信息時代下神朔鐵路智能化車站系統(tǒng)的構(gòu)建

宗 剛

(包神集團神朔鐵路三岔站區(qū)，陜西 神木 036299)

0 引言

包神集團神朔鐵路車站的運輸任務不斷加大，導致當前運輸管理過程中面臨一些問題，以鐵路運輸車站安全管理體系和基礎設施建設問題尤為突出。因此，就當前現(xiàn)有的鐵路系統(tǒng)進行設計改造，借助信息化技術(shù)、機器視覺、通信技術(shù)等科學技術(shù)手段進行系統(tǒng)整改和調(diào)整，可通過技術(shù)層面的優(yōu)化設計，提高智能化鐵路車站系統(tǒng)的應用性能。

1 智能化鐵路車站系統(tǒng)的構(gòu)建層次

在當前高新技術(shù)的支持下，系統(tǒng)設計人員就神朔鐵路車站作業(yè)流程進行了規(guī)劃部署，在模型搭建的基礎上進行了系統(tǒng)框架構(gòu)思，確保系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設計的合理性，保證信息傳輸?shù)臅r效性和安全性，系統(tǒng)將鐵路車站生產(chǎn)、運輸、服務以及安全管理等模塊集成到同一智能化平臺上，確保最終實現(xiàn)智能化指揮和調(diào)控，從根本上提高鐵路貨運輸送量，保證鐵路車站運輸效率和運輸質(zhì)量。以下就系統(tǒng)框架搭建要點進行分析。

1.1 數(shù)據(jù)感知層

為保證系統(tǒng)收集信息的完整性，須對鐵路車站基礎網(wǎng)絡進行優(yōu)化和布設，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)絡的支持下構(gòu)建了智能化車站數(shù)據(jù)感知層，支持對正在運行列車的當前運行狀態(tài)的識別。為了保證信息采集的時效性，系統(tǒng)支持對音頻和圖像進行實時監(jiān)控，如精準定位音頻、圖像等，將鐵路車站當前的貨運量、設施環(huán)境等要素信息反饋到系統(tǒng)平臺中，實時監(jiān)測車站的安全情況，通過系統(tǒng)反饋到的信息數(shù)據(jù)進行安全系數(shù)分析，最大程度上保證鐵路良好的運輸環(huán)境。

1.2 網(wǎng)絡傳輸層

智能化鐵路列車系統(tǒng)網(wǎng)絡傳輸層設計中，應用了大量的現(xiàn)代化科學技術(shù)，實現(xiàn)技術(shù)全面覆蓋，在網(wǎng)絡載體支持下，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，將不同監(jiān)測對象、不同數(shù)據(jù)類型的信息傳輸至管理中心進行數(shù)據(jù)存儲與分析，實現(xiàn)對鐵路車站內(nèi)信息數(shù)據(jù)的收集，經(jīng)由數(shù)據(jù)感知層，實現(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)建立鐵路車站信息數(shù)據(jù)庫，將信息進行存儲和管理，實現(xiàn)對異常信息數(shù)據(jù)的分析，并實時將信息進行傳輸，保證信息數(shù)據(jù)共享，提高車站工作效率，切實發(fā)揮了數(shù)據(jù)資源層的機制和作用。

1.4 業(yè)務應用層

在業(yè)務應用層模塊設計過程中，搭建了行車管理系統(tǒng)、調(diào)車管理系統(tǒng)等。在鐵路列車運行過程中，智能監(jiān)測預警系統(tǒng)實時對列車運行狀態(tài)進行跟蹤，一旦出現(xiàn)異常情況，會第一時間進行預警，精準定位故障隱患點，便于相關運維人員第一時間到達故障現(xiàn)場，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，實現(xiàn)對智能車站信息數(shù)據(jù)的安全保護。通過在網(wǎng)絡邊界安裝防火墻，保護了網(wǎng)絡信息傳輸?shù)陌踩?，提高信息?shù)據(jù)存儲的可行性。同時，避免了數(shù)據(jù)信息的丟失和損毀，為鐵路智能化車站安全有序運營提供保障。

