周 毅 上海鐵路局工務(wù)處

1 工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全信息化管理需求

工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全是工務(wù)安全工作的"軟肋"，近年來(lái)成為工務(wù)安全工作的關(guān)注點(diǎn)。上海鐵路局在2010年曾連續(xù)發(fā)生了"1.11"南京東大機(jī)冒進(jìn)擠岔、"3.18"京包線(xiàn)軌道平車(chē)脫線(xiàn)、"3.19"橫福線(xiàn)大機(jī)火災(zāi)、"5.9"蕪湖東軌道車(chē)冒進(jìn)等4起C類(lèi)以上行車(chē)事故。事故暴露出的問(wèn)題有基礎(chǔ)管理薄弱、長(zhǎng)途運(yùn)行管理不健全、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，也有技術(shù)業(yè)務(wù)不熟練、檢查把關(guān)不到位…等等。痛定思痛，上海鐵路局采取多種防控措施加強(qiáng)對(duì)工務(wù)機(jī)械車(chē)的運(yùn)用安全管理，經(jīng)過(guò)一個(gè)階段的實(shí)踐，工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全管理成效明顯。在總結(jié)成功的同時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)工作的背后有一個(gè)共同的支點(diǎn)：信息化資源的應(yīng)用。

(1)設(shè)備信息管理系統(tǒng)

主要通過(guò)大型機(jī)械、軌道車(chē)信息管理軟件，掌握設(shè)備、檢修與運(yùn)用基本信息。

(2)調(diào)度集中信息管理

通過(guò)安全生產(chǎn)指揮中心，統(tǒng)一工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)行與施工計(jì)劃的管理、調(diào)度命令與運(yùn)行揭示的管理，應(yīng)急調(diào)度、搶險(xiǎn)與指揮的管理。

(3)GYK運(yùn)用信息管理

通過(guò)加強(qiáng)GYK運(yùn)用管理，及時(shí)掌握工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)行與違章違紀(jì)情況，初步實(shí)現(xiàn)趟車(chē)轉(zhuǎn)儲(chǔ)與當(dāng)日運(yùn)行數(shù)據(jù)分析。

(4)安全監(jiān)督檢查信息管理

建立自輪設(shè)備問(wèn)題典庫(kù)，通過(guò)安全監(jiān)督檢查信息管理系統(tǒng)，適時(shí)反饋現(xiàn)場(chǎng)安全不良信息，為糾正工務(wù)機(jī)械車(chē)工作偏差及掌握工務(wù)機(jī)械車(chē)安全質(zhì)量效率情況提供了平臺(tái)。

(5)司機(jī)培訓(xùn)信息管理

建立模塊化培訓(xùn)教材、題庫(kù)，借助網(wǎng)絡(luò)、光盤(pán)、模擬教學(xué)設(shè)備以及跨專(zhuān)業(yè)集中教學(xué)（如參加機(jī)務(wù)新技術(shù)培訓(xùn)）等方式，組織司機(jī)業(yè)務(wù)技術(shù)培訓(xùn)，尤其針對(duì)行車(chē)知識(shí)以及運(yùn)行交路行車(chē)設(shè)備與特點(diǎn)的教學(xué)，全面提高司機(jī)整體素質(zhì)。

以上信息化管理的運(yùn)用成效同時(shí)也印證了管理的核心要素就是信息的運(yùn)用管理！由于工務(wù)機(jī)械車(chē)作業(yè)具有高流動(dòng)、高分散的特點(diǎn)，借助現(xiàn)代信息化技術(shù)解決工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全管理顯然具有突出的優(yōu)勢(shì)與效果，也逐步成為工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全管理的拓展方向。

2 工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全信息化管理思路

工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全管理，不外乎掌握車(chē)輛配置的技術(shù)要素；制訂車(chē)輛運(yùn)行、作業(yè)、修理制度，編制和執(zhí)行車(chē)輛運(yùn)行、作業(yè)、修理計(jì)劃；合理安排教育培訓(xùn)計(jì)劃，抓好運(yùn)用、管理人員培養(yǎng)、考評(píng)；負(fù)責(zé)對(duì)所有設(shè)備質(zhì)量、作業(yè)的運(yùn)用狀態(tài)控制與評(píng)定等。其中運(yùn)用安全管理最為艱巨的任務(wù)是：設(shè)備質(zhì)量、作業(yè)的動(dòng)態(tài)控制與評(píng)定。

