高鐵智能作業(yè)安全管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

唐明發(fā)

（中國鐵路南昌局集團(tuán)有限公司廈門工務(wù)段，福建 廈門 361006）

1 高鐵安全管理現(xiàn)狀

我國高鐵運(yùn)輸隨著自身體系原因及發(fā)展需要，對高鐵安全管理提出了更高的要求，但受到諸多方面的影響與制約，在現(xiàn)場作業(yè)安全管理上依舊存在系列問題，直接影響鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)對人身安全和國際利益也有不同程度的影響。當(dāng)前我國鐵路運(yùn)輸安全狀況表現(xiàn)為：作業(yè)人員沒有將安全管理制度學(xué)習(xí)提升到一定的高度，每次進(jìn)行安全管理知識培訓(xùn)都是消極應(yīng)對；科學(xué)管理難以落實(shí)，沒有將先進(jìn)的管理方法與實(shí)際情況結(jié)合，缺乏針對工務(wù)安全的合理管理體系；在運(yùn)輸安全生產(chǎn)過程中，并未利用系統(tǒng)的方法對安全生產(chǎn)過程進(jìn)行科學(xué)的分析評價(jià)，通過綜合性的科學(xué)分析評價(jià)模型對安全事故的分析與預(yù)測方法尚未形成。在問題出現(xiàn)之后，相關(guān)責(zé)任人相互推諉，難以追究責(zé)任。另外，作業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備陳舊，無法滿足施工作業(yè)的需要，施工作業(yè)人員對于相關(guān)設(shè)備的防護(hù)力度不足，導(dǎo)致一部分設(shè)備存在問題【1】。

基于上述現(xiàn)狀分析，有必要針對高鐵現(xiàn)場安全管理作業(yè)開發(fā)出一套與之相適應(yīng)的系統(tǒng)，以保證高鐵施工運(yùn)營安全。

2 高鐵智能作業(yè)安全管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)

在系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)上，充分與鐵路現(xiàn)有平臺和業(yè)務(wù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的一體化。采用無線專有APN 方式連接，提供高效、可靠、實(shí)時(shí)的“云服務(wù)+智能終端”一體化服務(wù)。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)和大數(shù)據(jù)應(yīng)用等技術(shù)，深化專業(yè)安全監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)用，建立集監(jiān)測、監(jiān)控和管理于一體的安全監(jiān)管信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)動態(tài)信息實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)控。平臺建設(shè)主要從作業(yè)管控、巡線定位、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、數(shù)字臺賬和數(shù)據(jù)分析5 個方面進(jìn)行。如圖1 所示。

圖1 高鐵智能作業(yè)安全管理系統(tǒng)架構(gòu)

2.2 高鐵作業(yè)管控

結(jié)合國鐵集團(tuán)制定的作業(yè)計(jì)劃，與其無縫連接，將把不同角色的計(jì)劃內(nèi)容細(xì)分為不同的步驟，現(xiàn)場作業(yè)人員需要按照順序在手持終端App 上執(zhí)行完所有步驟，安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心在電腦平臺上可以實(shí)時(shí)查看每一個角色每一個步驟的詳細(xì)信息，例如，帶班負(fù)責(zé)人需要執(zhí)行日計(jì)劃、點(diǎn)名分工、進(jìn)作業(yè)門、現(xiàn)場作業(yè)、出作業(yè)門，駐站聯(lián)絡(luò)員需要執(zhí)行登記、封鎖命令號、開通命令號、銷記等步驟，每個步驟都需要上傳相應(yīng)的圖片或短視頻，所有的圖片均設(shè)置水印標(biāo)識，并能將水印內(nèi)容與報(bào)警規(guī)則相關(guān)聯(lián)，杜絕弄虛作假。作業(yè)人員在現(xiàn)場根據(jù)步驟實(shí)時(shí)上報(bào)作業(yè)進(jìn)程，安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心能及時(shí)了解每一個作業(yè)動態(tài)，結(jié)合作業(yè)計(jì)劃，可以對每一個執(zhí)行作業(yè)人員進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)作業(yè)全過程監(jiān)督。同時(shí)也確保了作業(yè)負(fù)責(zé)人、駐站聯(lián)絡(luò)員、車務(wù)行車室作業(yè)監(jiān)控臺的“三防確認(rèn)”制度得到了有效的執(zhí)行和落實(shí)。

在這個過程中，現(xiàn)場人員可以在App 中實(shí)時(shí)查詢作業(yè)計(jì)劃內(nèi)容、時(shí)間、人員等相關(guān)詳細(xì)信息，在計(jì)劃開始前1h 會收到系統(tǒng)的提醒。安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心在過程中可以實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場人員上傳的圖片及視頻內(nèi)容，也可實(shí)時(shí)跟蹤作業(yè)進(jìn)度執(zhí)行情況，形成一個完整的閉環(huán)管理。

2.3 現(xiàn)場人員巡線定位

安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心平臺使用一張地圖管控所有人員，采用鐵路電子地圖與通用地圖結(jié)合，地圖支持多類型詳細(xì)的地圖標(biāo)注，標(biāo)注內(nèi)容多樣化，支持對點(diǎn)、線、面進(jìn)行文本、圖片、視頻等多方位的詳細(xì)標(biāo)注。現(xiàn)場人員帶著手持終端，終端會實(shí)時(shí)上傳位置信息，安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心可查看實(shí)時(shí)位置、起止時(shí)間、巡線速度、巡線路徑等多位數(shù)據(jù)，一目了然，結(jié)合作業(yè)計(jì)劃可以在作業(yè)過程中查看班組所有人員的實(shí)時(shí)位置和歷史軌跡。

