鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案研究

王宴平，浦 丁，葛 銳，王傳儉

(中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司 合肥貨運(yùn)中心，安徽 合肥 230001)

1 鐵路貨場(chǎng)信息化現(xiàn)狀

隨著信息技術(shù)在社會(huì)生活各個(gè)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，“智慧物流、數(shù)字貨運(yùn)”理念逐步深入人心，而鐵路貨場(chǎng)是鐵路車站的窗口，是車站組織貨物運(yùn)輸?shù)闹匾獔?chǎng)所，貨場(chǎng)信息化水平高低直接影響鐵路貨運(yùn)作業(yè)效率和服務(wù)質(zhì)量。近年來(lái)，鐵路貨場(chǎng)相繼投入使用了貨運(yùn)站生產(chǎn)管理系統(tǒng)、車流預(yù)確報(bào)系統(tǒng)、運(yùn)輸調(diào)度指揮系統(tǒng)等，信息化水平有了一定提高，但與當(dāng)前快速發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比仍有較大差距，主要體現(xiàn)在以下方面。

（1）信息化程度低?，F(xiàn)行的貨場(chǎng)管理系統(tǒng)，貨運(yùn)各作業(yè)環(huán)節(jié) (如接車對(duì)位、設(shè)撤防護(hù)、作業(yè)前三檢、作業(yè)后三檢、裝卸派班等) 信息仍采用現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)、人工錄入方式獲取，貨運(yùn)、裝卸等各生產(chǎn)崗位間信息傳遞仍以人工手抄、當(dāng)面簽認(rèn)為主，車站與客戶間信息傳遞、確認(rèn)仍未完全實(shí)現(xiàn)信息化。一方面，這樣容易造成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息在頻繁抄寫、轉(zhuǎn)錄過(guò)程中出錯(cuò)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性無(wú)法得到保證；另一方面，通過(guò)人工方式采集信息并在多個(gè)信息系統(tǒng)間頻繁手工錄入，既增加了人工作業(yè)量，又影響了作業(yè)效率。

（2）系統(tǒng)間兼容性低。20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，鐵路貨運(yùn)部門相繼研發(fā)應(yīng)用了多套信息系統(tǒng)，目前在用的與鐵路貨運(yùn)生產(chǎn)及管理相關(guān)的信息系統(tǒng)較多，并且是在不同年代、不同技術(shù)環(huán)境下建立的，不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)信息不共享，造成原始信息需要在不同系統(tǒng)間重復(fù)錄入[1]。

（3）信息來(lái)源不廣泛。目前，鐵路貨運(yùn)部門所使用的生產(chǎn)及管理系統(tǒng)，主要與調(diào)度指揮、車輛等鐵路內(nèi)部信息聯(lián)通，而對(duì)外尚未與海關(guān)、交通運(yùn)輸部門等部門互聯(lián)互通。因此，造成鐵路在國(guó)際聯(lián)運(yùn)方面仍不能按國(guó)際通用的 EDI 標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)內(nèi)的電子口岸標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行貨運(yùn)信息交換，制約了進(jìn)出口貨物運(yùn)輸效率[2]。同時(shí)，由于鐵路貨運(yùn)沒有與生產(chǎn)企業(yè)及公路、水路等物流企業(yè)建立信息平臺(tái)，不能與其他運(yùn)輸方式及時(shí)傳遞物流信息，形成了社會(huì)大物流背景下的鐵路貨運(yùn)盲區(qū)。

（4）功能不完善。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，順豐控股 (集團(tuán)) 股份有限公司、普洛斯物流資產(chǎn)公司等國(guó)內(nèi)外物流企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨物運(yùn)行軌跡的全過(guò)程實(shí)時(shí)跟蹤，而鐵路貨運(yùn)僅能通過(guò)追蹤車輛運(yùn)行軌跡判斷貨物流動(dòng)狀態(tài)，無(wú)法實(shí)時(shí)查詢貨物運(yùn)行動(dòng)態(tài)[3]。近年來(lái)，青島港、廈門港、上海洋山港相繼開通自動(dòng)化碼頭，實(shí)現(xiàn)了裝卸自動(dòng)化或遠(yuǎn)程操控，而鐵路裝卸機(jī)械操作和管理完全依靠人工手動(dòng)來(lái)完成。