綜合工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)行與工作特點(diǎn)，與機(jī)車(chē)、車(chē)輛以及接觸網(wǎng)作業(yè)車(chē)不同之處在于工作流動(dòng)性大（其中跨局性集中修施工最為突出）；專(zhuān)業(yè)管理相對(duì)集中、簡(jiǎn)單（無(wú)法按機(jī)車(chē)、車(chē)輛的專(zhuān)業(yè)管理方式細(xì)分）。但作為上線(xiàn)列車(chē)之一，工務(wù)機(jī)械車(chē)的安全運(yùn)用管理還需向機(jī)車(chē)車(chē)輛的管理理念靠齊，因而，借助于信息化管理手段，可有效解決管理效率，向信息化發(fā)展無(wú)疑是工務(wù)機(jī)械車(chē)發(fā)展的方向。

(1)擴(kuò)展列車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備的功能

目前，軌道車(chē)、大型養(yǎng)路機(jī)械等自輪運(yùn)轉(zhuǎn)特種設(shè)備上均已安裝了符合鐵道部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行控制設(shè)備（下簡(jiǎn)稱(chēng)"GYK"），能夠?qū)崿F(xiàn)防"兩冒一超"。但GYK的設(shè)計(jì)模式從運(yùn)用管理要求上還有許多尚待完善的地方，設(shè)備與運(yùn)用亟需匹配或優(yōu)化。其中將GYK在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)掌握與控制、GYK中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)置與數(shù)據(jù)更新等逐步提升為運(yùn)用安全管理工作的要點(diǎn)。

(2)作業(yè)安全信息化的拓展

工務(wù)施工普遍采取了夜間開(kāi)綜合天窗修的辦法，各類(lèi)大機(jī)、軌道車(chē)在封鎖區(qū)間作業(yè)前一般采取聯(lián)掛方式進(jìn)入，在同一封鎖區(qū)間，車(chē)輛除了有相對(duì)運(yùn)行區(qū)域的控制，同一運(yùn)行區(qū)域的車(chē)輛相互運(yùn)行也需要進(jìn)行控制。車(chē)輛防撞信息與控制是工務(wù)機(jī)械車(chē)作業(yè)安全的關(guān)注點(diǎn)。

除此之外，基于工務(wù)機(jī)械車(chē)基本設(shè)備故障報(bào)警與提示，電化區(qū)段下作業(yè)機(jī)構(gòu)安全警示、軸溫報(bào)警與指示等均可依托同一信息化平臺(tái)建立。

以下筆者基于以上思路，對(duì)其中部分信息化工作的實(shí)踐作進(jìn)一步交流。

3 工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全信息化管理的實(shí)踐

3.1 工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)報(bào)警、傳輸與分析的實(shí)踐

3.1.1 工作目標(biāo)

⑴實(shí)現(xiàn)GYK記錄數(shù)據(jù)自動(dòng)無(wú)線(xiàn)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、分析及遠(yuǎn)程報(bào)警功能；

⑵實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)版本申請(qǐng)、審核與自動(dòng)上傳接收功能。

3.1.2 解決方式

⑴采用了GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸、計(jì)算機(jī)控制處理、GPS衛(wèi)星定位等多種技術(shù)，研究設(shè)計(jì)適合工作需要的GPRS無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸板。系統(tǒng)是由車(chē)載終端、數(shù)據(jù)中心和web客戶(hù)端組成，實(shí)現(xiàn)工務(wù)機(jī)械車(chē)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)工作預(yù)警與管理功能。