2.4 作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)告警

高鐵天窗作業(yè)通常在夜間進(jìn)行，存在較大安全風(fēng)險(xiǎn)。須與作業(yè)計(jì)劃密切結(jié)合，現(xiàn)場作業(yè)人員通過手持終端App 可以查看每個作業(yè)點(diǎn)存在的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在作業(yè)過程中，有多樣化的告警信息，如果現(xiàn)場作業(yè)人員未按照規(guī)范進(jìn)行作業(yè)，手持終端會產(chǎn)生告警提示，并上報(bào)給安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心，例如，未按時(shí)開始作業(yè)，作業(yè)超里程，現(xiàn)場防護(hù)和遠(yuǎn)端防護(hù)距離過近等，按照作業(yè)角色進(jìn)行相關(guān)報(bào)警，安全生產(chǎn)調(diào)度指揮中心可以及時(shí)收到并做出調(diào)整。所有的告警都采用圖形化交互方式，可配置報(bào)警方式，后臺智能監(jiān)控自動告警，同時(shí)對重點(diǎn)事件實(shí)時(shí)監(jiān)控，提前預(yù)警，及時(shí)掌握。

2.5 數(shù)字臺賬

將種類繁多的鐵路臺賬通過統(tǒng)一規(guī)則數(shù)字化的方式呈現(xiàn)，將以前用紙質(zhì)材料記錄的臺賬信息數(shù)字化，后臺智能關(guān)聯(lián)邏輯關(guān)系，通過圖形化界面直觀呈現(xiàn)各類數(shù)據(jù)，包括設(shè)備圖標(biāo)、路橋設(shè)備臺賬、道岔表、股道表、車站信息表、應(yīng)急處置流程圖等，現(xiàn)場作業(yè)人員通過手持終端App 就可以實(shí)時(shí)查看相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，通過多元化的方式填寫報(bào)表，有效節(jié)約紙質(zhì)資源和管理成本。

2.6 大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

通過現(xiàn)場手持終端采集大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合建設(shè)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析服務(wù)，做到分散采集，集中管理，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，智能生成各類數(shù)據(jù)報(bào)表，統(tǒng)計(jì)每天的作業(yè)計(jì)劃及作業(yè)動態(tài)，可以根據(jù)不同維度呈現(xiàn)不同的圖形化報(bào)表，便于數(shù)據(jù)分析科學(xué)決策，同時(shí)對不同的作業(yè)類型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，調(diào)整資源整合，輔助制訂作業(yè)計(jì)劃。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.1 智能技術(shù)的應(yīng)用

在建設(shè)系統(tǒng)過程中，通過智能手持終端實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控管理的數(shù)據(jù)采集，可及時(shí)了解作業(yè)計(jì)劃執(zhí)行的相關(guān)信息及作業(yè)狀態(tài)信息。這其中采用了大量的智能化技術(shù)，在作業(yè)點(diǎn)名的時(shí)候，系統(tǒng)采用了人臉識別技術(shù)，提前將所有作業(yè)人員人像錄入，建立人臉庫，然后通過手持終端在點(diǎn)名時(shí)識別人臉頭像，并快速與后臺人臉庫進(jìn)行匹配，達(dá)到快速點(diǎn)名的目的。

結(jié)合GPS 位置和時(shí)間信息，查看點(diǎn)名位置及當(dāng)時(shí)時(shí)間，杜絕弄虛作假。系統(tǒng)建設(shè)的大數(shù)據(jù)集群服務(wù)也對龐大的數(shù)據(jù)進(jìn)行了整理和分析，對每天的作業(yè)計(jì)劃相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分類整理，通過監(jiān)控終端分析人員的行為和采集數(shù)據(jù)的分析及運(yùn)用，以不同維度呈現(xiàn)不同的圖形化報(bào)表，便于數(shù)據(jù)分析科學(xué)決策。

3.2 系統(tǒng)集成化管理

目前，作業(yè)人員上線作業(yè)需要攜帶大量的輔助工具，手電筒、錄音筆、執(zhí)法記錄儀、對講機(jī)等，監(jiān)控監(jiān)測設(shè)備種類太多，部分管理和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都不統(tǒng)一。通過系統(tǒng)建設(shè)的平臺，一個智能手持終端就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中和信息共享，通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)做到軟硬件技術(shù)智能集成【2】，有效地強(qiáng)化了現(xiàn)場作業(yè)的過程監(jiān)控，也減輕了現(xiàn)場作業(yè)人員的負(fù)擔(dān)。

3.3 現(xiàn)場描述變?yōu)楝F(xiàn)場可見

高鐵的作業(yè)現(xiàn)場比較復(fù)雜，以前都是通過對講機(jī)進(jìn)行對話溝通，或者事后對離線圖片及視頻進(jìn)行分析，這樣無法形成快速解決及跟蹤問題的閉環(huán)。現(xiàn)在系統(tǒng)通過智能手持終端采集數(shù)據(jù)，將整個作業(yè)過程透明化、可視化，實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且可以追溯到以前所有的作業(yè)計(jì)劃，方便分析人員抽查和發(fā)現(xiàn)問題，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)過程的可視化管理。

4 結(jié)語

綜上所述，進(jìn)一步提高高鐵現(xiàn)場作業(yè)安全管理水平是推動鐵路運(yùn)輸事業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的需要，是提高作業(yè)效率與質(zhì)量的需要。大數(shù)據(jù)智能時(shí)代的到來，需要不斷地完善系統(tǒng)功能，更符合現(xiàn)場人員的使用習(xí)慣，減少管理盲點(diǎn)，需要不斷利用新技術(shù)和新手段提升監(jiān)控管理水平。還將更進(jìn)一步深入研究系統(tǒng)平臺的研發(fā)和功能拓展，實(shí)現(xiàn)人防和技防的有機(jī)結(jié)合，有效解決安全生產(chǎn)難題。