張伯敏 上海鐵路局嘉興車(chē)務(wù)段

貨場(chǎng)信息管理集成系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

張伯敏 上海鐵路局嘉興車(chē)務(wù)段

論述貨場(chǎng)信息管理集成系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理、技術(shù)方案、系統(tǒng)功能，為鐵路貨場(chǎng)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(tái)，達(dá)到有效整合，信息共享和功能聯(lián)動(dòng)。

貨場(chǎng)設(shè)備；控制；開(kāi)發(fā)應(yīng)用

為適應(yīng)鐵路貨運(yùn)改革和運(yùn)營(yíng)管理的需要，建立起鐵路貨場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理體系、設(shè)備管理體系和應(yīng)急保障體系，管好用好鐵路貨場(chǎng)資源，全面提升鐵路運(yùn)營(yíng)輔助管理水平。

1 需求分析

目前鐵路貨場(chǎng)的信息管理處于各自系統(tǒng)互相獨(dú)立的狀態(tài)，貨場(chǎng)動(dòng)態(tài)不掌握、裝卸進(jìn)度不控制、貨物超偏載難控制、道岔信號(hào)無(wú)聯(lián)鎖、紅牌使用遠(yuǎn)程無(wú)顯示、平交道口無(wú)報(bào)警、貨場(chǎng)門(mén)衛(wèi)無(wú)驗(yàn)貨放行設(shè)備、貨位倉(cāng)庫(kù)防盜不落實(shí)、照明控制設(shè)備落后，對(duì)調(diào)車(chē)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(chǎng)信息管理集成系統(tǒng)，使貨場(chǎng)信息管理系統(tǒng)，依托于信息管理集成平臺(tái)，將非聯(lián)鎖道岔防破壞進(jìn)路、調(diào)車(chē)線路檢查、盡頭線作業(yè)防撞、車(chē)輛防溜管理、手推調(diào)車(chē)紅牌使用申請(qǐng)、平過(guò)道口預(yù)警、照明控制管理、紅牌使用顯示、貨物驗(yàn)放、自助查詢(xún)系統(tǒng)、設(shè)備故障報(bào)修系統(tǒng)等各自獨(dú)立的子系統(tǒng)，通過(guò)信息集成平臺(tái)，把信息遠(yuǎn)程顯示到行車(chē)室或站調(diào)室、貨運(yùn)室和派班室，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)站貨場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)間的集中管理和信息共享功能聯(lián)動(dòng)，以提高車(chē)站作業(yè)的安全性。

2 設(shè)計(jì)技術(shù)和原理

首次將貨場(chǎng)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(tái)，達(dá)到有效整合，信息共享和功能聯(lián)動(dòng)。

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(yùn)行在WINDOWS XP操作系統(tǒng)下，通過(guò)RS-232通訊口、單片機(jī)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(shí)別技術(shù)、3G系統(tǒng)及無(wú)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(cè)子系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）。

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

2.2 程序模塊

車(chē)站級(jí)貨場(chǎng)信息管理系統(tǒng)，主要由服務(wù)器端軟硬件和客戶(hù)端軟硬件兩大部分12個(gè)子模塊組成：存車(chē)信息顯示模塊、道岔位置顯示模塊、車(chē)輛防溜管理模塊、手推調(diào)車(chē)紅牌使用申請(qǐng)模塊、調(diào)車(chē)線路檢查模塊、固定紅牌顯示模塊、貨場(chǎng)照明控制模塊、平過(guò)道口報(bào)警模塊、視頻監(jiān)控管理模塊、過(guò)磅衡器管理模塊、貨場(chǎng)門(mén)衛(wèi)驗(yàn)放模塊、信息集成管理模塊（見(jiàn)圖2）。

圖2 非聯(lián)鎖貨場(chǎng)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(wú)線傳輸技術(shù)，將原有的行車(chē)、貨運(yùn)、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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)采集道岔的正反位置信息，通過(guò)軟件綜合判斷所接收的數(shù)據(jù)信息與現(xiàn)場(chǎng)鎖定道岔順序相符時(shí)，才股道顯示模塊則開(kāi)通對(duì)應(yīng)的股道，并將遠(yuǎn)程復(fù)示到終端服務(wù)器（非聯(lián)鎖道岔位置顯示器見(jiàn)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(hào)采集系統(tǒng)及軟件中的紅牌顯示模塊所組成。紅牌信號(hào)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集紅牌的作業(yè)信息，通過(guò)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(kāi)通對(duì)應(yīng)的紅牌，并將信息復(fù)示到行車(chē)室及貨運(yùn)室（固定紅牌顯示器見(jiàn)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(zhǎng)室或貨運(yùn)室實(shí)時(shí)接收遠(yuǎn)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(kāi)啟的信號(hào)給遠(yuǎn)程終端服務(wù)器，照明控制顯示模塊中的對(duì)應(yīng)位置燈光顯示為開(kāi)啟狀態(tài)。

