重載鐵路裝備企業(yè)安全信息化管理研究

楊艷萍

（國能鐵路裝備有限責任公司，北京 100011）

0 引言

鐵路裝備管理企業(yè)往往具有線路管轄里程長、車機工電輛等專業(yè)高度集中、野外施工、流動作業(yè)等特點，傳統(tǒng)依靠人員現(xiàn)場檢查、視頻監(jiān)控、單一數(shù)據(jù)分析等安全管理手段與企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的進程不相匹配，需要改進現(xiàn)有安全管理模式。各鐵路裝備企業(yè)也進行了諸多探索與實踐，依靠“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)成為企業(yè)探索新的安全管理方式與手段重要抓手。本文以國能鐵路裝備企業(yè)為例，探析其安全信息化管理框架和要素，為同行業(yè)安全管理信息化建設(shè)提供一定參考與借鑒意義。

1 傳統(tǒng)鐵路裝備企業(yè)安全信息化管理滯后的原因分析

1.1 信息數(shù)據(jù)管理不完善

安全信息化管理的核心是信息數(shù)據(jù)的收集、分析和處理。但現(xiàn)實中許多鐵路裝備企業(yè)信息數(shù)據(jù)收集尚未形成科學的標準管理，信息記錄不規(guī)范，格式不統(tǒng)一，數(shù)據(jù)不具備實時傳輸功能，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析誤差較大，未能較好為數(shù)據(jù)信息分析和處理提供標準數(shù)據(jù)支撐，大數(shù)據(jù)潛力與優(yōu)勢尚未最大化，數(shù)據(jù)挖掘的空間范疇和深度有待進一步提升[1]。

1.2 信息化設(shè)備更新迭代滯后

各鐵路裝備管理企業(yè)對安全信息化重要性認知程度不一，硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更新迭代滯后，致使信息系統(tǒng)無法實現(xiàn)真正價值。例如信息處理速度較慢，軟件升級等問題一定程度影響安全管理信息化水平提升。

1.3 專業(yè)信息化研發(fā)團隊對安全管理認知不足

各類企業(yè)往往委托信息化研發(fā)團隊開發(fā)本單位安全信息系統(tǒng)，由于研發(fā)團隊往往對本企業(yè)安全管理情況不熟悉，開發(fā)與構(gòu)建的安全信息化系統(tǒng)與企業(yè)實際管理有偏差，需要本單位安全管理人員參與信息研發(fā)建設(shè)，方能滿足實際運用要求。

1.4 投入研發(fā)經(jīng)費不足

投入經(jīng)費不足是安全信息化管理落后的重要原因之一。安全信息化管理需要鐵路裝備管理企業(yè)投入大量資金購買與提升軟件、硬件設(shè)備、安裝和維護服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，并不定期維護信息化系統(tǒng)[2]。缺乏資金投入，信息化軟硬設(shè)備更新滯后將極大影響安全信息化建設(shè)進度、深度與廣度。

2 安全信息化建設(shè)框架與實踐內(nèi)容

2.1 統(tǒng)籌謀劃安全信息化建設(shè)

國能鐵路裝備公司大力推動安全信息化管理，通過信息化手段將所有與安全生產(chǎn)相關(guān)的數(shù)據(jù)自動采集到系統(tǒng)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時采集、存儲和分析。通過對數(shù)據(jù)的清洗、處理、分析，找出存在的風險點和問題，制定相應(yīng)的解決方案[3]。采用差分北斗技術(shù)，實現(xiàn)了對車輛、線路和人員的精確定位和監(jiān)控。利用北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)提供的高精度定位服務(wù)，為車輛、線路和人員安裝差分北斗接收機，通過無線網(wǎng)絡(luò)將定位數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)胶笈_系統(tǒng)。后臺系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式和算法，構(gòu)建智能化數(shù)據(jù)分析模型，對數(shù)據(jù)進行清洗、處理、分析，找出存在的風險點和問題，如車輛故障、線路損壞、人員違規(guī)等。后臺系統(tǒng)同步將數(shù)據(jù)匯總和分析結(jié)果展示在各業(yè)務(wù)管理模塊中，方便各級管理層查看和掌握安全生產(chǎn)情況。通過數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)，同步輸出安全管理注意事項和管理加強的內(nèi)容，如車輛維修計劃、線路檢修計劃、人員培訓計劃等，幫助企業(yè)提升安全管理水平。

