王振國

（廣州鐵路（集團(tuán)）公司 安監(jiān)室，廣州 510088）

鐵路施工（維修）安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制管理平臺的研究與實(shí)現(xiàn)

王振國

（廣州鐵路（集團(tuán)）公司 安監(jiān)室，廣州 510088）

安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制平臺綜合利用GPS定位、GIS地圖、3G視頻、移動智能終端、移動互聯(lián)網(wǎng)等計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了施工作業(yè)過程安全管理的智能化和可控化。重點(diǎn)介紹了該平臺的設(shè)計(jì)思路、總體結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)功能以及開發(fā)實(shí)現(xiàn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)。

鐵路施工；安全風(fēng)險(xiǎn)；過程控制

鐵路施工（維修）安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制管理平臺（以下簡稱平臺）運(yùn)用 GPS 定位技術(shù)、GIS 地圖技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)（3G）技術(shù)、多媒體技術(shù)、搜索引擎技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)手段，并利用移動終端平板電腦（PAD）實(shí)現(xiàn)施工安全風(fēng)險(xiǎn)過程的全程監(jiān)控管理，平臺將計(jì)劃自動下發(fā)、盯控任務(wù)自動分解，對盯控人員的工作時(shí)間和軌跡與工作任務(wù)自動關(guān)聯(lián)監(jiān)測，“越界”（未到施工地點(diǎn)）、“超時(shí)”（未按時(shí)參與盯控）自動告警；并為后臺與盯控現(xiàn)場照片、視頻、數(shù)據(jù)的互動協(xié)同提供支撐，進(jìn)一步強(qiáng)化施工（維修）安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制。

1 平臺總體設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路

近年來，廣鐵集團(tuán)在施工現(xiàn)場安全控制方面研發(fā)并運(yùn)用了一些軟件系統(tǒng)，但這些軟件系統(tǒng)的功能分散、獨(dú)立運(yùn)行，對安全生產(chǎn)制度、流程、標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)施、整改、績效等不能提供方便、及時(shí)、有效的支撐和閉環(huán)管理，存在“信息孤島”的現(xiàn)象。如何將這些系統(tǒng)有效整合，實(shí)現(xiàn)全程監(jiān)控、移動辦公，需要借鑒并引入其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)施工（維修）安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制的系統(tǒng)化、可視化、科學(xué)化。平臺主要實(shí)現(xiàn)以下幾方面的功能：

（1）實(shí)現(xiàn)對管理行為的全過程控制。實(shí)時(shí)記錄各級施工安全管理人員的工作軌跡，并且能夠回放分析，杜絕安全檢查行為弄虛作假的現(xiàn)象。

（2）實(shí)現(xiàn)對施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵崗位、關(guān)鍵時(shí)段、關(guān)鍵作業(yè)的全過程安全卡控。

（3）實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場檢查監(jiān)督的規(guī)范化和透明化。對施工管理、現(xiàn)場檢查等實(shí)現(xiàn)攝像和照相，儲存并實(shí)時(shí)傳送。

（4）實(shí)現(xiàn)對施工計(jì)劃、任務(wù)進(jìn)行自動采集、分配和跟蹤落實(shí)。

（5）實(shí)現(xiàn)對施工盯控人員的人員調(diào)配和應(yīng)急處置工作遠(yuǎn)程協(xié)同。

1.2 設(shè)計(jì)原則

（1） B/S 結(jié)構(gòu)。采用 B/S 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的管理信息系統(tǒng)，管理業(yè)務(wù)的用戶能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)按照規(guī)定的業(yè)務(wù)權(quán)限，通過界面終端使用網(wǎng)絡(luò)管理功能，達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理的目的。

（2）可靠性。系統(tǒng)支持中大型用戶的管理，因此須具有較高的可靠性，能保持長時(shí)間的運(yùn)行，同時(shí)在出現(xiàn)問題時(shí)，能較快地恢復(fù)，使信息損失最少。

（3） 高性能。系統(tǒng)中各種算法和處理占用的系統(tǒng)資源應(yīng)較少，保證系統(tǒng)的處理能力。

（4）配置可調(diào)性。系統(tǒng)配置具有一定的可調(diào)節(jié)性，以適應(yīng)不同的應(yīng)用環(huán)境。

（5）成熟性和先進(jìn)性。選擇成熟且先進(jìn)的技術(shù)，確保投資不會因技術(shù)問題而浪費(fèi)；先進(jìn)性確保系統(tǒng)在較長的時(shí)間內(nèi)能跟得上技術(shù)的發(fā)展。

