王東妍，沈 鹍，王 瑞

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所， 北京 100081）

近年來(lái)，隨著我國(guó)高速列車(chē)運(yùn)行速度的不斷提高，行車(chē)密度和列車(chē)載重量的不斷加大，工務(wù)部門(mén)需要以科學(xué)的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)設(shè)備和現(xiàn)代化的管理手段去適應(yīng)鐵路運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展需求[1]。

目前，在全路已實(shí)施的鐵路工務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)更多地側(cè)重于檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)計(jì)劃信息化管理，在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全控制方面一直以傳統(tǒng)的對(duì)講通信和制度制約為主[2]，對(duì)實(shí)際作業(yè)過(guò)程缺少有效的監(jiān)控手段[3]，現(xiàn)場(chǎng)信息不能及時(shí)掌握[4]。為做好高鐵工務(wù)安全生產(chǎn)過(guò)程可控工作，需依靠“人防、物防、技防”，開(kāi)展工務(wù)8M監(jiān)控監(jiān)測(cè)（簡(jiǎn)稱(chēng)：8M）系統(tǒng)建設(shè)，8M系統(tǒng)是保障鐵路安全運(yùn)行、預(yù)防和避免工務(wù)設(shè)備故障和沿線環(huán)境事故發(fā)生、盡量減少事故損失的監(jiān)控系統(tǒng)[5]，建設(shè)8M系統(tǒng)是2018年鐵路總公司工務(wù)專(zhuān)業(yè)年度重點(diǎn)工作之一，其中，高鐵工務(wù)作業(yè)安全監(jiān)控是8M系統(tǒng)最重要的模塊之一。高鐵工務(wù)作業(yè)安全監(jiān)控在鐵路工務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，利用智能化的手持終端集成了多種硬件設(shè)備功能，作業(yè)全過(guò)程錄像，為高鐵工務(wù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的安全提供保障。本文旨在從高鐵工務(wù)作業(yè)安全全過(guò)程監(jiān)控的角度對(duì)監(jiān)控模塊進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，基于系統(tǒng)的運(yùn)行和維護(hù)數(shù)據(jù)，提出一套監(jiān)控模塊建設(shè)思路，為8M系統(tǒng)的維護(hù)管理及更新改造提供可靠依據(jù)。

1 高鐵工務(wù)作業(yè)安全監(jiān)控智能化設(shè)計(jì)

1.1 高鐵工務(wù)作業(yè)全過(guò)程安全監(jiān)控模塊智能概念

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)高鐵工務(wù)作業(yè)情況的全過(guò)程監(jiān)控，通過(guò)充分的需求調(diào)研，不斷完善設(shè)計(jì)方案，對(duì)作業(yè)過(guò)程的作業(yè)前準(zhǔn)備、方案審批、人員到崗、工機(jī)具上下道、關(guān)鍵工序控制和進(jìn)出工作門(mén)在施工維修等作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行有效的監(jiān)控管理，是提高現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全控制力的有效手段?；诂F(xiàn)場(chǎng)需求，研發(fā)施工作業(yè)監(jiān)控管理模塊，通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、衛(wèi)星定位、電子傳感及紅外攝像等技術(shù)[6]，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)工機(jī)具的智能自動(dòng)化識(shí)別管理、作業(yè)人員的智能定位、電子圍欄、工作門(mén)電子鎖開(kāi)關(guān)的智能遠(yuǎn)程控制等功能，可有效防止工機(jī)具遺留線路、人員超范圍作業(yè)、方便工機(jī)具的智能管理，后期可對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行視頻智能化的回放分析，回放分析發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題可登記并處理，實(shí)現(xiàn)問(wèn)題處理關(guān)鍵環(huán)節(jié)的閉環(huán)監(jiān)管[7]，保留所有過(guò)程。

1.2 高鐵工務(wù)作業(yè)方案智能審批管理

高鐵工務(wù)作業(yè)方案智能審批，針對(duì)不同維修作業(yè)項(xiàng)目和不同審批等級(jí)，由用戶自適應(yīng)項(xiàng)目審批，與上道作業(yè)計(jì)劃關(guān)聯(lián)卡控，提升作業(yè)計(jì)劃、作業(yè)方案的管理實(shí)效性相關(guān)。