2 智能化鐵路車站系統(tǒng)的構(gòu)建方案

2.1 車站數(shù)字化檢測系統(tǒng)的構(gòu)建

傳統(tǒng)的重載鐵路運輸監(jiān)測工作中，對重載列車運行狀態(tài)及貨物裝載狀態(tài)的監(jiān)視主要依靠車站值班員以人工觀察的方式進行，其監(jiān)測內(nèi)容包括貨物高溫著火、車體外脹、車門加固不良貨物泄露、車輛抱閘運行等異常情況，當發(fā)現(xiàn)異常時及時匯報處理。但這種傳統(tǒng)作業(yè)方式已經(jīng)不適應當前運輸生產(chǎn)的需要。目前包神集團神朔鐵路車流密度大、運輸任務重，車站作業(yè)繁忙、人員緊張，助理值班員承擔接、發(fā)列車、做/撤防溜、摘/掛列尾裝置、交付行車憑證等作業(yè)已難以兼顧，列車車長最長達2 km，速度約80 km/h，人員站在規(guī)定地點只能觀測車輛一側(cè)運行狀態(tài)，無法滿足安全運輸?shù)男枰?。基于此，?shù)字化檢測系統(tǒng)集成超限、溫度、速度、列車輪軸等多種傳感器，在機器視覺、智能圖像分析的技術(shù)支持下，可實現(xiàn)對列車運行狀態(tài)、貨物裝載狀態(tài)、機車車輛圖像進行采集分析，由數(shù)據(jù)資源層進行數(shù)據(jù)分配，實現(xiàn)異常報警，定位異常車輛，記錄數(shù)據(jù)，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)追溯查詢效果。該系統(tǒng)達到如下效果。

1)保障運輸安全。數(shù)字化檢測系統(tǒng)克服了人工監(jiān)測的主觀判斷不及時、不準確的問題。

2)提高運輸效率?？梢蕴岣咦鳂I(yè)效率，壓縮列車車站作業(yè)時間，提高區(qū)段通過能力和列車運行速度。

3)優(yōu)化資源配置。重載鐵路運輸數(shù)字化檢測系統(tǒng)的使用可以優(yōu)化勞動崗位人員配置，節(jié)約人工成本，在有效提高列車監(jiān)控安全的前提下，對實現(xiàn)減員增效和優(yōu)化車站作業(yè)流程有十分重要的意義。

2.2 車站可視化調(diào)車

在信息化技術(shù)的支持下，可實現(xiàn)智能平調(diào)、遠程調(diào)車作業(yè)，數(shù)字化檢測列車運行狀態(tài)。其中智能平調(diào)在對講機上加裝信息傳輸、顯示、定位模塊，作業(yè)人員在對講機上可接收、確認調(diào)車作業(yè)通知單等信息，每完成一鉤或一批作業(yè)可點擊回傳信息，便于調(diào)車長、值班員隨時掌握作業(yè)進程及人員位置。該系統(tǒng)在調(diào)車作業(yè)中，為相關人員提供實時的調(diào)查作業(yè)場景，通過監(jiān)測調(diào)車狀態(tài)、監(jiān)控作業(yè)情況，降低了作業(yè)人員的勞動強度，化解了人員緊張局面，減少了人為因素導致的事故，大大降低了安全事故發(fā)生的概率。

2.3 車站智能防溜系統(tǒng)的構(gòu)建

智能防溜系統(tǒng)功能的實現(xiàn)主要體現(xiàn)在對防溜鐵鞋、防護脫軌器等進行自動化操作、監(jiān)控，通過收集相關信息數(shù)據(jù)，對異?，F(xiàn)象進行預警。當前的科技發(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，高度不影響機車和車輛運行，結(jié)構(gòu)中包含了副軌道或履帶、框架、移動小車、機械臂和防滑塊等，系統(tǒng)的動力由電機提供，或者通過液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。系統(tǒng)傳動部分機械臂實現(xiàn)，通過設置數(shù)量不等的轉(zhuǎn)向輪，實現(xiàn)對力量的控制；另外，智能防溜系統(tǒng)帶激光測距功能和帶力矩檢測功能，可實時進行視頻監(jiān)控。作業(yè)人員在室內(nèi)點擊某一股道做防溜的按鈕，室外線路上的裝置可以自動檢測該股道本區(qū)域內(nèi)車輛的停留位置，并準確將防溜放到車輪下。當點擊撤除防溜的按鈕時，防溜自動撤除。

室內(nèi)能夠顯示防溜的上、下、異常3種狀態(tài)，并能夠適時顯示防溜狀態(tài)視頻或者拍照回傳，當自動作業(yè)過程中發(fā)生異常時，系統(tǒng)能夠自動報警，人工到達現(xiàn)場可以使用遙控、手動作業(yè)。

3 結(jié)語

智能化鐵路車站系統(tǒng)包括數(shù)字化列車運行檢測系統(tǒng)、遠程調(diào)車系統(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，可有效提高鐵路車站的工作效率。就當前神朔鐵路車站的運輸實際情況，該智能化系統(tǒng)可有效提高神朔鐵路車站智能化運輸整體水平，促進鐵路事業(yè)的良好發(fā)展。