⑵采用斷點(diǎn)續(xù)傳技術(shù)，在遇到網(wǎng)絡(luò)連接不好的情況下，保證完成整個(gè)文件的傳輸。

3.1.3 技術(shù)方案

利用GYK上的數(shù)據(jù)通信總線(xiàn)，并利用公用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，將遠(yuǎn)程的多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備連接起來(lái)，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心上。

⑴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。

圖1 工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)報(bào)警、傳輸與分析系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

⑵系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)由車(chē)載終端、數(shù)據(jù)中心和web客戶(hù)端三個(gè)部分構(gòu)成。

車(chē)載終端由無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板（含GPS、GPRS模塊）、無(wú)線(xiàn)發(fā)射與接收終端等組成。

無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板：包含了GYK數(shù)據(jù)通信接口、GPS模塊和GPRS模塊。GYK數(shù)據(jù)通信接口負(fù)責(zé)提取GYK運(yùn)行信息，GPS模塊負(fù)責(zé)提供高精度時(shí)鐘信息和輔助的位置定位和運(yùn)行速度信息，GPRS模塊負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信。數(shù)據(jù)中心以服務(wù)管理為主，通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)與車(chē)載終端進(jìn)行信息交互和存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、監(jiān)控記錄文件等功能；同時(shí)為web客戶(hù)端提供顯示查詢(xún)下載服務(wù)。

web客戶(hù)端使得系統(tǒng)無(wú)須安裝特定軟件就可以對(duì)通過(guò)IE瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，提供界面按某個(gè)條件查詢(xún)。

3.1.4 技術(shù)支持

⑴無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板可以與GYK設(shè)備相匹配，實(shí)現(xiàn)設(shè)備一體化；

⑵采用網(wǎng)絡(luò)隔離與數(shù)據(jù)交互技術(shù)，滿(mǎn)足辦公管理要求；

⑶依據(jù)現(xiàn)有管理規(guī)定，在數(shù)據(jù)申請(qǐng)、審核與開(kāi)放共享上需作相應(yīng)管理補(bǔ)充。如工務(wù)機(jī)械車(chē)跨局施工前需通過(guò)鐵道部獲取部令，同時(shí)應(yīng)具備向相關(guān)路局獲取GYK數(shù)據(jù)版本的申請(qǐng)權(quán)，依據(jù)相關(guān)規(guī)定，電務(wù)部門(mén)可借助無(wú)線(xiàn)發(fā)射平臺(tái)發(fā)布其相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)數(shù)據(jù)更新。

3.2 工務(wù)機(jī)械車(chē)區(qū)間作業(yè)防撞的實(shí)踐

⑴實(shí)現(xiàn)區(qū)間作業(yè)車(chē)輛掌握前后車(chē)輛間距離、速度與報(bào)警信息；

⑵實(shí)現(xiàn)工務(wù)機(jī)械車(chē)在區(qū)間作業(yè)、編組時(shí)相互碰撞的控制，防止車(chē)輛在區(qū)間作業(yè)時(shí)超出施工作業(yè)范圍。

3.2.2 解決方式

利用GPS衛(wèi)星定位獲得地理位置，利用無(wú)線(xiàn)電臺(tái)接收和發(fā)送GPS坐標(biāo)等數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出車(chē)輛之間的距離，經(jīng)過(guò)特定的算法轉(zhuǎn)換成限速控制曲線(xiàn)，超過(guò)限速后實(shí)施制動(dòng)，從而使本車(chē)掌握前后車(chē)運(yùn)行要素，達(dá)到相互防撞的功能。

3.2.3 技術(shù)方案

⑴系統(tǒng)構(gòu)成：系統(tǒng)由車(chē)載終端、數(shù)據(jù)中心兩個(gè)部分構(gòu)成。

⑵車(chē)載終端：車(chē)載終端由防撞主機(jī)、防撞顯示器、無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板（含GPS、GPRS模塊）等組成，其中防撞主機(jī)和防撞顯示器負(fù)責(zé)防撞功能的實(shí)現(xiàn)；無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板除了繼續(xù)負(fù)責(zé)提取GYK運(yùn)行信息、提供高精度時(shí)鐘信息和輔助的位置定位和運(yùn)行速度信息、與數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)通信之外，還負(fù)責(zé)把防碰主機(jī)的運(yùn)算結(jié)果發(fā)給GYK執(zhí)行。

