電務多媒體維修管理技術研究

蔡紅標 付海燕 溫學智

隨著電務維修作業管理信息化的發展，各個路局都在通過建設安全生產調度指揮系統，提升信息化管理手段。但現有針對設備維修計劃管理、作業審批等工作的作業管理系統，不能覆蓋電務維修作業的 “最后一公里”（即維修作業現場），無法對施工質量及人員安全進行管理與卡控，容易出現工作疏漏，造成安全隱患。

為此，武漢鐵路局電務處聯合北京佳訊飛鴻電氣股份有限公司和武漢九益科技有限公司，研制了基于云技術的電務多媒體維修管理系統，以實現維修作業管理的標準化、精細化，實現 “天窗”點內、外作業的現場卡控，實時掌握人員所處位置，提高維護效率，保證人身及設備安全。

1 系統介紹

電務多媒體維修管理系統采用IMS架構，依托武漢電務段的現有數據網，形成電務多媒體維修管理平臺，整合了集群通信、作業工單管理、GIS、多媒體通信平臺、作業卡控防護等多個子系統。該系統將服務器部署在中心機房和一些節點機房，現場作業人員配備智能手持終端，段、車間的調度員和管理人員通過自己的PC終端，對現場維修作業進行遠程管控和生產調度，實現對現場維修作業管理過程的標準化、制度化和流程化。

2 原理與實現

2.1 系統組網

該系統在云平臺上部署了作業工單管理、作業卡控防護、多媒體通信、GIS、集群通信等服務器以及數據庫，調度中心和車間采用桌面客戶端進行登錄管理，工區用戶通過智能手持終端進行通信和處理作業。系統原理框圖如圖1所示。

2.2 作業工單閉環管理工作流程

在中心機房設置接入網關，與生產調度系統對接，接收生產作業計劃和推送作業結果記錄。接收到的作業計劃經過作業工單管理服務器，處理派發至相關的手持終端，手持終端接收工單后，通過二維碼掃描獲取設備信息，執行作業，并對作業過程及結果進行拍照記錄，記錄內容自動上傳至數據庫，由系統通過接入網關將作業記錄數據同步發給生產調度系統，以此構成作業計劃的閉環管理，如圖2所示。

圖1 系統原理框圖

圖2 閉環管理作業圖

2.3 系統架構

為了在有限的網絡帶寬情況下獲得更好的用戶體驗，系統采用了C/S架構，并為桌面和手持終端開發了客戶端和APP。系統架構主要包括3個層次，如圖3所示。

1.呈現層。主要包括調度終端和手持終端，配有調度通信與作業管理2個功能模塊。

調度終端采用PC＋Windows平臺，主要提供作業調度、設備管理、多媒體通信、遠程視頻支持、電子地圖、移動終端定位與軌跡顯示、違章報警、軌跡記錄與顯示等業務功能。

手持終端采用安卓平臺，提供作業管理、設備管理、多媒體通信、視頻上傳、圖片上傳、臨時作業處理、衛星定位、安全預警、違章報警等業務功能。

2.業務層。包括調度通信和信息管理2個子系統，分別完成通信和信息2大功能。

調度通信子系統采用IMS架構，包括終端接入、調度業務、媒體處理、錄音錄像等服務，提供集群呼叫、視頻上傳、錄音錄像等業務。

信息管理子系統的功能包括：①接收生產調度系統的作業信息，并且向終端下達作業任務；②接收并記錄終端的定位信息，進行報警邏輯分析，并且向固定終端轉發定位和報警信息；③接收微機監測系統的行車信息，進行報警邏輯分析，向終端發送報警信息；④接收無線接入系統的網絡輔助定位數據，作為終端衛星定位的補充。

3.數據服務層。包括業務數據庫和地理信息服務數據庫。地理信息服務數據庫主要負責存儲各類地理信息數據；業務數據庫存儲與業務相關的音視頻、圖片、文字等記錄數據。

2.4 設計原則

1.安全管理與業務管理相結合。在與電務作業管理等業務相結合的基礎上，突出電務多媒體維修管理系統的 “安全”保障功能。通過點外上道報警、列車接近預警等功能，最大程度地預防事故的發生。