2.2 打通信息共享壁壘

國能鐵路裝備公司采用大數(shù)據(jù)平臺技術(shù)，實現(xiàn)對企業(yè)現(xiàn)有各類信息系統(tǒng)的整合和共享。利用大數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)采集、存儲、處理、分析和展示功能，將安全、生產(chǎn)、設(shè)備、工程、調(diào)度等信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)一的接口和標準導入到大數(shù)據(jù)平臺中，形成一個全面、準確、及時的數(shù)據(jù)倉庫。大數(shù)據(jù)平臺利用先進的數(shù)據(jù)挖掘、機器學習、人工智能等技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行深度分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性和規(guī)律性，為安全生產(chǎn)提供有價值的洞察和預(yù)測，實現(xiàn)了信息收集和分析機制的科學化，提高了數(shù)據(jù)分析的效率和結(jié)果預(yù)判的準確性。并以可視化的方式展示在業(yè)務(wù)管理模塊中，如安全管理、生產(chǎn)管理、設(shè)備管理、工程管理、調(diào)度管理等。

2.3 基于差分北斗定位技術(shù)的設(shè)備運維高危作業(yè)過程盯控預(yù)警

為實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備和人員精準定位和作業(yè)全過程盯控，將衛(wèi)星導航系統(tǒng)（BDS）和GIS 一張圖技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)安全管理一張圖管理。差分北斗是一種提高衛(wèi)星導航定位精度的技術(shù)，它的原理是在已知點上設(shè)置衛(wèi)星導航基準接收機，根據(jù)由此獲得的衛(wèi)星導航觀測值或誤差修正量，實時或事后提供給差分用戶所攜帶的差分定位設(shè)備，使用戶設(shè)備接收并利用修正量以提高其定位精度。本案例采用的載波相位差分是對兩臺（或多臺）GNSS 接收機觀測到的同一組衛(wèi)星信號（包括載波相位和碼偽距的觀測量）進行雙差及其他處理，從而使得到厘米甚至毫米級相對位置精度的技術(shù)方法。首先，通過差分北斗對人員精準定位，實時查看員工所處位置和工作狀態(tài)，并將這些信息在GIS 一張圖上進行展示，對高危作業(yè)崗位進行特別關(guān)注，一旦發(fā)生異常情況，系統(tǒng)可以實時報警提示，方便調(diào)遣人員進行處理。其次，通過差分北斗對高危風險點位進行精準定位管理，并將這些點位在GIS 一張圖上進行標注，結(jié)合電子圍欄和人員精準定位信息，一旦出現(xiàn)未經(jīng)授權(quán)的人員或物資進入或離開該區(qū)域，系統(tǒng)立即預(yù)警，并在GIS 一張圖上顯示預(yù)警位置和信息，保障人員、物資、區(qū)域安全。實現(xiàn)智能化巡檢，替代傳統(tǒng)的巡更、巡檢模式，通過巡檢人員的精準定位和對巡檢過程的查看，并將這些信息在GIS 一張圖上進行展示，防止人員漏操作、誤操作，切實保障巡檢各項指標達到安全管理要求。最后，基于GIS 一張圖的全要素信息展示，實現(xiàn)安全管理一張圖管理，所有管理要素在GIS 圖上快速查找，預(yù)警信息與位置信息實時關(guān)聯(lián)，為后續(xù)應(yīng)急或者處理問題快速提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4 基于重載鐵路裝備全生命周期異常管理

