著火、車體外脹、車門加固不良貨物泄露、車輛抱閘運(yùn)行等異常情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)匯報(bào)處理。但這種傳統(tǒng)作業(yè)方式已經(jīng)不適應(yīng)當(dāng)前運(yùn)輸生產(chǎn)的需要。目前包神集團(tuán)神朔鐵路車流密度大、運(yùn)輸任務(wù)重,車站作業(yè)繁忙、人員緊張,助理值班員承擔(dān)接、發(fā)列車、做/撤防溜、摘/掛列尾裝置、交付行車憑證等作業(yè)已難以兼顧,列車車長最長達(dá)2 km,速度約80 km/h,人員站在規(guī)定地點(diǎn)只能觀測車輛一側(cè)運(yùn)行狀態(tài),無法滿足安全運(yùn)輸?shù)男枰??;诖耍瑪?shù)字化檢測系統(tǒng)集成超限、溫度、速度、列車輪軸等多種傳感器,在機(jī)器視覺、智能圖像分析的技術(shù)支持下,可實(shí)現(xiàn)對列車運(yùn)行狀態(tài)、貨物裝載狀態(tài)、機(jī)車車輛圖像進(jìn)行采集分析,由數(shù)據(jù)資源層進(jìn)行數(shù)據(jù)分配,實(shí)現(xiàn)異常報(bào)警,定位異常車輛,記錄數(shù)據(jù),保證監(jiān)測數(shù)據(jù)追溯查詢效果。該系統(tǒng)達(dá)到如下效果。

        1)保障運(yùn)輸安全。數(shù)字化檢測系統(tǒng)克服了人工監(jiān)測的主觀判斷不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問題。

        2)提高運(yùn)輸效率??梢蕴岣咦鳂I(yè)效率,壓縮列車車站作業(yè)時(shí)間,提高區(qū)段通過能力和列車運(yùn)行速度。

        3)優(yōu)化資源配置。重載鐵路運(yùn)輸數(shù)字化檢測系統(tǒng)的使用可以優(yōu)化勞動(dòng)崗位人員配置,節(jié)約人工成本,在有效提高列車監(jiān)控安全的前提下,對實(shí)現(xiàn)減員增效和優(yōu)化車站作業(yè)流程有十分重要的意義。

        2.2 車站可視化調(diào)車

        在信息化技術(shù)的支持下,可實(shí)現(xiàn)智能平調(diào)、遠(yuǎn)程調(diào)車作業(yè),數(shù)字化檢測列車運(yùn)行狀態(tài)。其中智能平調(diào)在對講機(jī)上加裝信息傳輸、顯示、定位模塊,作業(yè)人員在對講機(jī)上可接收、確認(rèn)調(diào)車作業(yè)通知單等信息,每完成一鉤或一批作業(yè)可點(diǎn)擊回傳信息,便于調(diào)車長、值班員隨時(shí)掌握作業(yè)進(jìn)程及人員位置。該系統(tǒng)在調(diào)車作業(yè)中,為相關(guān)人員提供實(shí)時(shí)的調(diào)查作業(yè)場景,通過監(jiān)測調(diào)車狀態(tài)、監(jiān)控作業(yè)情況,降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,化解了人員緊張局面,減少了人為因素導(dǎo)致的事故,大大降低了安全事故發(fā)生的概率。

        2.3 車站智能防溜系統(tǒng)的構(gòu)建

        智能防溜系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要體現(xiàn)在對防溜鐵鞋、防護(hù)脫軌器等進(jìn)行自動(dòng)化操作、監(jiān)控,通過收集相關(guān)信息數(shù)據(jù),對異?,F(xiàn)象進(jìn)行預(yù)警。當(dāng)前的科技發(fā)展足以支撐研發(fā)一套智能防溜操作系統(tǒng),智能防溜硬件布置在軌道的中間,高度不影響機(jī)車和車輛運(yùn)行,結(jié)構(gòu)中包含了副軌道或履帶、框架、移動(dòng)小車、機(jī)械臂和防滑塊等,系統(tǒng)的動(dòng)力由電機(jī)提供,或者通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)傳動(dòng)部分機(jī)械臂實(shí)現(xiàn),通過設(shè)置數(shù)量不等的轉(zhuǎn)向輪,實(shí)現(xiàn)對力量的控制;另外,智能防溜系統(tǒng)帶激光測距功能和帶力矩檢測功能,可實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻監(jiān)控。作業(yè)人員在室內(nèi)點(diǎn)擊某一股道做防溜的按鈕,室外線路上的裝置可以自動(dòng)檢測該股道本區(qū)域內(nèi)車輛的停留位置,并準(zhǔn)確將防溜放到車輪下。當(dāng)點(diǎn)擊撤除防溜的按鈕時(shí),防溜自動(dòng)撤除。

        室內(nèi)能夠顯示防溜的上、下、異常3種狀態(tài),并能夠適時(shí)顯示防溜狀態(tài)視頻或者拍照回傳,當(dāng)自動(dòng)作業(yè)過程中發(fā)生異常時(shí),系統(tǒng)能夠自動(dòng)報(bào)警,人工到達(dá)現(xiàn)場可以使用遙控、手動(dòng)作業(yè)。

        3 結(jié)語

        智能化鐵路車站系統(tǒng)包括數(shù)字化列車運(yùn)行檢測系統(tǒng)、遠(yuǎn)程調(diào)車系統(tǒng)、智能防溜等數(shù)字化的管制體系,具有高效且安全的優(yōu)勢,可有效提高鐵路車站的工作效率。就當(dāng)前神朔鐵路車站的運(yùn)輸實(shí)際情況,該智能化系統(tǒng)可有效提高神朔鐵路車站智能化運(yùn)輸整體水平,促進(jìn)鐵路事業(yè)的良好發(fā)展。

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