（5）集成化程度較低。由于鐵路貨場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，既有的貨運(yùn)信息系統(tǒng)分別采用不同制式的有線/無(wú)線、公用/專用通信網(wǎng)絡(luò)分散運(yùn)行，集成化程度較低。例如，目前貨場(chǎng)內(nèi)仍大量使用有線電話和各種型號(hào)的無(wú)線對(duì)講機(jī)，造成現(xiàn)場(chǎng)信息傳遞通常需要進(jìn)行人工轉(zhuǎn)換，并且鐵路局域網(wǎng)和外部互聯(lián)網(wǎng)互相獨(dú)立，客戶信息無(wú)法通過(guò)遠(yuǎn)程交互直接反映到現(xiàn)場(chǎng)，同樣存在信息二次轉(zhuǎn)換的問題。

2 鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案

2.1 總體方案

鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案的研究與建設(shè)，應(yīng)以“鐵路貨運(yùn)站生產(chǎn)管理系統(tǒng)”為基礎(chǔ)，以傳感技術(shù)和 RFID 等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐，突出智能化信息自動(dòng)采集與處理，建立基于 Web 的鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)管理信息系統(tǒng)。鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案示意圖如圖 1 所示。

圖1 鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案示意圖Fig.1 Schematic diagram of digital technical scheme for railway freight yard

2.2 技術(shù)架構(gòu)

鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)管理信息系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)從系統(tǒng)的可靠性、實(shí)用性、便捷性等方面考慮，采用表現(xiàn)層、邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層 3 層模式，通過(guò)將不同的業(yè)務(wù)邏輯和應(yīng)用分離，實(shí)現(xiàn)客戶應(yīng)用邏輯，每層之間通過(guò)接口訪問，避免因?yàn)槟骋粚拥臉I(yè)務(wù)邏輯變動(dòng)影響其他層次。

（1）表現(xiàn)層。表現(xiàn)層以 WEB、客戶端及手持機(jī)等方式對(duì)業(yè)務(wù)服務(wù)器進(jìn)行訪問。

（2）邏輯層。邏輯層的主要作用在于與表現(xiàn)層進(jìn)行交互。針對(duì)不同訪問方式和技術(shù)，以基礎(chǔ)類庫(kù)為基礎(chǔ)，定義用戶實(shí)體業(yè)務(wù)類庫(kù)、數(shù)據(jù)交換類庫(kù)、圖像處理類庫(kù)等實(shí)現(xiàn)訪問、分發(fā)及視頻信息的發(fā)布。采用數(shù)據(jù)交換類庫(kù)實(shí)現(xiàn)站間數(shù)據(jù)交換和電報(bào)收發(fā)，通過(guò)多種不同的組合和靈活的設(shè)置，完成定制、修改、管理各種貨運(yùn)業(yè)務(wù)流程。

（3）數(shù)據(jù)訪問層。通過(guò)數(shù)據(jù)訪問層，創(chuàng)建對(duì)象和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的映射，實(shí)現(xiàn)事務(wù)服務(wù)、查詢服務(wù)、數(shù)據(jù)并發(fā)控制，完成數(shù)據(jù)的增刪改和查詢。

鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案的技術(shù)架構(gòu)示意圖如圖 2 所示。

2.3 系統(tǒng)構(gòu)成及功能

鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)管理信息系統(tǒng)主要包括貨場(chǎng)門禁管理系統(tǒng)、多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)、貨運(yùn)站股道車輛自動(dòng)識(shí)別定位系統(tǒng)、裝卸派班與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)、流動(dòng)裝卸機(jī)械定位監(jiān)控系統(tǒng)、起重機(jī)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)、集裝箱作業(yè)管理系統(tǒng)、貨場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)等。

2.3.1 貨場(chǎng)門禁管理系統(tǒng)