根據(jù)鐵路總公司的相關(guān)文件規(guī)定，將需不同級(jí)別審批的高鐵維修作業(yè)項(xiàng)目梳理出來(lái)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)方案從車(chē)間、站段、鐵路局集團(tuán)公司逐級(jí)在線審批，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)作業(yè)方案審批與上道作業(yè)計(jì)劃上報(bào)的關(guān)聯(lián)卡控，無(wú)審批同意的方案，上道作業(yè)計(jì)劃無(wú)法完成提報(bào)，因此無(wú)法上道作業(yè)，以此來(lái)保證作業(yè)安全。

1.3 高鐵工作門(mén)電子鎖智能監(jiān)控

高鐵工作門(mén)電子鎖智能管理監(jiān)控通過(guò)電腦管理平臺(tái)、手機(jī)APP、有源電子鑰匙、鎖具等幾部分實(shí)現(xiàn)，在工作門(mén)鑰匙管理上做到“實(shí)時(shí)申請(qǐng)、實(shí)時(shí)審核、實(shí)時(shí)授權(quán)”，確保了作業(yè)負(fù)責(zé)人、駐站聯(lián)絡(luò)員、調(diào)度值班室作業(yè)監(jiān)控臺(tái)的“三方確認(rèn)”制度得到有效落實(shí)，有效預(yù)防了作業(yè)人員提前上道的風(fēng)險(xiǎn)。

1.3.1 三方確認(rèn)制度

高鐵“三方確認(rèn)”制度[8]，作業(yè)調(diào)度命令下達(dá)后，駐站聯(lián)絡(luò)員利用手持終端APP輸入調(diào)度相關(guān)信息及圖片信息，通過(guò)電話通知作業(yè)負(fù)責(zé)人，在手持終端APP輸入調(diào)度相關(guān)信息，系統(tǒng)平臺(tái)智能識(shí)別第一、第二方的輸入信息，若兩方信息一致后，調(diào)度可查看圖片信息與填寫(xiě)的調(diào)度信息是否一致，完成第三方“調(diào)度確認(rèn)”，若不一致可通知駐站或負(fù)責(zé)人重新填寫(xiě)，確?，F(xiàn)場(chǎng)人員在規(guī)定時(shí)間開(kāi)啟工作門(mén)，進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。“三方確認(rèn)”制度，如圖1所示。

圖1 “三方確認(rèn)”制度

1.3.2 工作門(mén)電子鎖

高鐵原有作業(yè)進(jìn)出工作門(mén)規(guī)章為作業(yè)前領(lǐng)取工作門(mén)鑰匙，填寫(xiě)鑰匙使用登記簿，計(jì)劃結(jié)束后歸還并登記；現(xiàn)在可對(duì)有源鑰匙和無(wú)源鎖統(tǒng)一授權(quán)，統(tǒng)一記錄，一把鑰匙可開(kāi)多把鎖，三方確認(rèn)時(shí)根據(jù)工作門(mén)及調(diào)度命令時(shí)間生成開(kāi)鎖任務(wù)，鑰匙獲取開(kāi)鎖任務(wù)，在調(diào)度時(shí)間內(nèi)開(kāi)啟工作門(mén)上的鎖具。防止有了鑰匙即可開(kāi)鎖，節(jié)省申請(qǐng)鑰匙流程，任何開(kāi)鎖情況都將被記錄，方便計(jì)劃的監(jiān)控及事后追責(zé)。

工作門(mén)電子鎖智能管理流程，如圖2所示。

圖2 工作門(mén)電子鎖智能管理流程

1.3.3 開(kāi)鎖及日志

現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)負(fù)責(zé)人使用手持終端APP收到開(kāi)啟工作門(mén)指令后，與有源鑰匙藍(lán)牙自動(dòng)智能匹配，在有開(kāi)鎖任務(wù)的情況下，開(kāi)啟工作門(mén)進(jìn)入。同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)鎖日志信息自動(dòng)上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，形成開(kāi)鎖日志，解決工作門(mén)管理的結(jié)合部問(wèn)題和視覺(jué)盲區(qū)。

1.4 高鐵工機(jī)具有源智能點(diǎn)檢監(jiān)控

高鐵工機(jī)具有源智能點(diǎn)檢監(jiān)控，是將RFID有源點(diǎn)檢技術(shù)、電腦管理平臺(tái)、手機(jī)APP等集成，通過(guò)手持終端實(shí)現(xiàn)上下道工機(jī)具智能點(diǎn)檢，有效避免工機(jī)具遺漏。