圖3 系統架構圖

2.流程管控與業務指導相結合。在業務流程管控的基礎上，突出電務多媒體維修管理系統的“業務指導”功能。通過實時通話，現場照片、圖像的回傳等，實現對現場作業及時、有效地了解和指導。

3.通信、信息與物聯網相結合。通過綜合運用集群通信、多媒體通信技術，工作流管理，以及二維碼、衛星定位、導航等技術，實現通信、信息與物聯網技術的有效結合。

4.公網和專網相結合。對于有條件的區域（如鐵路站場），采用自建網絡的方式，實現寬帶無線網絡的覆蓋；對于鐵路區間，可采用運營商的3G或4G網絡，實現寬帶移動網絡的覆蓋。

5.與既有系統相結合。與既有的作業調度信息系統、微機監測系統、模擬電臺等實現互聯互通，充分利用既有系統提供的作業管理、設備管理、行車信息和安全報警信息。

6.大數據分析技術的運用。通過對設備維修、安全報警、人員定位、導航軌跡等數據的分析，實現對設備和作業管理質量的評估，以及設備定位、行走路線等信息的更新與校正。

3 系統功能

1.集群通信。提供集群調度語音通信、視頻通信、消息和報警通信。

2.作業管理。作業下達和提交、“天窗”點監控、人員定位、安全預警、遠程視頻指導、臨時作業提交和審批。

3.設備管理。設備定位與導航、設備維修管理、設備狀態上傳、設備隱患上報。

4.統計分析功能。通過對設備維修、安全報警、人員定位、導航軌跡等數據的分析，實現對設備和作業管理質量的評估，以及設備定位、行走路線等信息的實時更新與校正。

4 系統特點

1.靈活的多級部署方案，可以根據需要靈活地在電務處、電務段、車間、工區等地實現多級部署應用。

2.終端綜合定位技術。采用GPS與網絡輔助定位技術相結合，實現有效的終端和人員定位。

3.良好的網絡適應性。適應各種基礎網絡，包括WiFi、3G、4G等網絡環境。

4.關鍵設備冗余。對于集群調度服務器，采用雙機熱備冗余的方式，實現高可靠性。

5.故障弱化機制。系統支持傳統集群系統的DMO （直通模式應用）應用，通過事先設定的通信參數，終端可以在網絡失效的情況下，仍然能夠實現一定范圍內 （2km）的群組通信。

6.多種地圖展現方式。對于站場區域，一般形狀比較狹長，并且形狀和走向都不規則，因此采用實景地圖與站場示意圖相結合的方式。當需要精確定位的時候，可采用實景地圖；當需要查看站場全貌的時候 （如設備管理界面），可采用示意圖，用戶可以方便地在2種地圖間切換。

5 總結

電務多媒體維修管理系統在武漢鐵路局武漢電務段選擇了幾個車站進行實施應用，與原有的現場作業管理方法相比，有效地實現了作業計劃的閉環管理，車間能夠動態掌握設備巡檢養護真實狀態，實現了設備由故障修向狀態修的轉變；系統能夠有效的對現場 “天窗”作業進行管控，更好地保障作業人員的人身安全，滿足鐵路安全生產的需求。

作為電務維修作業管理的 “最后一公里”，電務多媒體維修管理系統起到了集群對講、作業盯控、現場指導、數據采集、安全保障的作用，在電務維修作業管理的信息化、標準化、規范化、精細化，以及作業安全管理方面取得了良好的效果。隨著電務管理信息化的深入，以及人員能力和素質的提高，可以充分發揮多媒體終端，尤其是手持終端功能靈活，使用方便的優勢，在電務維修作業管理中發揮更大的作用。

［1］ 趙銘.武漢北編組站作業人員GPS系統應用前景研究［J］.鐵路運輸與經濟，2009.

［2］ 周瑞雪，馬占奎，丁潔.電務設備綜合維護系統的研究于探討［J］.鐵道通信信號，2014（7）：6－8.

［3］ 郭榮昌，林俊亭，李國寧.工務及電務現場作業安全防護系統［J］.鐵道運營技術，2011（1）.