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摘要：分析了當(dāng)前鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材存在的問(wèn)題和安全隱患，以防溜鐵鞋為例提出通過(guò)信息化技術(shù)改造，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)防溜防撞專(zhuān)用器材全過(guò)程實(shí)時(shí)安全管理的整體解決方案，并介紹了軟硬件設(shè)計(jì)思路及試用后取得的效果。

關(guān)鍵詞：防溜防撞；專(zhuān)用器材；鐵鞋；全壽命；精準(zhǔn)定位；物聯(lián)網(wǎng)

隨著中國(guó)鐵路高速化和智能化發(fā)展，鐵路設(shè)備的安全管理變得愈加重要。鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材是保證鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛停留安全的重要工具，其中防溜鐵鞋通過(guò)卡扣車(chē)輪與鋼軌踏面來(lái)防止停留的機(jī)車(chē)車(chē)輛溜逸，是一種最典型的防溜防撞專(zhuān)用器材，在鐵路行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材在鐵路作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)如果使用和保管不當(dāng)，就可能會(huì)危及作業(yè)人員安全，嚴(yán)重時(shí)還可能危及行車(chē)安全，造成鐵路交通事故。由于鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材在鐵路作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的數(shù)量較多，在領(lǐng)用、發(fā)放、使用、回收等各個(gè)環(huán)節(jié)，采用常規(guī)手段管理費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且容易出現(xiàn)差錯(cuò)，造成安全隱患。隨著信息化技術(shù)特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，鐵路物資全壽命管理開(kāi)始實(shí)施并取得一定的效果，對(duì)鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材有必要通過(guò)信息化手段實(shí)現(xiàn)更加規(guī)范和安全的管理。為了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全，西安局集團(tuán)公司研發(fā)了鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材安全管理系統(tǒng)，結(jié)合信息化技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)公司管內(nèi)防溜防撞專(zhuān)用器材的全過(guò)程實(shí)時(shí)管理，本文以防溜鐵鞋為例闡述鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材安全管理體系的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

1整體設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)思路

根據(jù)國(guó)鐵集團(tuán)《鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材安全管理規(guī)定》等要求，防溜鐵鞋實(shí)行專(zhuān)項(xiàng)、編號(hào)管理，生產(chǎn)、銷(xiāo)售、購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、使用、銷(xiāo)毀等所有環(huán)節(jié)均須進(jìn)行登記，實(shí)行檔案管理，并逐步推廣運(yùn)用電子追蹤標(biāo)識(shí)。為了加強(qiáng)防溜鐵鞋安全管理，確保機(jī)車(chē)車(chē)輛停放安全，同時(shí)提高現(xiàn)場(chǎng)安全管理水平和工作效率，本項(xiàng)目基于物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究利用嵌入微處理器來(lái)監(jiān)測(cè)防溜鐵鞋的存放地點(diǎn)、移動(dòng)軌跡、工作狀態(tài)等信息，同時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)廠(chǎng)、采供所、物資段、廢舊物資管理站、使用單位等各部門(mén)管理過(guò)程與關(guān)鍵數(shù)據(jù)，通過(guò)信息系統(tǒng)來(lái)卡控關(guān)鍵環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)防溜鐵鞋全壽命信息化管理和使用過(guò)程的安全管理。

1.2集中管理

西安局集團(tuán)公司為了實(shí)現(xiàn)防溜鐵鞋的安全管理，將各單位防溜鐵鞋的采購(gòu)供應(yīng)和銷(xiāo)毀處置集中到物資供應(yīng)段，實(shí)行“雙集中”管理。

1.2.1集中采購(gòu)供應(yīng)。各單位防溜鐵鞋采購(gòu)需求經(jīng)公安部門(mén)批準(zhǔn)后，全部集中到西安局集團(tuán)公司采供所統(tǒng)一采購(gòu)，確定采購(gòu)渠道與采購(gòu)價(jià)格，物資供應(yīng)段簽訂合同并組織供應(yīng)與貨款結(jié)算。