1.4.1 工機(jī)具監(jiān)控

高鐵現(xiàn)場(chǎng)不同作業(yè)需要攜帶不同的工機(jī)具，因工機(jī)具種類(lèi)繁多，部分?jǐn)y帶不便，為了防止忘記攜帶和中途遺漏，則安裝電子標(biāo)簽，實(shí)行1次作業(yè)4次點(diǎn)檢掃描確認(rèn)，并在作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)智能點(diǎn)檢，防止遺漏，掃描結(jié)果將上傳管理平臺(tái)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。

1.4.2 智能點(diǎn)檢

高鐵作業(yè)通常在夜間進(jìn)行，工機(jī)具上安裝有夜光標(biāo)識(shí)的RFID有源電子標(biāo)簽，在系統(tǒng)服務(wù)器中設(shè)置唯一編碼，發(fā)現(xiàn)有遺留機(jī)具時(shí)可通過(guò)手持端自動(dòng)蜂鳴報(bào)警，此時(shí)，可設(shè)置遠(yuǎn)、中、近報(bào)警距離，以便快速查找到夜光標(biāo)識(shí)的遺留機(jī)具。高鐵工機(jī)有源智能點(diǎn)檢監(jiān)控流程，如圖3所示。

圖3 高鐵工機(jī)具有源智能點(diǎn)檢監(jiān)控流程

1.5 高鐵作業(yè)過(guò)程視頻智能打點(diǎn)監(jiān)控

高鐵作業(yè)過(guò)程視頻智能打點(diǎn)監(jiān)控，是利用手持終端APP對(duì)作業(yè)過(guò)程關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行打點(diǎn)記錄，強(qiáng)化了對(duì)關(guān)鍵工序、關(guān)鍵環(huán)節(jié)、關(guān)鍵崗位和一次標(biāo)準(zhǔn)化流程的管控和分析。

針對(duì)不同的高鐵作業(yè)項(xiàng)目，分項(xiàng)明確作業(yè)過(guò)程關(guān)鍵控制項(xiàng)點(diǎn)，納入到系統(tǒng)平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)全過(guò)程使用系統(tǒng)手持終端攝像并記錄時(shí)間點(diǎn)，夜間可開(kāi)啟紅外攝像。作業(yè)后，視頻由手持終端通過(guò)內(nèi)網(wǎng)W iFi上傳至系統(tǒng)平臺(tái)。作業(yè)過(guò)程中，60%的問(wèn)題都是通過(guò)視頻回放分析發(fā)現(xiàn)的，通過(guò)打點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)快速跳轉(zhuǎn)回看關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題添加標(biāo)識(shí)，進(jìn)行問(wèn)題登記。視頻及分析記錄可長(zhǎng)期保存，便于問(wèn)題追溯，監(jiān)控和管理終端分析人員的行為。

通過(guò)視頻監(jiān)控，督促現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真落實(shí)安全卡控措施，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化施工作業(yè)流程，提高作業(yè)質(zhì)量，確保施工安全。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢查、作業(yè)全過(guò)程進(jìn)行智能監(jiān)控，重點(diǎn)監(jiān)控人員進(jìn)入護(hù)網(wǎng)、作業(yè)前上道、作業(yè)中避車(chē)、作業(yè)后下道等確保人身安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效地杜絕違法上道、簡(jiǎn)化防護(hù)體系、設(shè)備檢查制度不落實(shí)等問(wèn)題的發(fā)生。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 智能化

在建設(shè)智能化高鐵現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)監(jiān)控的過(guò)程中，通過(guò)移動(dòng)端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控管理的智能終端接入，可及時(shí)了解生產(chǎn)計(jì)劃的相關(guān)信息以及作業(yè)狀態(tài)信息，挖掘員工的潛在動(dòng)力。本模塊采用多功能智能手機(jī)、有源鑰匙無(wú)源鎖、RFID有源智能標(biāo)簽等智能設(shè)備，方便了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員和防護(hù)員交流及盯控人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)監(jiān)控的智能化管理。

