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(chē)站的運(yùn)輸任務(wù)不斷加大，導(dǎo)致當(dāng)前運(yùn)輸管理過(guò)程中面臨一些問(wèn)題，以鐵路運(yùn)輸車(chē)站安全管理體系和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)問(wèn)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(jué)、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(guò)技術(shù)層面的優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高智能化鐵路車(chē)站系統(tǒng)的應(yīng)用性能。

1 智能化鐵路車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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(duì)鐵路車(chē)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(chē)站數(shù)據(jù)感知層，支持對(duì)正在運(yùn)行列車(chē)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(duì)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(chē)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(cè)車(chē)站的安全情況，通過(guò)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(chē)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(cè)對(duì)象、不同數(shù)據(jù)類(lèi)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(duì)鐵路車(chē)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(chē)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(chē)站信息數(shù)據(jù)庫(kù)，將信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(chē)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(guò)程中，搭建了行車(chē)管理系統(tǒng)、調(diào)車(chē)管理系統(tǒng)等。在鐵路列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，智能監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)列車(chē)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(chǎng)，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(duì)智能車(chē)站信息數(shù)據(jù)的安全保護(hù)。通過(guò)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(chē)站安全有序運(yùn)營(yíng)提供保障。

2 智能化鐵路車(chē)站系統(tǒng)的構(gòu)建方案

2.1 車(chē)站數(shù)字化檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建

傳統(tǒng)的重載鐵路運(yùn)輸監(jiān)測(cè)工作中，對(duì)重載列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)及貨物裝載狀態(tài)的監(jiān)視主要依靠車(chē)站值班員以人工觀察的方式進(jìn)行，其監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括貨物高溫著火、車(chē)體外脹、車(chē)門(mén)加固不良貨物泄露、車(chē)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(chē)流密度大、運(yùn)輸任務(wù)重，車(chē)站作業(yè)繁忙、人員緊張，助理值班員承擔(dān)接、發(fā)列車(chē)、做/撤防溜、摘/掛列尾裝置、交付行車(chē)憑證等作業(yè)已難以兼顧，列車(chē)車(chē)長(zhǎng)最長(zhǎng)達(dá)2 km，速度約80 km/h，人員站在規(guī)定地點(diǎn)只能觀測(cè)車(chē)輛一側(cè)運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法滿(mǎn)足安全運(yùn)輸?shù)男枰??；诖耍瑪?shù)字化檢測(cè)系統(tǒng)集成超限、溫度、速度、列車(chē)輪軸等多種傳感器，在機(jī)器視覺(jué)、智能圖像分析的技術(shù)支持下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)、貨物裝載狀態(tài)、機(jī)車(chē)車(chē)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(chē)輛，記錄數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)追溯查詢(xún)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(cè)系統(tǒng)克服了人工監(jiān)測(cè)的主觀判斷不及時(shí)、不準(zhǔn)確的問(wèn)題。

2)提高運(yùn)輸效率?？梢蕴岣咦鳂I(yè)效率，壓縮列車(chē)車(chē)站作業(yè)時(shí)間，提高區(qū)段通過(guò)能力和列車(chē)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(cè)系統(tǒng)的使用可以?xún)?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(chē)監(jiān)控安全的前提下，對(duì)實(shí)現(xiàn)減員增效和優(yōu)化車(chē)站作業(yè)流程有十分重要的意義。

2.2 車(chē)站可視化調(diào)車(chē)

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(chē)作業(yè)，數(shù)字化檢測(cè)列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)。其中智能平調(diào)在對(duì)講機(jī)上加裝信息傳輸、顯示、定位模塊，作業(yè)人員在對(duì)講機(jī)上可接收、確認(rèn)調(diào)車(chē)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(chē)長(zhǎng)、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(chē)作業(yè)中，為相關(guān)人員提供實(shí)時(shí)的調(diào)查作業(yè)場(chǎng)景，通過(guò)監(jiān)測(cè)調(diào)車(chē)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(chē)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(duì)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(guò)收集相關(guān)信息數(shù)據(jù)，對(duì)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(chē)和車(chē)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(chē)、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(guò)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(guò)設(shè)置數(shù)量不等的轉(zhuǎn)向輪，實(shí)現(xiàn)對(duì)力量的控制；另外，智能防溜系統(tǒng)帶激光測(cè)距功能和帶力矩檢測(cè)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(xiàn)路上的裝置可以自動(dòng)檢測(cè)該股道本區(qū)域內(nèi)車(chē)輛的停留位置，并準(zhǔn)確將防溜放到車(chē)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(guò)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(chǎng)可以使用遙控、手動(dòng)作業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

智能化鐵路車(chē)站系統(tǒng)包括數(shù)字化列車(chē)運(yùn)行檢測(cè)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程調(diào)車(chē)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(shì)，可有效提高鐵路車(chē)站的工作效率。就當(dāng)前神朔鐵路車(chē)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(chē)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。