貨場信息管理集成系統的開發與應用

張伯敏 上海鐵路局嘉興車務段

貨場信息管理集成系統的開發與應用

張伯敏 上海鐵路局嘉興車務段

論述貨場信息管理集成系統設計原理、技術方案、系統功能，為鐵路貨場內現有各自分散的管理系統依托本系統集成平臺，達到有效整合，信息共享和功能聯動。

貨場設備；控制；開發應用

為適應鐵路貨運改革和運營管理的需要，建立起鐵路貨場運營管理體系、設備管理體系和應急保障體系，管好用好鐵路貨場資源，全面提升鐵路運營輔助管理水平。

1 需求分析

目前鐵路貨場的信息管理處于各自系統互相獨立的狀態，貨場動態不掌握、裝卸進度不控制、貨物超偏載難控制、道岔信號無聯鎖、紅牌使用遠程無顯示、平交道口無報警、貨場門衛無驗貨放行設備、貨位倉庫防盜不落實、照明控制設備落后，對調車作業、裝卸作業、人身貨物安全的管理難度很大。為此，研發貨場信息管理集成系統，使貨場信息管理系統，依托于信息管理集成平臺，將非聯鎖道岔防破壞進路、調車線路檢查、盡頭線作業防撞、車輛防溜管理、手推調車紅牌使用申請、平過道口預警、照明控制管理、紅牌使用顯示、貨物驗放、自助查詢系統、設備故障報修系統等各自獨立的子系統，通過信息集成平臺，把信息遠程顯示到行車室或站調室、貨運室和派班室，實現對車站貨場作業系統間的集中管理和信息共享功能聯動，以提高車站作業的安全性。

2 設計技術和原理

首次將貨場內現有各自分散的管理系統依托本系統集成平臺，達到有效整合，信息共享和功能聯動。

2.1 技術原理

系統采用Visual Basic編程，電腦控制軟件安裝運行在WINDOWS XP操作系統下，通過RS-232通訊口、單片機信息接收及處理電路、輸出控制電路組成。系統采用光纜傳輸、智能識別技術、3G系統及無線編譯碼發射傳輸網絡技術和ITSM設備智能綜合檢測子系統（見圖1）。

圖1 非聯鎖貨場信息管理系統硬件結構圖

2.2 程序模塊

車站級貨場信息管理系統，主要由服務器端軟硬件和客戶端軟硬件兩大部分12個子模塊組成：存車信息顯示模塊、道岔位置顯示模塊、車輛防溜管理模塊、手推調車紅牌使用申請模塊、調車線路檢查模塊、固定紅牌顯示模塊、貨場照明控制模塊、平過道口報警模塊、視頻監控管理模塊、過磅衡器管理模塊、貨場門衛驗放模塊、信息集成管理模塊（見圖2）。

圖2 非聯鎖貨場信息管理系統控制框圖

3 技術方案

系統采用了網絡技術、信息技術、無線傳輸技術，將原有的行車、貨運、辦公管理等系統的物理集成和信息互聯，提供信息的顯示、組織管理、實時監控。

3.1 道岔位置顯示模塊

道岔位置顯示模塊由道岔定反位采集系統（非聯鎖信息采集交互控制器的一部分）及軟件中的股道顯示模塊所組成。道岔定反位采集系統實時采集道岔的正反位置信息，通過軟件綜合判斷所接收的數據信息與現場鎖定道岔順序相符時，才股道顯示模塊則開通對應的股道，并將遠程復示到終端服務器（非聯鎖道岔位置顯示器見圖3）。

圖3 非聯鎖道岔位置顯示器

3.2 固定紅牌顯示模塊

固定紅牌顯示模塊由紅牌信號采集系統及軟件中的紅牌顯示模塊所組成。紅牌信號采集系統實時采集紅牌的作業信息，通過軟件綜合判斷所接收的數據信息為紅牌作業信息，紅牌顯示模塊則開通對應的紅牌，并將信息復示到行車室及貨運室（固定紅牌顯示器見圖4）。