由于進(jìn)出鐵路貨場(chǎng)的汽車種類繁多且身份復(fù)雜，傳統(tǒng)的采用人工門衛(wèi)管理難度大，差錯(cuò)率高[4]。鐵路貨場(chǎng)門禁系統(tǒng)，采用視頻圖像采集與預(yù)置信息比較相結(jié)合的方式進(jìn)行管理，即通過(guò)貨場(chǎng)出入口安裝的車牌識(shí)別裝置對(duì)車牌進(jìn)行識(shí)別，并與其存儲(chǔ)的車輛身份信息相比對(duì)，信息吻合的即抬桿放行，信息不一致的不予放行。為提高識(shí)別效果，根據(jù)貨場(chǎng)門衛(wèi)工況合理設(shè)計(jì)車輛識(shí)別裝置的技術(shù)指標(biāo)，如在汽車車牌無(wú)遮擋、清潔情況下，字母和數(shù)字識(shí)別率 99% 以上，通過(guò)有針對(duì)性地增強(qiáng)模塊，可實(shí)現(xiàn)整牌識(shí)別率 (含車牌漢字)達(dá)到 98% 以上 (整牌識(shí)別率 = 完全正確號(hào)牌數(shù)/車流量)，單號(hào)牌識(shí)別時(shí)間＜0.02 s，號(hào)牌檢測(cè)率＞99% ，車輛行駛速度在 0～100 km/ h 之間 (防止汽車惡意或失控沖卡)，輸出圖像分辨率 ≥720×288，輸出信息包括車輛全貌、號(hào)牌小圖、號(hào)牌識(shí)別號(hào)碼、號(hào)牌顏色等數(shù)據(jù)信息。鐵路貨場(chǎng)門禁系統(tǒng)自動(dòng)記錄車輛、貨物、人員進(jìn)出貨場(chǎng)時(shí)間，自動(dòng)識(shí)別車輛所屬企業(yè)、運(yùn)送貨物信息，通過(guò)與“鐵路貨運(yùn)站生產(chǎn)管理系統(tǒng)”連接，對(duì)進(jìn)入貨場(chǎng)的車輛、貨物、人員等進(jìn)行跟蹤和追溯，方便貨物進(jìn)出站管理[5]。貨場(chǎng)門禁系統(tǒng)還與汽車衡計(jì)量稱重系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，可以準(zhǔn)確計(jì)量貨物重量，從源頭上掌控貨物重量。

圖2 鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案的技術(shù)架構(gòu)示意圖Fig.2 The schematic diagram of the technical framework of the digital technical scheme for the railway freight yard

2.3.2 多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)

多媒體調(diào)度指揮系統(tǒng)主要由中心層、網(wǎng)絡(luò)層、接入層、指揮控制層 4 層架構(gòu)組成。中心層是根據(jù)用戶所需功能要求，在用戶機(jī)房部署相關(guān)服務(wù)器構(gòu)成的。網(wǎng)絡(luò)層是指各種能夠提供 IP 網(wǎng)絡(luò)的有線或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，如以太網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)公網(wǎng)、衛(wèi)星通信等網(wǎng)絡(luò)。接入層是指根據(jù)用戶的需求，將所需的終端設(shè)備接入系統(tǒng)，并可通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度管理，如在道路、倉(cāng)庫(kù)、車位或設(shè)備上部署 IP 話機(jī)，安裝 IP 廣播，可進(jìn)行語(yǔ)音、視頻信息傳輸?shù)炔僮鳎纬梢粢曨l聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，可以對(duì)貨場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，對(duì)于安全險(xiǎn)情、違章作業(yè)等行為及時(shí)警告或制止。將貨運(yùn)員手持機(jī)接入系統(tǒng)，利用手持機(jī)的便捷性、靈活性和移動(dòng)性，提供跨網(wǎng)絡(luò)、跨區(qū)域、跨終端的集群業(yè)務(wù)功能，包括音視頻通話、語(yǔ)音對(duì)講、呼叫搶占、群組對(duì)講/廣播、文本/圖片/視頻消息、視頻回傳、GPS 定位、GIS 調(diào)度等，并能與 PDT/Tetra/MPTdeng 等數(shù)字集群系統(tǒng)、常規(guī)集群對(duì)講系統(tǒng)、有線通信系統(tǒng)無(wú)縫融合。指揮控制層是指在調(diào)度指揮中心進(jìn)行調(diào)度指揮操作的平臺(tái)，可接大屏的指揮調(diào)度臺(tái)，其中調(diào)度指揮主機(jī)主要提供 SIP 終端的注冊(cè)，通信路由能夠配合調(diào)度指揮軟件進(jìn)行終端狀態(tài)監(jiān)控，終端分組點(diǎn)擊呼叫，群呼、組呼、強(qiáng)插、監(jiān)聽、轉(zhuǎn)接、等待、會(huì)議、TTS 文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音撥號(hào)、視頻 (圖片) 回傳、視頻 (圖片) 轉(zhuǎn)發(fā)、短信收發(fā)、視頻聯(lián)動(dòng)等功能。

2.3.3 貨運(yùn)站股道車輛自動(dòng)識(shí)別定位系統(tǒng)