3.4 道口報(bào)警模塊

平過(guò)道口報(bào)警模塊由平過(guò)道報(bào)警系統(tǒng)及軟件中的道口報(bào)警顯示模塊所組成。平過(guò)道報(bào)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集車(chē)列駛?cè)胄盘?hào)，通過(guò)軟件綜合判斷所接收的數(shù)據(jù)信息是否為平過(guò)道報(bào)警信息相符合，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)加密及光端機(jī)調(diào)制后遠(yuǎn)程發(fā)送至終端服務(wù)器，道口報(bào)警顯示模塊開(kāi)通對(duì)應(yīng)股道的平過(guò)道報(bào)警復(fù)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(chǎng)中的智能高速球式攝像機(jī)和遠(yuǎn)程視頻管理軟件組成。智能高速球式攝像機(jī)向終端服務(wù)器發(fā)送清晰的實(shí)時(shí)貨場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面，同時(shí)接收終端服務(wù)器的球機(jī)控制指令。

3.6 數(shù)據(jù)庫(kù)集成管理模塊

數(shù)據(jù)庫(kù)集成管理模塊是本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)的核心模塊。通過(guò)安裝在終端服務(wù)器的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)本系統(tǒng)中所包含的道岔定反位信息、紅牌信息、平過(guò)道報(bào)警信息、照明信息、GPS時(shí)間、門(mén)衛(wèi)道閘信息、視頻監(jiān)控信息等數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、分表保存及調(diào)取。各客戶(hù)端軟件通過(guò)局域網(wǎng)鏡像調(diào)取遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)，同時(shí)將各自的控制指令通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)集成管理模塊傳輸?shù)角岸擞布O(shè)備平臺(tái)上顯示，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制及遠(yuǎn)程查看（貨場(chǎng)信息管理系統(tǒng)顯示終端見(jiàn)圖5）。

圖5 貨場(chǎng)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(shí)現(xiàn)了GPS定位功能，在車(chē)列接近預(yù)警作業(yè)人員（含速度、距離同步動(dòng)態(tài)顯示），傳感器冗余配置，高清視頻、作業(yè)視頻中嵌入“遠(yuǎn)程監(jiān)督”、“違章偵測(cè)”，3G網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，GPS獲取時(shí)間，實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄制現(xiàn)場(chǎng)音視頻資料，并具有多點(diǎn)畫(huà)面切換和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)回放功能。促進(jìn)貨裝作業(yè)、調(diào)車(chē)作業(yè)的檢測(cè)手段大大加強(qiáng)，可以掌握及分析作業(yè)群體的安全現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，是調(diào)車(chē)、貨裝作業(yè)安全管理的重大變革。

（2）系統(tǒng)對(duì)鐵路貨場(chǎng)的道路實(shí)行智能化管理，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛行使速度的提示、道口和平過(guò)道作業(yè)車(chē)列接近喇叭報(bào)警、燈光顯示和語(yǔ)音提示、作業(yè)監(jiān)控，車(chē)列自動(dòng)停車(chē)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等綜合性管理功能。

（3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了固定式防護(hù)紅牌、道岔定反位采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集道岔的正反位置信息，并經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)加密及光端機(jī)調(diào)制后遠(yuǎn)程發(fā)送至終端服務(wù)器，復(fù)示在大屏上，實(shí)現(xiàn)調(diào)車(chē)人員作業(yè)線路檢查的遠(yuǎn)程監(jiān)控記錄。

（4）照明控制板設(shè)在區(qū)長(zhǎng)室或貨運(yùn)室實(shí)時(shí)接收遠(yuǎn)程終端服務(wù)器所發(fā)送的燈光控制指令，并判斷指令開(kāi)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(wú)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(jī)圖像經(jīng)過(guò)視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過(guò)智能無(wú)線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(hù)等功能。

（6）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了調(diào)車(chē)作業(yè)線路檢查記錄、車(chē)輛防溜顯示管理、手推調(diào)車(chē)紅牌使用申請(qǐng)模塊、非聯(lián)鎖道岔防破壞進(jìn)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(duì)設(shè)備故障自動(dòng)診斷網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理等功能。能實(shí)現(xiàn)中心服務(wù)器全程記錄現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)和故障處理的所有過(guò)程。

5 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

（1）高度集成。通過(guò)建立各系統(tǒng)集成的生產(chǎn)組織模式，整合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)控制、運(yùn)輸組織管理、維護(hù)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(dòng)的系統(tǒng)。

（2）作業(yè)管理。可識(shí)別多種信號(hào)的輸入，并通過(guò)集成管理系統(tǒng)軟件將對(duì)應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成軟件上道岔、紅牌、平交道報(bào)警等設(shè)備的工作狀態(tài)，便于值班人員、調(diào)度人員、貨場(chǎng)工作人員直觀的了解貨場(chǎng)中各設(shè)備的工作狀態(tài)及當(dāng)前的工作任務(wù)。

（3）可遠(yuǎn)程控制照明設(shè)備及貨場(chǎng)道閘的開(kāi)啟或關(guān)閉，并通過(guò)集成管理系統(tǒng)軟件將對(duì)應(yīng)設(shè)備的開(kāi)啟、關(guān)閉狀態(tài)在軟件上顯示出來(lái)。大大減輕了貨場(chǎng)工作人員的工作量，節(jié)省了貨場(chǎng)裝卸作業(yè)的工作時(shí)間。