重載鐵路裝備管理的管理核心是裝備和設(shè)備的健康管理。在安全生產(chǎn)信息化管理過程中，將車輛的故障預(yù)警、5T 預(yù)警、修程預(yù)警等多個預(yù)警信息統(tǒng)一進行管理，形成車輛預(yù)警庫和裝備問題庫，并將安監(jiān)報1 信息與車輛全生命周期內(nèi)各項基礎(chǔ)庫數(shù)據(jù)橫向比較，自動生成車輛的生命周期問題預(yù)測信息，輔助發(fā)現(xiàn)預(yù)判裝備問題。同時接入鐵路沿線天氣預(yù)警系統(tǒng)，結(jié)合車輛精準定位以及運行調(diào)度信息，對于車輛運行區(qū)間或者將要進入天氣異常區(qū)域時，信息化系統(tǒng)通過頁面報警、短信提醒等提示相關(guān)管理人員和作業(yè)人員。此外，基于鐵路線路特點、氣溫、濕度或者運行速度等因素，考慮車輛關(guān)鍵部件損耗和故障、外在環(huán)境等影響因素，自動分析輪對等重要磨耗數(shù)據(jù)與外在因素影響的關(guān)系，將車輛異常或者趨于異常數(shù)據(jù)直接推送到管理人員，及時進行檢修處理。

2.5 基于PDCA 的安全標準化管理盯控

為了落實安全生產(chǎn)標準化管理，找出事故發(fā)生發(fā)展規(guī)律和內(nèi)部聯(lián)系，識別潛在危險并找出消除和控制風險的措施，將PDCA 循環(huán)方法和工作流技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動化、標準化和優(yōu)化。工作流（Workflow）是一種將業(yè)務(wù)流程中的任務(wù)、活動和信息按照一定的規(guī)則和順序組織起來，形成一種有序的、可控制的、可自動化的流程，可以將業(yè)務(wù)流程中的各個環(huán)節(jié)進行分解、組合、優(yōu)化和管理，實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的可視化、透明化和可控制化，從而提高業(yè)務(wù)流程的效率和質(zhì)量。

2.6 強化安全風險評估與管控

為了對企業(yè)的安全風險進行快速評估和預(yù)警，將風險預(yù)警模型和信息化系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)安全風險評估與管控。風險預(yù)警模型是一種基于數(shù)據(jù)分析和機器學習算法的模型，用于預(yù)測和識別潛在的風險和危機。其主要是通過對歷史數(shù)據(jù)的分析和建模，來預(yù)測未來可能出現(xiàn)的風險事件，并及時采取措施進行干預(yù)和預(yù)防。首先，制定評估標準，并收集現(xiàn)場危險源巡檢數(shù)據(jù)、設(shè)備運行數(shù)據(jù)、員工狀態(tài)等，建立一個綜合的數(shù)據(jù)集，為風險評估提供充足的數(shù)據(jù)支持。其次，使用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，采取分類算法、聚類分析、關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、異常檢測等方法對數(shù)據(jù)進行深度挖掘，找出數(shù)據(jù)中潛藏的安全風險源和規(guī)律，為后續(xù)的評估和預(yù)警奠定基礎(chǔ)。然后，根據(jù)鐵路企業(yè)的特點，建立安全風險評估標準，使用機器學習、深度學習等技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行深度學習和建模，找出更深層次的潛在風險和規(guī)律，建立基于數(shù)據(jù)的風險評估模型，為企業(yè)提供風險管理決策支持。最后，利用預(yù)警平臺建立風險預(yù)警模型，對風險進行評估，評定相應(yīng)的風險等級，并按照安全風險等級劃分、危險源判別、危險因素評估等，在信息化系統(tǒng)中自動生成對應(yīng)的影響因素和影響分值。

2.7 強化安全培訓與教育

為了將安全知識和技能普及到每一個員工，提高員工的安全意識和安全技能水平，信息化系統(tǒng)首先根據(jù)鐵路企業(yè)特點和安全管理需要，制定全面、系統(tǒng)的安全培訓內(nèi)容和培訓計劃，系統(tǒng)按照各層級、各專業(yè)、各崗位需要接受的安全知識、安全技能、安全意識等培訓內(nèi)容自動生成培訓計劃。其次，通過多種方式進行數(shù)據(jù)匯總?cè)诤希ㄟ^網(wǎng)絡(luò)培訓、移動學習、微視頻等定期推送復習強化安全培訓，確保安全培訓和教育的質(zhì)量和有效性。學習結(jié)束后系統(tǒng)自動記錄員工培訓相關(guān)信息，自動生成培訓檔案，生成所缺培訓內(nèi)容或生成培訓成績，自動對未按時完成培訓任務(wù)的員工進行考核打分等。最后，通過問卷調(diào)查形式對培訓效果進行評估和監(jiān)督，對培訓和教育的效果進行評價和衡量，強化安全培訓后評估。

