鐵路貨運現(xiàn)場裝載質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

張小霜

（北京鐵路局 貨運處，北京 100860）

北京鐵路局作為鐵路運輸系統(tǒng)的大型企業(yè)，擔負著全國鐵路1/4的貨運量、1/7的客運量、1/5的運輸收入任務。管轄鐵路跨越北京、天津、河北以及山東、河南、山西的部分地區(qū)，與沈陽、濟南、鄭州、太原4個鐵路局相接。

貨物裝載加固工作是貨物運輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，直接關系到鐵路運輸?shù)陌踩５?，鐵路局、站段

對于現(xiàn)場作業(yè)質(zhì)量的控制缺乏必要的手段和方法，責任追溯缺乏有效的依據(jù)，導致實際工作和監(jiān)督情況并不理想。

為了解決現(xiàn)有貨物裝載加固簽認工作中存在的問題，對貨物裝載加固質(zhì)量進行有效的控制，加強對貨運員現(xiàn)場作業(yè)的監(jiān)控、實現(xiàn)信息統(tǒng)一匯總等目標，北京鐵路局研制開發(fā)了鐵路貨運現(xiàn)場裝載質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)以“貨運員手持機”作為核心，配以相應的安全管理軟件，目前已應用在北京鐵路局各貨運站的重點貨物裝車管理上。

1 系統(tǒng)建設目的

系統(tǒng)對現(xiàn)場的作業(yè)質(zhì)量進行有效監(jiān)控、對輸入至本地計算機的裝載過程信息加密存檔、對計算機存檔的信息進行查詢統(tǒng)計分析；系統(tǒng)及時將信息上傳至服務器，鐵路局能夠?qū)Ω髡径巫鳂I(yè)實施監(jiān)控；系統(tǒng)軟件自動分析，對異常信息進行報警，將各站情況整理形成報表；并且能夠根據(jù)上傳信息形成電子合成簽認單。

2 系統(tǒng)設計思想及原則

2.1 設計思想

軟件設計時，系統(tǒng)采用集中建庫、分級應用的設計思想。以統(tǒng)一規(guī)劃、多方受益、講求實效為原則，系統(tǒng)構(gòu)建在北京鐵路局、各車站兩級網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上，數(shù)據(jù)集中到北京鐵路局統(tǒng)一管理。

主要設計思想如下：

（1）采用基于Web方式的B/S體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是一種類似于終端/主機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，同時又具有客戶機/服務器模式（C/S）的分布計算特性，其主要特點是集中管理，也就是說軟件的程序、數(shù)據(jù)庫以及其他一些組件都集中在服務器端；用戶端除了瀏覽器（及所依賴的操作系統(tǒng)）之外，不需要其他軟件和維護。系統(tǒng)運行平臺采用基于B/S的多層分布式體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)維護方便簡單，客戶機無須安裝任何專業(yè)軟件，非常方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（2）嚴密的權(quán)限設置，保證裝載過程信息的機密性。系統(tǒng)具有安全、嚴密、靈活的權(quán)限設置功能和較好的彈性和擴展性，能夠適應用戶多變的需求。

（3）保證可擴充性、開放性。系統(tǒng)具有較強的擴展能力，適應管理模式的調(diào)整、信息量的增加、系統(tǒng)功能的變化以及企業(yè)不斷發(fā)展的需要。具備支持多種數(shù)據(jù)庫接口、跨平臺運行、二次開發(fā)和交換信息的能力。

2.2 設計原則

鐵路貨運現(xiàn)場裝載質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)主要采取軟硬件協(xié)同的設計原則。在系統(tǒng)設計時，主要考慮以下原則：

（1）可靠性。在設計中選擇高可靠性的元件和產(chǎn)品，考慮系統(tǒng)的主要性能指標和工作環(huán)境。

（2）功能完善性。在保證完成基本功能的基礎上，將報警以及安全保護等可擴展功能納入設計方案，使系統(tǒng)的功能更加完善。

（3）經(jīng)濟性。在保證可靠性和基本功能的基礎上，盡可能降低成本。除此之外，系統(tǒng)的先進性、可擴展性和整體的美觀性也是硬件設計綜合考慮的因素。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

按系統(tǒng)劃分，分為貨運員手持機現(xiàn)場裝載監(jiān)控子系統(tǒng)，貨運裝載過程安全管理子系統(tǒng)，裝載加固方案和貨運規(guī)章查詢子系統(tǒng)。

按軟硬件劃分，分為計算機硬件、手持機硬件及系統(tǒng)軟件。

3.2 系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件組成包括手持機、貨運站計算機、直屬站和車務段計算機、鐵路局貨運處計算機、鐵路局貨運處服務器和數(shù)據(jù)服務器、鐵路局既有網(wǎng)絡。

3.3 系統(tǒng)軟件組成

系統(tǒng)平臺應用B/S架構(gòu)，方便部署和維護；軟件包括手持機應用軟件和貨運站計算機傳輸軟件。

系統(tǒng)軟件應用部署如圖1。

圖1 應用部署圖

3.4 系統(tǒng)工作流程原理

系統(tǒng)工作流程原理如圖2。

4 系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)的現(xiàn)場手持機軟件部分實現(xiàn)了現(xiàn)場裝載加固全過程信息、圖像記錄、作業(yè)簽單；現(xiàn)場裝載加固方案查詢；現(xiàn)場貨運規(guī)章查詢；后臺管理功能。該系統(tǒng)的計算機數(shù)據(jù)查詢、管理、維護系統(tǒng)部分實現(xiàn)了簽單查詢管理，規(guī)章文電管理和裝載方案管理功能。