1.2.2集中銷(xiāo)毀處置。防溜鐵鞋報(bào)廢后，各使用單位運(yùn)送至物資供應(yīng)段，按唯一碼進(jìn)行交接確認(rèn)，由物資供應(yīng)段在公安部門(mén)的監(jiān)督下集中銷(xiāo)毀處置，防止分散處置報(bào)廢鐵鞋可能帶來(lái)的保管和銷(xiāo)毀不規(guī)范、影響鐵路運(yùn)輸安全的問(wèn)題。

2系統(tǒng)主要功能

本項(xiàng)目的建立涵蓋管轄范圍內(nèi)全部防溜鐵鞋的信息系統(tǒng)管理體系，有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)防溜鐵鞋作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、流程化，系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)以下功能。

2.1雙集中管理

通過(guò)物資供應(yīng)段雙集中管理（集中采購(gòu)供應(yīng)、集中報(bào)廢處置），結(jié)合站段使用過(guò)程，實(shí)現(xiàn)防溜鐵鞋全壽命周期實(shí)時(shí)管理，西安局集團(tuán)公司內(nèi)各單位按權(quán)限分級(jí)實(shí)行對(duì)管理范圍內(nèi)防溜鐵鞋的在線(xiàn)管理、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)分析等。

2.2實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)

通過(guò)嵌入微處理器實(shí)現(xiàn)防溜鐵鞋實(shí)時(shí)定位、非法移動(dòng)報(bào)警、在軌狀態(tài)（是否正確卡在鋼軌上）等狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并通過(guò)用戶(hù)權(quán)限進(jìn)行匹配，將需要的信息推送到手持機(jī)。

2.3低功耗運(yùn)行

防溜鐵鞋在惡劣工作環(huán)境下使用可靠，電路模塊為低功耗運(yùn)行模式，其充電周期在6個(gè)月以上。

2.4全過(guò)程信息跟蹤

通過(guò)防溜鐵鞋唯一碼和實(shí)物狀態(tài)對(duì)照，對(duì)采購(gòu)、供應(yīng)、保存、使用、報(bào)廢全過(guò)程進(jìn)行信息化跟蹤，實(shí)現(xiàn)防溜鐵鞋合法性監(jiān)測(cè)和安全管理。2.5自動(dòng)在線(xiàn)管理通過(guò)防溜鐵鞋自動(dòng)臺(tái)賬管理、交接班打卡、檔案存儲(chǔ)等功能，實(shí)現(xiàn)管理、使用人員交接班免記錄、免清點(diǎn)。

2.6防盜報(bào)警

電子?xùn)艡?、被盜報(bào)警及丟失追蹤。

2.7監(jiān)測(cè)分析

在管理權(quán)限范圍內(nèi)，對(duì)防溜鐵鞋使用狀態(tài)、流向軌跡等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及統(tǒng)計(jì)分析。

2.8精準(zhǔn)定位

防溜鐵鞋通過(guò)北斗定位與信標(biāo)輔助定位相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定位精度在2m以?xún)?nèi)，保證野外作業(yè)和庫(kù)房作業(yè)都能準(zhǔn)確定位到作業(yè)股道。

2.9信息共享

物資供應(yīng)段按職責(zé)對(duì)西安局集團(tuán)公司防溜鐵鞋采購(gòu)供應(yīng)組織和報(bào)廢處置的管理過(guò)程，與各單位使用實(shí)際進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，確保賬物相符、管理規(guī)范、安全可控。

3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

防溜鐵鞋安全管理系統(tǒng)由放置在西安局集團(tuán)公司中心機(jī)房的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心組成，并可通過(guò)安全平臺(tái)擴(kuò)展到鐵路辦公網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。防溜鐵鞋的智能監(jiān)測(cè)終端，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)交互，結(jié)合手持機(jī)的使用，滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)和安全管理的需要。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