利用在貨物線上布設(shè)的磁敏傳感器、各股道入口處安裝的攝像頭，通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能視頻技術(shù)相結(jié)合，完成貨車進(jìn)出股道的自動(dòng)探測(cè)、自動(dòng)記時(shí)、車號(hào)自動(dòng)識(shí)別及貨車停留定位等功能。該系統(tǒng)由列車自動(dòng)檢測(cè)、貨車車號(hào)識(shí)別、貨車定位 3 個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，用于對(duì)前端探測(cè)設(shè)備的控制，進(jìn)行原始檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集和本地協(xié)同化處理，最后對(duì)處理后數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、傳輸和管理[6]。列車自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)主要采用既有的成熟磁缸技術(shù)，利用磁缸對(duì)線路上列車的進(jìn)出進(jìn)行判斷，通過(guò)與現(xiàn)車系統(tǒng)的匹配校對(duì)列車信息，轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出；貨車車號(hào)識(shí)別系統(tǒng)不再使用傳統(tǒng)的車底板安裝的編號(hào)處理，而是直接使用視頻圖像截取和識(shí)別技術(shù)對(duì)可見車號(hào)進(jìn)行采集和轉(zhuǎn)化，再次與現(xiàn)車系統(tǒng)匹配校對(duì)貨車信息；貨車定位系統(tǒng)則是通過(guò)預(yù)置線路長(zhǎng)度和各型貨車長(zhǎng)度信息，對(duì)線路和貨車進(jìn)行數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)裝卸線路上貨車的精確定位，最終轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)指揮系統(tǒng)中作業(yè)組織的原始依據(jù)。

2.3.4 裝卸派班與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)

裝卸派班與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)主要改變了裝卸派班方式，由以前的裝卸派班人員填寫紙質(zhì)裝卸工作單，貨運(yùn)員和裝卸工組簽認(rèn)，計(jì)工員人工校對(duì)統(tǒng)計(jì)的模式，改為由貨調(diào) (或貨運(yùn)員) 通過(guò)局域網(wǎng)派班。外勤貨運(yùn)員、裝卸值班員、裝卸工組、計(jì)工員之間關(guān)于生產(chǎn)任務(wù)的流轉(zhuǎn)及統(tǒng)計(jì)不再以手工、紙質(zhì)工作單為載體，而是通過(guò)數(shù)字化派班來(lái)實(shí)現(xiàn)工作量分配和統(tǒng)計(jì)。該系統(tǒng)按照裝卸生產(chǎn)組織流程設(shè)計(jì)，具有派班、作業(yè)單審核、作業(yè)單驗(yàn)收、作業(yè)單查詢統(tǒng)計(jì)等基本功能和菜單字典、用戶注冊(cè)、權(quán)限配置等輔助功能。鐵路裝卸派班與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)流程圖如圖 3 所示。

圖3 鐵路裝卸派班與統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)流程圖Fig.3 Railway handling scheduling and statistics system flow chart

裝卸派班功能數(shù)據(jù)源分為整車、集裝箱、批量零散 (含入箱、非入箱)、零散 4 種類型，以貨票系統(tǒng)、運(yùn)單系統(tǒng)、集裝箱管理系統(tǒng)、零散快運(yùn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)不同類型的作業(yè)調(diào)取相應(yīng)信息，按任務(wù)時(shí)間、重要性優(yōu)先級(jí)安排相應(yīng)的裝卸設(shè)備和裝卸工組，同時(shí)結(jié)合客戶需求分配作業(yè)任務(wù)，提高了裝卸生產(chǎn)指揮效能和裝卸業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)的正確率，減輕了統(tǒng)計(jì)人員的工作強(qiáng)度。

2.3.5 流動(dòng)裝卸機(jī)械定位監(jiān)控系統(tǒng)

流動(dòng)裝卸機(jī)械定位監(jiān)控系統(tǒng)是利用安裝于叉車、裝載機(jī)、正面吊、抓料機(jī)等移動(dòng)式裝卸機(jī)械上的UWB 定位裝置、無(wú)線傳輸裝置等，對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)定位和跟蹤；利用安裝于機(jī)械設(shè)備的微型化攝像頭監(jiān)控設(shè)備，對(duì)移動(dòng)式裝卸機(jī)械現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)預(yù)防和處理突發(fā)事件，還可通過(guò)倒查視頻對(duì)作業(yè)進(jìn)度和操作行為進(jìn)行追溯和還原，為突發(fā)事件的取證及處理提供依據(jù)。裝卸機(jī)械上安裝的監(jiān)控裝置通過(guò)貨場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將畫面實(shí)時(shí)傳輸?shù)胶蠖斯芾碥浖校芾砣藛T可通過(guò)控制主機(jī)查看錄像，從而掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，實(shí)現(xiàn)不在本地也能夠通過(guò)遠(yuǎn)程訪問的方式查看監(jiān)控圖像，及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，對(duì)相應(yīng)問題作出指示和處理，以保證現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全。以叉車為例，在叉車上安裝 1 臺(tái) 720 P 的網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，用以實(shí)時(shí)查看司機(jī)操作情況，并察看通道及貨物堆碼狀態(tài)，視頻數(shù)據(jù)由叉車到監(jiān)控中心機(jī)房 (由控制主機(jī)、陣列柜、交換機(jī)等組成) 采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，由安裝的控制系統(tǒng) 1 套、NVR 1 臺(tái)，控制主機(jī)及磁盤陣列1 套對(duì)前端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)存、存儲(chǔ)、控制和管理，便于后端人員的管理及遠(yuǎn)程訪問。