2.8 強化承包商管控

為了嚴把承包商準入關(guān)、提高承包商項目質(zhì)量和從源頭消除管理缺陷，借助信息化系統(tǒng)對承包商進行管理，使用以HTML+CSS+JavaScript 用于制作承包商準入的網(wǎng)頁表單，對承包商單位的所有資質(zhì)、技術(shù)進行電子化管理，在線審查承包商的準入證、安全生產(chǎn)許可證是否合法有效等，審查承包商是否具備從事某種作業(yè)的合法資質(zhì)。使用PHP+MySQL 建立一個承包商管理系統(tǒng)，使用系統(tǒng)手段記錄其學習、考試等情況，自動確認其是否具備入場條件。同時在系統(tǒng)內(nèi)對承包商作業(yè)前現(xiàn)場危害因素進行逐級辨識、審核、評價，現(xiàn)場管理人員在系統(tǒng)內(nèi)進行點檢，對承包商現(xiàn)場安全生產(chǎn)標準化作業(yè)情況進行逐條逐項檢查確認，對于異常情況自動推送承包商人員，確保作業(yè)風險和安全管控措施都落實到位。使用WordPress 框架發(fā)布承包商相關(guān)的內(nèi)容和擴展網(wǎng)站功能，實現(xiàn)承包商的電子化管理，在線審查、審核、評價、檢查等，并生成相應(yīng)的報告和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.9 科技創(chuàng)新技術(shù)的綜合運用

為了強化企業(yè)安全管理，依托高科技、新技術(shù)逐漸步入風險預(yù)警超前化、現(xiàn)場管控實時化、管理決策智能化，使用傳感器技術(shù)用于采集環(huán)境數(shù)據(jù)和監(jiān)測人員行為數(shù)據(jù)，構(gòu)建人員安全綜合畫像并進行災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警；圖像視頻分析技術(shù)用于人臉識別、行為分析、異常檢測等，實現(xiàn)對人員狀態(tài)的實時監(jiān)控和預(yù)警；光纖傳感技術(shù)用于大規(guī)模的災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)，通過光纖感應(yīng)技術(shù)實時檢測地質(zhì)運動、氣象變化等，發(fā)現(xiàn)異常情況并及時預(yù)警；無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將傳感器、監(jiān)控攝像頭等設(shè)備連接在一起，實現(xiàn)對環(huán)境數(shù)據(jù)、人員行為等的實時監(jiān)測和分析；大數(shù)據(jù)技術(shù)用于處理和分析人員安全綜合畫像、圖像視頻分析及災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警等數(shù)據(jù)，提取特征信息、發(fā)現(xiàn)規(guī)律和預(yù)測趨勢；人工智能技術(shù)用于圖像視頻分析、自然語言處理、數(shù)據(jù)挖掘等方面，提高智能監(jiān)測和預(yù)警能力。這些技術(shù)落地實施實現(xiàn)風險隱患、設(shè)備安全、生產(chǎn)安全、人員安全、重點場所安全監(jiān)控、消防管理、安全培訓等綜合性應(yīng)用，并形成數(shù)據(jù)集中、指標分析、智能評價、要素管控的安全管理模式，實現(xiàn)安全管理的精細化和智能化。

3 結(jié)語

隨著企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，傳統(tǒng)的鐵路裝備管理安全管理手段逐漸向信息化、智能化、智慧化轉(zhuǎn)變，本文分析了傳統(tǒng)鐵路裝備企業(yè)安全信息化管理滯后原因，剖析了國能鐵路裝備管理企業(yè)安全信息化管理框架與要素構(gòu)成，并提出了具體的實施措施。實踐證明，該類企業(yè)運用上述大量安全信息化科技手段，人員不安全行為管控、自動監(jiān)測預(yù)警、環(huán)境變化預(yù)警、設(shè)備檢修數(shù)據(jù)預(yù)警、安全警示與提示、承包商全流程監(jiān)管等方面得到極大提升，對鐵路裝備的安全管理起到極大的推動作用，也同步推動了安全管理數(shù)字化、信息化建設(shè)與裝備制造、維修現(xiàn)代化同步發(fā)展，為同行業(yè)企業(yè)安全信息化管理提供了一定借鑒和參考。