4設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

加裝智能監(jiān)測(cè)終端的防溜鐵鞋在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)北斗模塊獲取自身位置，并通過(guò)MEMS傳感器獲取在軌狀態(tài)及距離信息，由NB-IoT模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送到運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)關(guān)，進(jìn)而推送到鐵路辦公網(wǎng)的通訊和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。通訊和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器在解包后將相關(guān)數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)并在滿(mǎn)足報(bào)警條件時(shí)將報(bào)警信息通過(guò)APP推送到關(guān)聯(lián)責(zé)任人的手持機(jī)。獲得授權(quán)的工作人員可通過(guò)手持機(jī)接收?qǐng)?bào)警推送消息，也可查看責(zé)任范圍內(nèi)所有防溜鐵鞋的位置和狀態(tài)。加裝智能終端的防溜鐵鞋見(jiàn)圖2。在系統(tǒng)建設(shè)中，除防溜鐵鞋上的智能監(jiān)測(cè)終端需加裝改造外，系統(tǒng)的構(gòu)建無(wú)需再增加任何設(shè)備。數(shù)據(jù)傳輸采用運(yùn)營(yíng)商的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)，存儲(chǔ)、使用和管理利用西安局集團(tuán)公司現(xiàn)有的服務(wù)器資源，與其他系統(tǒng)沒(méi)有集成或連接關(guān)系。系統(tǒng)建成后，使用單位既可以是班組、車(chē)間、站段，也可以是西安局集團(tuán)公司直至國(guó)鐵集團(tuán)，應(yīng)用范圍可彈性擴(kuò)展。

5數(shù)據(jù)架構(gòu)

系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu)，數(shù)據(jù)通過(guò)Restful接口進(jìn)行交互。用戶(hù)數(shù)據(jù)錄入通過(guò)前端界面進(jìn)行，前端程序通過(guò)https協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖顺绦虻腞estful接口后，數(shù)據(jù)進(jìn)行后端處理、存入數(shù)據(jù)庫(kù)；用戶(hù)要查看數(shù)據(jù)，首先通過(guò)前端界面操作，前端發(fā)出請(qǐng)求給后端服務(wù)器，再通過(guò)查詢(xún)數(shù)據(jù)庫(kù)后返回給前端界面并進(jìn)行展示。數(shù)據(jù)交互之間通過(guò)交互中心的token鑒權(quán)來(lái)保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構(gòu)見(jiàn)圖3。在該系統(tǒng)中，主數(shù)據(jù)為防溜鐵鞋的供應(yīng)商、型號(hào)、編碼、配屬班組等信息，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)為防溜鐵鞋的位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)及智能監(jiān)測(cè)終端的電量信息、全生命周期管理過(guò)程中產(chǎn)生的管理數(shù)據(jù)，外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)為來(lái)自采購(gòu)管理信息系統(tǒng)和廢舊物資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)化操作，軟件可直接與這兩個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)對(duì)接，以獲取部分已錄入的數(shù)據(jù)。

6現(xiàn)場(chǎng)使用效果

鐵路防溜防撞專(zhuān)用器材安全管理系統(tǒng)研發(fā)完成后，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試用，反應(yīng)良好，取得了以下主要管理效果。一是防溜鐵鞋的來(lái)源、發(fā)放、調(diào)撥、銷(xiāo)毀等全程記錄留痕，具有可追溯性。二是防溜鐵鞋使用數(shù)量、配置標(biāo)準(zhǔn)、存放地點(diǎn)、防盜措施實(shí)時(shí)在控，做到了賬物相符、使用規(guī)范、定置有序，規(guī)范了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)物的管理。三是對(duì)防溜鐵鞋生產(chǎn)、銷(xiāo)售、采購(gòu)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、銷(xiāo)毀等環(huán)節(jié)嚴(yán)格登記造冊(cè)、存檔備查，實(shí)施全過(guò)程動(dòng)態(tài)閉環(huán)管理。四是對(duì)防溜鐵鞋的各種運(yùn)用狀態(tài)(如上道登記與提醒、鐵鞋出柜或入柜、下道提醒與登記等)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)跟蹤防溜鐵鞋的丟失、錯(cuò)位等異常情況，有效地保證了鐵鞋的安全管理。五是信息系統(tǒng)自動(dòng)記錄設(shè)備軌跡的功能，改變了防溜鐵鞋作業(yè)與管理方式。試用本系統(tǒng)后，現(xiàn)場(chǎng)取消了防溜鐵鞋的領(lǐng)用與歸還登記臺(tái)賬，取消了作業(yè)人員對(duì)防溜鐵鞋使用狀態(tài)的定時(shí)巡檢，極大降低了作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。

作者：康勇 單位：中國(guó)鐵路西安局集團(tuán)有限公司物資部