2.3.6 起重機(jī)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)

起重機(jī)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)采集、傳輸、控制、管理等手段，實(shí)現(xiàn)門式起重機(jī)作業(yè)過(guò)程中的作業(yè)環(huán)境安全狀態(tài)聯(lián)動(dòng)、設(shè)備危險(xiǎn)臨界報(bào)警、操作過(guò)程全面記錄、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示和數(shù)據(jù)記錄保存、與現(xiàn)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)、本地/遠(yuǎn)程查詢起重機(jī)歷史及實(shí)時(shí)作業(yè)數(shù)據(jù)等功能。該系統(tǒng)需在起重機(jī)上安裝 7 臺(tái)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。在起重機(jī)司機(jī)室內(nèi)安裝 1 臺(tái) 720 P 的高清網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，用以查看司機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化情況；在起重機(jī)小車上安裝 1 臺(tái) 720 P 高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)，用以監(jiān)控起重工作業(yè)狀態(tài)；在走行軌道上方垂直于股道的兩側(cè)主梁上安裝 2 臺(tái) 720 P 高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)，用以查看股道及股道上貨車停放位置及裝載情況；在起重機(jī)平行于股道的兩側(cè)主梁上安裝 2 臺(tái) 720P 高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)，用以監(jiān)控裝卸作業(yè)區(qū)的整體情況；在起重機(jī)動(dòng)力機(jī)室安裝 1 臺(tái) 720 P 的高清網(wǎng)絡(luò)半球攝像機(jī)，用以查看動(dòng)力機(jī)室的情況。在起重機(jī)司機(jī)室內(nèi)安裝控制系統(tǒng) 1 套、NVR1 臺(tái)、顯示器 1 臺(tái)，用于查看作業(yè)動(dòng)態(tài)；后端采用控制主機(jī)對(duì)前端監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、控制和管理，便于后端人員的管理及遠(yuǎn)程訪問。中心機(jī)房由控制主機(jī)、交換機(jī)等組成，數(shù)據(jù)由起重機(jī)傳輸?shù)浇尤朦c(diǎn)，采用高增益天線 (高增益天線比普通無(wú)線產(chǎn)品具有更大的帶寬、更高的傳輸速度、更好的穩(wěn)定性、更強(qiáng)的加密技術(shù)，支持高達(dá) 300 Mbps 最大傳輸速率，保障高碼流數(shù)據(jù)傳輸)。起重機(jī)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖如圖 4 所示。

圖4 起重機(jī)安全視頻監(jiān)控系統(tǒng)示意圖Fig.4 Schematic diagram of a crane safety video surveillance system

通過(guò)該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)掌握起重機(jī)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，及時(shí)預(yù)防和處理突發(fā)事件。前端監(jiān)控點(diǎn)位通過(guò)網(wǎng)線匯總在司機(jī)室內(nèi)、司機(jī)可通過(guò)監(jiān)控畫面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)狀況有更全面、更細(xì)致的了解，增強(qiáng)了作業(yè)的準(zhǔn)確性及安全性；數(shù)據(jù)由起重機(jī)到監(jiān)控中心采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，后端管理人員可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)前端監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況；可以通過(guò)查看錄像，為突發(fā)事件的取證及處理提供依據(jù)；管理人員可通過(guò)遠(yuǎn)程訪問的方式查看監(jiān)控圖像，及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況，同時(shí)預(yù)留數(shù)據(jù)上傳接口條件，滿足多級(jí)聯(lián)網(wǎng)需求[7]。該系統(tǒng)體現(xiàn)了現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)信息管理技術(shù)在起重機(jī)械上的具體運(yùn)用，并在規(guī)范大型起重機(jī)械安全管理和控制、促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)防安全事故發(fā)生等方面發(fā)揮重要作用。