各子系統(tǒng)具體功能如下：

（1）貨運員手持機現(xiàn)場裝載監(jiān)控子系統(tǒng)功能包括：現(xiàn)場記錄裝載過程圖像、信息，填寫電子裝載質(zhì)量簽認單；對應檢查項目拍照；裝載過程校驗核實功能；現(xiàn)場查詢核對裝載方案、加固防滑材料；現(xiàn)場查詢規(guī)章文電。

（2）貨運裝載過程安全管理子系統(tǒng)功能包括：對輸入至本地計算機的裝載過程信息加密存檔；對計算機存檔的信息，進行查詢、統(tǒng)計、分析；及時將信息上傳至鐵路局貨運處服務器；鐵路局貨運處對各站段裝車作業(yè)實施監(jiān)控；系統(tǒng)軟件自動分析，對異常信息進行報警，并將各站情況整理形成報表；自動形成電子合成簽認單。

（3）裝載加固方案和貨運規(guī)章查詢子系統(tǒng)功能包括：現(xiàn)場裝載方案查詢、瀏覽；現(xiàn)場貨運規(guī)章和文電查詢、瀏覽；可設置常用規(guī)章文件夾；保留查詢記錄；裝載方案可在線數(shù)據(jù)更新；電子規(guī)章可在線數(shù)據(jù)更新；下載方案和規(guī)章到手持機。

圖2 系統(tǒng)工作流程原理圖

5 系統(tǒng)實現(xiàn)

5.1 手持機硬件的實現(xiàn)

手持機硬件實現(xiàn)了下列技術指標：嵌入式功能模塊化，易損件方便更換；可內(nèi)置WINCE定制系統(tǒng)；配置300萬像素攝像頭；配置3.5寸觸摸屏；通過可移式存儲卡內(nèi)置身份識別證書實現(xiàn)身份識別認證；防塵密封、防水、防震、耐高低溫，符合指定國家標準；鋰電池能夠連續(xù)使用8 h以上；配有手持機外套、屏幕保護罩、手腕套繩；按鍵面板外置或外接，可方便替換。

5.2 手持機軟件的實現(xiàn)

手持機軟件實現(xiàn)了下列功能：手持機（或卡）內(nèi)存儲貨運規(guī)章和裝載方案；通過不同條件查詢貨運規(guī)章和裝載方案并顯示搜索結(jié)果；可顯示貨運規(guī)章、裝載方案全文；對裝載方案中圖例單獨顯示并可進行移動、縮放等操作；內(nèi)置多種電子簽認單，按規(guī)定逐步操作、逐項填寫；對應檢查項目可拍照存儲；實時對所拍照的信息進行瀏覽，對不符合要求的照片進行重拍；對所拍照片進行OCR識別，提取出車號與錄入車號對比；對不符合操作規(guī)范和錯誤辦理的行為報警提示；調(diào)用身份識別信息進行簽認；實現(xiàn)電子簽認單加密保存；實現(xiàn)站名字典化；提供快捷操作；實現(xiàn)未完成的操作交接用戶可直接進行下一步操作。

5.3 安全管理軟件的實現(xiàn)

安全管理軟件采用C/S和B/S結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，服務器端安裝在鐵路局服務器上，客戶端安裝在各站段電腦上。

客戶端軟件實現(xiàn)了下列功能：連接手持機，自動采集簽認單內(nèi)容；數(shù)據(jù)加密；本單位簽認單信息查詢、統(tǒng)計分析；將裝車站簽認信息上傳至鐵路局貨運處服務器；從服務器下載更新貨運規(guī)章、裝載方案，并按不同手持機的身份，將必要的規(guī)章方案導入手持機以供查詢。

服務端軟件實現(xiàn)了下列功能：接收客戶端上傳的信息；上傳信息的整理、存儲，提供給客戶端查詢；自動找出可疑簽認單進行報警；定期自動統(tǒng)計數(shù)據(jù)，提交分析報表；更新規(guī)章、方案，供客戶端下載。

6 結(jié)束語

鐵路貨運現(xiàn)場裝載質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)利用流程控制、電子簽認、影像記錄、網(wǎng)絡傳輸?shù)痊F(xiàn)代化技術手段，通過對裝車作業(yè)過程中的車輛選用、防滑襯墊、捆綁加固等關鍵環(huán)節(jié)的控制、記錄，落實裝車質(zhì)量標準，實現(xiàn)貨運安全。通過該系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路局掌握現(xiàn)場裝車作業(yè)的質(zhì)量，并對其進行分析，發(fā)現(xiàn)和解決現(xiàn)場作業(yè)中存在的問題，達到遠程控制現(xiàn)場作業(yè)質(zhì)量，保證運輸安全的目的。對于重點物資（如搶險救災物資），可于裝車作業(yè)完畢后，第一時間將現(xiàn)場裝車作業(yè)圖像傳輸至鐵路局，及時掌握現(xiàn)場作業(yè)情況。同時，還可以實現(xiàn)貨運作業(yè)無紙化辦公，極大地提高了現(xiàn)場作業(yè)效率和質(zhì)量。

[1]于 忠. 構(gòu)建鐵路裝載作業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)的探討[J]. 鐵道貨運，2007 (7).

[2]于 冬，顧培亮，陳 鐘，高 璇. 鐵路貨車裝載狀態(tài)監(jiān)視和超限檢測系統(tǒng)的研究[J]. 中國鐵道科學，2004，25（5）：141-144.