2.2 集成化

從當(dāng)前監(jiān)控監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施種類(lèi)較多、部分管理標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的現(xiàn)狀著手，對(duì)既有設(shè)備設(shè)施資源，通過(guò)完善配套管理制度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和信息共享；對(duì)可支配研發(fā)的設(shè)備資源進(jìn)行集成，統(tǒng)一選型并明確管理標(biāo)準(zhǔn)。本模塊中，手持終端將GSM-R手機(jī)、工作門(mén)電子鎖管理、工機(jī)具點(diǎn)檢、視頻拍攝、語(yǔ)音對(duì)講、GPS軌跡定位等軟硬件技術(shù)智能集成，有效強(qiáng)化了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程監(jiān)控，減輕了作業(yè)人員攜帶及操作的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控的集成化管理。

2.3 可視化

高鐵現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過(guò)程復(fù)雜，為了保證安全，現(xiàn)有系統(tǒng)可通過(guò)手持端采集數(shù)據(jù)，將整個(gè)作業(yè)信息保存系統(tǒng)平臺(tái)，達(dá)到作業(yè)透明化、實(shí)時(shí)監(jiān)控、可追溯[9]。電腦管理平臺(tái)會(huì)顯示所有的作業(yè)計(jì)劃，并智能展示需要監(jiān)控的信息。作業(yè)過(guò)程中錄制的視頻，通過(guò)內(nèi)網(wǎng)W ifi自動(dòng)上傳至系統(tǒng)平臺(tái)，減少了對(duì)硬盤(pán)的依賴(lài)，還可長(zhǎng)時(shí)間保存視頻，方便分析人員抽查和分析問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)過(guò)程的可視化管理。

2.4 數(shù)字化

高鐵現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)信息的保存，為數(shù)據(jù)的數(shù)字化提供了基礎(chǔ)。通過(guò)規(guī)范監(jiān)控終端分析人員的行為和對(duì)采集到的數(shù)據(jù)的分析及運(yùn)用，實(shí)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)日分析、周通報(bào)、月考核的管理機(jī)制，逐步提高信息化程度、數(shù)據(jù)綜合分析利用率、調(diào)整資源整合、激發(fā)管理創(chuàng)新。

3 現(xiàn)場(chǎng)高鐵工務(wù)作業(yè)安全監(jiān)控管理成效

通過(guò)一年多的實(shí)踐，智能化的安全監(jiān)控模塊在廣鐵集團(tuán)長(zhǎng)沙高鐵工務(wù)段上線試用,并根據(jù)試用的情況不斷完善應(yīng)用功能[10]，以更好地適應(yīng)高鐵站段的工務(wù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)監(jiān)控管理對(duì)安全的要求。高鐵工務(wù)作業(yè)全過(guò)程可視化智能監(jiān)控手段的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)半自動(dòng)化的智能監(jiān)控，作業(yè)方案審批變得規(guī)范化、信息化，作業(yè)前的布置會(huì)逐步規(guī)范化，關(guān)鍵崗位到崗監(jiān)控可視化，工機(jī)具上下道監(jiān)控可預(yù)警，工作門(mén)進(jìn)出嚴(yán)格管控、監(jiān)控及規(guī)范進(jìn)出，對(duì)大部分關(guān)鍵作業(yè)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)全部作業(yè)實(shí)現(xiàn)了回放分析，提高了高鐵現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的檢查密度、強(qiáng)度和力度，有效規(guī)范了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)行為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)遏制違章違紀(jì)行為發(fā)揮了重要作用。

4 結(jié)束語(yǔ)

大數(shù)據(jù)智能時(shí)代的到來(lái)，8M系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。監(jiān)控管理是今后鐵路工務(wù)信息化建設(shè)的重點(diǎn)內(nèi)容之一，需不斷完善系統(tǒng)應(yīng)用功能，推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)用工作，使信息化更好地為工務(wù)安全生產(chǎn)實(shí)踐服務(wù)。與此同時(shí)，在人員素質(zhì)結(jié)構(gòu)、信息技術(shù)發(fā)展、投入能力等多方面，任何管理缺陷都可能影響系統(tǒng)建設(shè)和管理實(shí)效，鐵路工務(wù)部門(mén)需要不斷利用新技術(shù)、新手段，提升其監(jiān)控管理水平。還將進(jìn)一步深化系統(tǒng)軟件平臺(tái)研發(fā)，逐步更新移動(dòng)手持終端設(shè)備的智能集成，實(shí)現(xiàn)工務(wù)的智能運(yùn)維。