2.3.7 集裝箱作業(yè)管理系統(tǒng)

集裝箱作業(yè)管理系統(tǒng)通過(guò)貨場(chǎng)門禁管理系統(tǒng)識(shí)別汽車車牌、門架式箱號(hào)識(shí)別裝置自動(dòng)識(shí)別集裝箱箱號(hào)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和圖像、貨運(yùn)外勤人員用智能手持機(jī)進(jìn)行作業(yè)及管理等手段，對(duì)鐵路集裝箱進(jìn)出門、裝卸汽車、裝卸貨車、集裝箱碼放在箱區(qū)箱位等作業(yè)流程進(jìn)行信息處理、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少人工作業(yè)量，提高作業(yè)準(zhǔn)確度，提升貨場(chǎng)利用效率，全面提高鐵路集裝箱作業(yè)質(zhì)量[8]。該系統(tǒng)主要解決集裝箱進(jìn)出鐵路貨場(chǎng)無(wú)法有效追蹤和在貨場(chǎng)內(nèi)搬運(yùn)軌跡和位置也無(wú)法準(zhǔn)確定位的問題。該系統(tǒng)通過(guò)預(yù)先規(guī)劃集裝箱堆場(chǎng)內(nèi)二維堆場(chǎng)，使用網(wǎng)格化管理，對(duì)每個(gè)箱位進(jìn)行編碼。貨運(yùn)員對(duì)裝卸集裝箱使用可視化圖形界面和數(shù)字化編碼等方式，根據(jù)汽車和貨車?？课恢玫淖兓Y(jié)合箱場(chǎng)情況按照一定算法給出最優(yōu)化的裝卸作業(yè)方案，對(duì)需要裝卸的集裝箱通過(guò)上位機(jī)系統(tǒng)發(fā)出指令，下位機(jī)系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和接收，裝卸人員根據(jù)分配的任務(wù)進(jìn)行作業(yè)。系統(tǒng)還可以根據(jù)進(jìn)出和搬運(yùn)軌跡自動(dòng)讀寫集裝箱信息，配以時(shí)間維度作為數(shù)據(jù)項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)集裝箱作業(yè)全流程追溯，具有性能可靠、操作簡(jiǎn)便、成本低等特點(diǎn)。

2.3.8 貨場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是保障各類數(shù)據(jù)、信息在各個(gè)系統(tǒng)間實(shí)時(shí)傳輸?shù)年P(guān)鍵。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)通過(guò)在貨場(chǎng)設(shè)置若干無(wú)線基站，在手持機(jī)、起重機(jī)、叉車等移動(dòng)裝置上安裝通信終端，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)正常運(yùn)行及各子系統(tǒng)間視頻、文本、語(yǔ)音、圖像信息實(shí)時(shí)傳輸，同時(shí)也能滿足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)需求[9]，方便作業(yè)人員及時(shí)收發(fā)信息及指令，方便管理人員更新各項(xiàng)記錄、監(jiān)控信息或?qū)崟r(shí)進(jìn)行語(yǔ)音通信。無(wú)線傳輸技術(shù)，容易與以太網(wǎng)進(jìn)行整合，網(wǎng)絡(luò)部署簡(jiǎn)單，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性。

3 結(jié)束語(yǔ)

鐵路貨場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)方案在合肥北鐵路貨場(chǎng)應(yīng)用以來(lái)，通過(guò)數(shù)字化管理和作業(yè)方式提高了信息的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，降低了貨運(yùn)和裝卸人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，以技術(shù)手段保證了運(yùn)輸組織的安全穩(wěn)定，提高了鐵路貨運(yùn)作業(yè)質(zhì)量和運(yùn)輸效率，促進(jìn)了營(yíng)銷任務(wù)的完成，客戶服務(wù)滿意度大幅度提升。在標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)會(huì)等多次全局性活動(dòng)中作為示范單位進(jìn)行展示，同時(shí)吸引了各鐵路局集團(tuán)公司及所屬單位前往參觀交流。展望未來(lái)，鐵路貨場(chǎng)應(yīng)借鑒智能化碼頭的技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，深入推進(jìn)貨物及車輛自動(dòng)識(shí)別、全程追蹤、裝卸機(jī)械自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，不斷深化鐵路貨場(chǎng)的數(shù)字化建設(shè)[10-13]。

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