⑶防撞主機(jī)：從無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板獲得的GPS定位數(shù)據(jù)、管壓、速度等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給防撞顯示器，通過(guò)電臺(tái)接收其它車(chē)輛的數(shù)據(jù)發(fā)送給防撞顯示器，通過(guò)電臺(tái)發(fā)送本機(jī)的數(shù)據(jù)廣播給其它車(chē)輛，負(fù)責(zé)從防撞顯示器收到的制動(dòng)命令轉(zhuǎn)發(fā)給無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板。

車(chē)輛在高速運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)體外氣流沖擊門(mén)頁(yè)與車(chē)體之間的縫隙和兩門(mén)頁(yè)之間的縫隙，形成了一種含有多種頻率成分的空氣漩渦。門(mén)縫隙大小的變化及車(chē)輛運(yùn)行速度的變化引起氣流的強(qiáng)弱變化，并在車(chē)廂內(nèi)形成不同頻率的嘯叫聲。

⑷防撞顯示器：計(jì)算各車(chē)輛之間的距離并轉(zhuǎn)換成限速，顯示操作界面，報(bào)警提醒。

⑸無(wú)線(xiàn)數(shù)傳板：包含了GPS模塊，負(fù)責(zé)同步脈沖給防撞主機(jī)。

3.2.4 技術(shù)支持

需要共享GYK的部分?jǐn)?shù)據(jù)信息。

3.3 工務(wù)機(jī)械車(chē)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控的實(shí)踐

3.3.1 工作目標(biāo)

⑴實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與指揮，減少管理投入，提高管理效能，同時(shí)降低安全風(fēng)險(xiǎn)；

⑵為管理部門(mén)提供了一份真實(shí)、可靠的現(xiàn)場(chǎng)資料，利于現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題或事故分析，進(jìn)一步減少施工作業(yè)違章。

3.3.2 解決方式

采用3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸、計(jì)算機(jī)控制處理、GPS衛(wèi)星定位，多幅視頻圖像解壓縮等多種技術(shù)。系統(tǒng)是由車(chē)載終端、監(jiān)控中心和監(jiān)控客戶(hù)端組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)工務(wù)機(jī)械車(chē)狀態(tài)和作業(yè)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并接入各級(jí)生產(chǎn)指揮平臺(tái)統(tǒng)一監(jiān)管。

3.3.3 技術(shù)方案

⑴系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖2。

圖2 工務(wù)機(jī)械車(chē)無(wú)線(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

⑵系統(tǒng)構(gòu)成：系統(tǒng)由車(chē)載終端、監(jiān)控中心和監(jiān)控客戶(hù)端三個(gè)部分構(gòu)成。

⑶系統(tǒng)功能：

具有8路視頻輸入，其中4路視頻可進(jìn)行壓縮存儲(chǔ)，以及遠(yuǎn)程監(jiān)控；另外4路視頻用于擴(kuò)展司機(jī)的視野。

可與列車(chē)運(yùn)行控制設(shè)備聯(lián)機(jī)，獲取如車(chē)號(hào)、車(chē)次、交路、工務(wù)機(jī)械車(chē)所在位置的公里標(biāo)、行車(chē)速度、風(fēng)壓、燈型等運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，并在監(jiān)視器中顯示。該信息與4路視頻同步進(jìn)行錄像，使所錄視頻畫(huà)面與自輪運(yùn)轉(zhuǎn)特種設(shè)備運(yùn)行狀況結(jié)合，方便事后查閱。

車(chē)外攝像頭可帶有控制云臺(tái)，可通過(guò)駕駛室控制器或者遠(yuǎn)程控制攝像頭的拉伸，向上，向下，左右控制。

車(chē)內(nèi)采用紅外攝像頭，并帶有語(yǔ)音同步記錄功能，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的語(yǔ)音、以及司機(jī)的操作進(jìn)行監(jiān)視。