（4）信息傳輸采取加密編碼處理技術(shù)。通過(guò)傳感器信息采集交換控制器處理，經(jīng)光端機(jī)、光纜傳輸給遠(yuǎn)程終端機(jī)，實(shí)時(shí)顯示站場(chǎng)內(nèi)的作業(yè)信息和管理信息。應(yīng)用信息加密編碼處理和編碼無(wú)線發(fā)射技術(shù)，達(dá)到系統(tǒng)無(wú)線通信的良好及穩(wěn)定效果。

（5）采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程接收及顯示貨場(chǎng)監(jiān)控畫(huà)面，遠(yuǎn)程控制貨場(chǎng)監(jiān)控?cái)z像機(jī)的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到全方位監(jiān)控貨場(chǎng)裝卸作業(yè)、貨倉(cāng)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(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)務(wù)段內(nèi)任意計(jì)算機(jī)均可登錄及訪問(wèn)站場(chǎng)信息集成管理系統(tǒng)，了解當(dāng)前站場(chǎng)的工作情況、設(shè)備狀態(tài)等，真正實(shí)現(xiàn)了綜合管理、實(shí)時(shí)掌握貨場(chǎng)動(dòng)態(tài)、控制裝卸進(jìn)度、遠(yuǎn)程調(diào)度。同時(shí)，與現(xiàn)有TIMS車(chē)站系統(tǒng)相連接，實(shí)現(xiàn)貨票系統(tǒng)、貨運(yùn)營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)、貨車(chē)追蹤系統(tǒng)、確報(bào)系統(tǒng)、貨運(yùn)調(diào)度系統(tǒng)和集裝箱追蹤系統(tǒng)均有接口，實(shí)現(xiàn)貨車(chē)追蹤信息、貨物班列、危險(xiǎn)品運(yùn)輸、運(yùn)價(jià)、保價(jià)等信息的實(shí)時(shí)查詢(xún)，以及貨運(yùn)網(wǎng)上受理、到發(fā)貨物追蹤查詢(xún)、運(yùn)價(jià)查詢(xún)、貨代服務(wù)、信息發(fā)布與反饋等功能，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了鐵路與客戶(hù)間的信息交互，具有較好的實(shí)用、實(shí)效性，滿(mǎn)足鐵路內(nèi)外客戶(hù)辦理貨運(yùn)業(yè)務(wù)、了解貨運(yùn)信息的需求。以及實(shí)現(xiàn)貨場(chǎng)進(jìn)出貨作業(yè)、貨位管理，以及貨場(chǎng)門(mén)衛(wèi)自動(dòng)驗(yàn)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(yǔ)

該系統(tǒng)能極大提高車(chē)站貨場(chǎng)管理質(zhì)量和效率，達(dá)到了良好的實(shí)用效果和經(jīng)濟(jì)效益：①該項(xiàng)目能使調(diào)車(chē)作業(yè)的全過(guò)程可視化，促進(jìn)調(diào)車(chē)作業(yè)的檢測(cè)手段大大加強(qiáng)，可以掌握及分析作業(yè)群體的安全現(xiàn)狀和變化趨勢(shì)，是調(diào)車(chē)安全管理的重大變革。②對(duì)鐵路道口和平過(guò)道作業(yè)車(chē)列接近預(yù)警、監(jiān)控、作業(yè)智能化監(jiān)控、遠(yuǎn)程指揮管理等方面提供了綜合性解決方案。③系統(tǒng)平臺(tái)內(nèi)的設(shè)備管家，能實(shí)現(xiàn)中心服務(wù)器全程記錄現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備維護(hù)和故障處理的所有過(guò)程，對(duì)設(shè)備故障自動(dòng)診斷網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理等功能。④車(chē)列接近預(yù)警作業(yè)人員（含速度、距離同步動(dòng)態(tài)顯示），傳感器冗余配置，高清視頻、作業(yè)視頻中嵌入“遠(yuǎn)程監(jiān)督”、“違章偵測(cè)”，3G網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，GPS獲取時(shí)間，實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄制現(xiàn)場(chǎng)音視頻資料，并具有多點(diǎn)畫(huà)面切換和現(xiàn)場(chǎng)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(wú)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(jī)圖像經(jīng)過(guò)視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過(guò)智能無(wú)線通訊終端發(fā)射到3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)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(hù)等功能。

貨場(chǎng)信息管理集成系統(tǒng)的研發(fā)，將為鐵路貨場(chǎng)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(tái)，達(dá)到有效整合，信息共享和功能聯(lián)動(dòng)。既實(shí)現(xiàn)了各系統(tǒng)的有序控制和有效管理，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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(xué)習(xí)、練習(xí)和考核的平臺(tái)，為提高系統(tǒng)內(nèi)的作業(yè)人員的實(shí)際動(dòng)手能力和非正常應(yīng)急處置能力提供了有效的培訓(xùn)和臨場(chǎng)演練手段的保障。

責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安

來(lái)稿日期：2015-02-11