圖4 固定紅牌顯示器

3.3 照明控制模塊

照明控制模塊由照明控制板及軟件中的照明控制顯示模塊組成。照明控制板設在區長室或貨運室實時接收遠程終端服務器所發送的燈光控制指令，并反饋燈光已開啟的信號給遠程終端服務器，照明控制顯示模塊中的對應位置燈光顯示為開啟狀態。

3.4 道口報警模塊

平過道口報警模塊由平過道報警系統及軟件中的道口報警顯示模塊所組成。平過道報警系統實時采集車列駛入信號，通過軟件綜合判斷所接收的數據信息是否為平過道報警信息相符合，并經過數據加密及光端機調制后遠程發送至終端服務器，道口報警顯示模塊開通對應股道的平過道報警復示。

3.5 視頻監控管理模塊

視頻監控管理模塊由安裝在貨場中的智能高速球式攝像機和遠程視頻管理軟件組成。智能高速球式攝像機向終端服務器發送清晰的實時貨場監控畫面，同時接收終端服務器的球機控制指令。

3.6 數據庫集成管理模塊

數據庫集成管理模塊是本系統實現數據交互、數據處理及存儲的核心模塊。通過安裝在終端服務器的SQL數據庫對本系統中所包含的道岔定反位信息、紅牌信息、平過道報警信息、照明信息、GPS時間、門衛道閘信息、視頻監控信息等數據進行分類、分表保存及調取。各客戶端軟件通過局域網鏡像調取遠程數據，同時將各自的控制指令通過數據庫集成管理模塊傳輸到前端硬件設備平臺上顯示，實現了遠程控制及遠程查看（貨場信息管理系統顯示終端見圖5）。

圖5 貨場信息管理系統顯示終端

4 系統的主要功能

（1）系統實現了GPS定位功能，在車列接近預警作業人員（含速度、距離同步動態顯示），傳感器冗余配置，高清視頻、作業視頻中嵌入“遠程監督”、“違章偵測”，3G網絡視頻監控，GPS獲取時間，實時監控和錄制現場音視頻資料，并具有多點畫面切換和現場作業回放功能。促進貨裝作業、調車作業的檢測手段大大加強，可以掌握及分析作業群體的安全現狀和變化趨勢，是調車、貨裝作業安全管理的重大變革。

（2）系統對鐵路貨場的道路實行智能化管理，實現車輛行使速度的提示、道口和平過道作業車列接近喇叭報警、燈光顯示和語音提示、作業監控，車列自動停車、遠程監控等綜合性管理功能。

（3）系統實現了固定式防護紅牌、道岔定反位采集系統實時采集道岔的正反位置信息，并經過數據加密及光端機調制后遠程發送至終端服務器，復示在大屏上，實現調車人員作業線路檢查的遠程監控記錄。

（4）照明控制板設在區長室或貨運室實時接收遠程終端服務器所發送的燈光控制指令，并判斷指令開啟照明燈光的位置，照明控制顯示。

（5）系統采用視頻壓縮算法、流媒體視頻數據壓縮技術和3G無線傳輸網絡解決方案，整合3G數據通訊功能和數字視頻編碼功能，把攝像機圖像經過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通訊終端發射到3G網絡，實現視頻數據的交互、發送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護等功能。

（6）系統實現了調車作業線路檢查記錄、車輛防溜顯示管理、手推調車紅牌使用申請模塊、非聯鎖道岔防破壞進路、盡頭線作業防撞。

（7）系統內設有的設備雙路管家，對設備故障自動診斷網絡化監控管理等功能。能實現中心服務器全程記錄現場設備維護和故障處理的所有過程。

5 現場應用效果

（1）高度集成。通過建立各系統集成的生產組織模式，整合現場作業控制、運輸組織管理、維護保障等相關系統生產資源要素，建立高度集成、信息共享和功能聯動的系統。

（2）作業管理。可識別多種信號的輸入，并通過集成管理系統軟件將對應的信號轉換成軟件上道岔、紅牌、平交道報警等設備的工作狀態，便于值班人員、調度人員、貨場工作人員直觀的了解貨場中各設備的工作狀態及當前的工作任務。