地面中心可通過(guò)3G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)施工或運(yùn)行畫(huà)面。并可控制車(chē)載云臺(tái)，調(diào)整攝像頭的方位。將地面工作人員的視野拉到現(xiàn)場(chǎng)。

3.3.4 技術(shù)支持

⑴采用網(wǎng)絡(luò)隔離與數(shù)據(jù)交互技術(shù)，滿(mǎn)足辦公管理要求；

⑵基于生產(chǎn)指揮管理系統(tǒng)的平臺(tái)，建立相關(guān)運(yùn)用管理制度；

⑶圖像信息經(jīng)過(guò)壓縮，成為共享信息資源，可根據(jù)需要通過(guò)無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通訊接口把實(shí)時(shí)圖像傳到辦公電腦、手機(jī)、PDA等外在終端。

3.4 線(xiàn)路非接觸式綜合檢測(cè)的實(shí)踐

3.4.1 工作目標(biāo)

⑴實(shí)現(xiàn)工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)行、作業(yè)、檢測(cè)一體化功能；

⑵建立站段級(jí)軌道檢測(cè)信息及評(píng)價(jià)系統(tǒng)；

⑶實(shí)現(xiàn)工務(wù)線(xiàn)路綜合檢查、檢測(cè)目標(biāo)。

3.4.2 解決方式

采用高速攝像和圖像處理或激光攝像式非接觸測(cè)量技術(shù)技術(shù)，通過(guò)采集、過(guò)濾、編解碼、比對(duì)、處理方式，實(shí)現(xiàn)鋼軌全斷面輪廓、鋼軌斷面磨耗、表面擦傷和異常光帶、軌道板表面裂紋、軌道扣件缺失、軌底坡、等效錐度等精確測(cè)量，并進(jìn)行超限統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)和報(bào)表打印等。

3.4.3 技術(shù)支持

在工務(wù)機(jī)械車(chē)正常運(yùn)行條件下，加裝車(chē)載非接觸式綜合檢測(cè)系統(tǒng)的精確定位和里程同步功能；綜合檢測(cè)信息存儲(chǔ)、分析、共享功能。

3.5 管理資源信息共享的實(shí)踐

3.5.1 工作目標(biāo)

⑴建立分級(jí)信息共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理資源的共享；

⑵建立分級(jí)更新體系，共同擔(dān)當(dāng)資源維護(hù)的責(zé)任；

⑶實(shí)現(xiàn)工務(wù)機(jī)械車(chē)全路運(yùn)行信息無(wú)障礙。

3.5.2 解決方式

采用辦公網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立部、局、段公共管理IP地址或?qū)Ｓ面溄?，根?jù)管理職責(zé)，分別提供相關(guān)管理信息：如部、局、段各級(jí)管理辦法、制度及安全措施等；設(shè)備生產(chǎn)、管理、維護(hù)、工作標(biāo)準(zhǔn)等；各分管線(xiàn)路區(qū)段的線(xiàn)路示意圖、運(yùn)行交路代碼、操作示意圖等，各級(jí)建立責(zé)任維護(hù)更新制度。

3.5.3 技術(shù)支持

辦公資源共享支持。

4 結(jié)束語(yǔ)

各項(xiàng)信息化工作的實(shí)踐基本圍繞兩個(gè)方面，其一是圍繞GYK入手，需考慮在不違反既有GYK的技術(shù)規(guī)范的前提下，在共同完善或共享資源的基礎(chǔ)上進(jìn)行開(kāi)發(fā)；其二是圍繞公共辦公網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)以工務(wù)綜合信息管理平臺(tái)為接口，做好相應(yīng)分支體系的拓展。

總之，工務(wù)機(jī)械車(chē)的運(yùn)用安全管理是具有特殊專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的邊緣化運(yùn)用安全工作，容易受到忽視，安全控制難度較大。運(yùn)用信息化管理思路，補(bǔ)充、完善其運(yùn)用安全薄弱之處，將為保障工務(wù)機(jī)械車(chē)運(yùn)用安全發(fā)揮重要作用。