（6）界面美觀與系統(tǒng)實(shí)用性。由于鐵路安全生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)要反映的是鐵路安全生產(chǎn)的各個(gè)過程，因此反應(yīng)的內(nèi)容必須直觀和清晰。

（7） 開放性和擴(kuò)展性。開放意味所建立的系統(tǒng)體系符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，由于系統(tǒng)投資的非一次性，隨著時(shí)間的推移會有更多的需求，因此在建設(shè)時(shí)要考慮日后升級的需要，系統(tǒng)需要具備一定的擴(kuò)展性。

1.3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

通過鐵路內(nèi)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)平臺，與既有的鐵路施工信息系統(tǒng)相互聯(lián)通，建立由 PAD、交換機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器等構(gòu)成的鐵路施工（維修）安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制管理平臺。系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)圖

（1）移動終端用戶 Pad 通過 3G 網(wǎng)絡(luò)，經(jīng) IPS、防火墻和安全審計(jì)與網(wǎng)絡(luò)安全平臺DMZ區(qū)域服務(wù)器交互數(shù)據(jù) , 如果服務(wù)器需要與內(nèi)網(wǎng)交互數(shù)據(jù) , 則通過內(nèi)網(wǎng)安全防護(hù)平臺經(jīng)由接口服務(wù)器訪問內(nèi)網(wǎng)。

（2）如果需要上傳視頻、語音或文件信息則直接提交給視頻存儲服務(wù)器，指定用戶可隨時(shí)查詢、下載、閱讀。

（3）從其他系統(tǒng)接入數(shù)據(jù)時(shí)，則通過內(nèi)網(wǎng)的“系統(tǒng)接口服務(wù)器”經(jīng)過數(shù)據(jù)處理（加密壓縮等）后傳輸?shù)?Web應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)處理。

2 系統(tǒng)運(yùn)行流程

系統(tǒng)運(yùn)行流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)運(yùn)行流程圖

3 系統(tǒng)功能

平臺由后臺管理系統(tǒng)和 PAD移動終端客戶端兩部分組成。后臺管理系統(tǒng)主要功能包括：施工計(jì)劃、任務(wù)派發(fā)、盯控現(xiàn)場記錄、盯控作業(yè)查詢、盯控告警、GIS 定位與軌跡、遠(yuǎn)程視頻等。PAD 移動客戶端主要功能包括：通知查看、任務(wù)獲取與提醒、現(xiàn)場盯控、遠(yuǎn)程視頻等。

（1）施工計(jì)劃。接入集團(tuán)施工系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)施工計(jì)劃的自動獲取與平臺任務(wù)分派下發(fā)。

（2）任務(wù)派發(fā)。維修 /施工數(shù)據(jù)通過服務(wù)器上的數(shù)據(jù)提取接口與施工/維修數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步。任務(wù)分配查看方便快捷。辦公室管理人員利用PC登錄安控平臺網(wǎng)頁版進(jìn)行任務(wù)查看，分派，越界設(shè)置。PAD 端管理人員可使用 PAD 移動平臺隨時(shí)隨地查看任務(wù)并進(jìn)行分派。

（3）越界設(shè)置。在 GIS 地圖上設(shè)置施工作業(yè)的范圍，進(jìn)行越界提醒。

（4）盯控記錄。詳細(xì)的盯控過程錄入程序，可對施工過程中的所有現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)錄入，并在保存后通過3G網(wǎng)絡(luò)即時(shí)同步到后臺，指揮人員可即時(shí)查看到現(xiàn)場情況。

（5）盯控軌跡?，F(xiàn)場盯控人員可隨時(shí)接收盯控任務(wù)，并進(jìn)行盯控錄入。

通過 GPS 定位，GIS 地圖技術(shù)，對現(xiàn)場盯控人員的活動軌跡進(jìn)行記錄，并可動態(tài)演示運(yùn)行軌跡，達(dá)到提高管理質(zhì)量和效率的目的。盯控軌跡查看例圖如圖3所示。

圖3 盯控軌跡查看例圖

4 關(guān)鍵技術(shù)

4.1 安全技術(shù)

（1）數(shù)據(jù)安全加密。系統(tǒng)使用 MD5加密技術(shù)對用戶密碼、用戶身份進(jìn)行加密。使用RSA 對文本進(jìn)行加密，以保證數(shù)據(jù)的安全性和保密性。