（3）可遠程控制照明設備及貨場道閘的開啟或關閉，并通過集成管理系統軟件將對應設備的開啟、關閉狀態在軟件上顯示出來。大大減輕了貨場工作人員的工作量，節省了貨場裝卸作業的工作時間。

（4）信息傳輸采取加密編碼處理技術。通過傳感器信息采集交換控制器處理，經光端機、光纜傳輸給遠程終端機，實時顯示站場內的作業信息和管理信息。應用信息加密編碼處理和編碼無線發射技術，達到系統無線通信的良好及穩定效果。

（5）采用國內先進的網絡監控技術，實現遠程接收及顯示貨場監控畫面，遠程控制貨場監控攝像機的運動，達到全方位監控貨場裝卸作業、貨倉管理的目

的。

（6）虛擬云技術及互聯網交互技術的應用，可以實現車務段內任意計算機均可登錄及訪問站場信息集成管理系統，了解當前站場的工作情況、設備狀態等，真正實現了綜合管理、實時掌握貨場動態、控制裝卸進度、遠程調度。同時，與現有TIMS車站系統相連接，實現貨票系統、貨運營銷系統、貨車追蹤系統、確報系統、貨運調度系統和集裝箱追蹤系統均有接口，實現貨車追蹤信息、貨物班列、危險品運輸、運價、保價等信息的實時查詢，以及貨運網上受理、到發貨物追蹤查詢、運價查詢、貨代服務、信息發布與反饋等功能，通過互聯網實現了鐵路與客戶間的信息交互，具有較好的實用、實效性，滿足鐵路內外客戶辦理貨運業務、了解貨運信息的需求。以及實現貨場進出貨作業、貨位管理，以及貨場門衛自動驗放管理，建立ITSM綜合監控管理系統，提供了條件。

6 結束語

該系統能極大提高車站貨場管理質量和效率，達到了良好的實用效果和經濟效益：①該項目能使調車作業的全過程可視化，促進調車作業的檢測手段大大加強，可以掌握及分析作業群體的安全現狀和變化趨勢，是調車安全管理的重大變革。②對鐵路道口和平過道作業車列接近預警、監控、作業智能化監控、遠程指揮管理等方面提供了綜合性解決方案。③系統平臺內的設備管家，能實現中心服務器全程記錄現場設備維護和故障處理的所有過程，對設備故障自動診斷網絡化監控管理等功能。④車列接近預警作業人員（含速度、距離同步動態顯示），傳感器冗余配置，高清視頻、作業視頻中嵌入“遠程監督”、“違章偵測”，3G網絡視頻監控，GPS獲取時間，實時監控和錄制現場音視頻資料，并具有多點畫面切換和現場作業回放功能。⑤采用視頻壓縮算法、流媒體視頻數據壓縮技術和3G無線傳輸網絡解決方案，整合3G數據通訊功能和數字視頻編碼功能，把攝像機圖像經過視頻壓縮編碼模塊壓縮，通過智能無線通訊終端發射到3G網絡，實現視頻數據的交互、發送/接收、加解密、加解碼，鏈路的控制維護等功能。

貨場信息管理集成系統的研發，將為鐵路貨場內現有各自分散的管理系統依托本系統集成平臺，達到有效整合，信息共享和功能聯動。既實現了各系統的有序控制和有效管理，實現實時的提示、顯示和警示，又為一線職工和技術管理人員搭建了模擬操作學習、練習和考核的平臺，為提高系統內的作業人員的實際動手能力和非正常應急處置能力提供了有效的培訓和臨場演練手段的保障。

責任編輯：萬寶安

來稿日期：2015-02-11