（2）數(shù)據(jù)庫安全防護(hù)。通過配置不同的用戶組和用戶口令，防止非法的 Oracle 用戶進(jìn)入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，并通過授權(quán)來對 Oracle 用戶的操作進(jìn)行限制。

（3）數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)。Oracle 數(shù)據(jù)庫采用歸檔模式運(yùn)行。系統(tǒng)定時(shí)和不定時(shí)地使用全備份和增量備份方式來備份數(shù)據(jù)文件以及數(shù)據(jù)庫控制文件，以保護(hù)數(shù)據(jù)庫的安全。

（4）內(nèi)外數(shù)據(jù)交互安全。根據(jù)系統(tǒng)既連接鐵路內(nèi)網(wǎng)也連接互聯(lián)網(wǎng)的需要，采用防火墻與網(wǎng)閘結(jié)合的安全方式，確保網(wǎng)絡(luò)訪問的安全和數(shù)據(jù)安全。對于需要在互聯(lián)網(wǎng)上訪問的數(shù)據(jù)，必須向相關(guān)部門提出申請，在得到許可后方可實(shí)施。

（5）PAD 終端身份識別?；诳诹畹恼J(rèn)證，所有用戶登錄要求提供用戶名及口令。此外，對 PAD的硬件ID 進(jìn)行有效性驗(yàn)證，未通過驗(yàn)證的禁止訪問安全生產(chǎn)過程控制平臺。

4.2 移動智能終端（PAD）技術(shù)

移動智能終端（PAD）是本系統(tǒng)主要的用戶使用終端載體，PAD 技術(shù)被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，由于PAD 體積小、運(yùn)行速度快、方便攜帶，便于現(xiàn)場操作。本系統(tǒng)使用專業(yè)訂制的基于 Android（安卓）的移動智能終端，運(yùn)用了 Android 系統(tǒng)的文件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、定位、多媒體編解碼等最新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)各應(yīng)用層功能。

4.3 GIS電子地圖

結(jié)合移動設(shè)備 , 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)人員定位、軌跡分析 ,實(shí)時(shí)現(xiàn)場監(jiān)控功能 , 并以精準(zhǔn)的經(jīng)緯度標(biāo)記在地圖上顯示出來 , 做到實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)、具體和可視。

此外，該系統(tǒng)還使用了 Web 技術(shù)、視頻數(shù)據(jù)內(nèi)外網(wǎng)同步技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡、Web服務(wù)器負(fù)載均衡等技術(shù)手段。

5 結(jié)束語

鐵路施工（維修）安全風(fēng)險(xiǎn)過程控制管理平臺是一項(xiàng)集 PAD 、GPS、GIS 等新技術(shù)、新設(shè)備于一體的先進(jìn)系統(tǒng)，是“信息化”時(shí)代新技術(shù)在鐵路安全風(fēng)險(xiǎn)管理中的應(yīng)用成果。該系統(tǒng)試用以來，有效促進(jìn)了“干部落責(zé)、職工落標(biāo)”，保證了各項(xiàng)安全工作措施的有效落實(shí)，實(shí)現(xiàn)了對施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)過程的有效控制，為進(jìn)一步深化安全風(fēng)險(xiǎn)管理提供了重要的信息技術(shù)手段。

[1] 趙文國，趙 旸 .基于風(fēng)險(xiǎn)管理構(gòu)建安全問題庫信息系統(tǒng) [J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012（11）：25-27.

[2] 羅鳳霞 .安全風(fēng)險(xiǎn)協(xié)同處置平臺在軌道交通新線建設(shè)中的研究與應(yīng)用 [J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2012（5）：34-36.

責(zé)任編輯 方 圓

Railway construction (maintenance) safety risk process control management platform

WANG Zhenguo
( Safety Supervision Department, Guangzhou Railway (Group) Corporation, Guangzhou 510088, China )

This paper mainly introduced the research and implementation of railway safety risk process control management platform of Guangzhou Railway Group Corporation, focused on design ideas, overall structure, major functions as well as key technologies. To make the management of construction operation intelligent and controllable , multiple techniques were used such as GPS, GIS, 3G video and mobile technology.

railway construction; safety risk; process control

U215∶TP39

：A

1005-8451（2015）03-0042-03

2014-10-14

王振國，工程師。