基于數(shù)字化、智能化的鐵路貨車車輛段消防安防管理體系構(gòu)建

摘要：在鐵路運(yùn)輸蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，鐵路貨車車輛段規(guī)模不斷擴(kuò)大，在運(yùn)輸體系中的地位愈發(fā)重要，傳統(tǒng)消防安防管理模式逐漸難以適應(yīng)鐵路貨車車輛段日益復(fù)雜的運(yùn)營(yíng)環(huán)境。鑒于此，深度聚焦數(shù)字化、智能化技術(shù)，精心設(shè)計(jì)了涵蓋感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)處理與管理層、應(yīng)用層的多層次管理體系框架，明確了各層級(jí)的功能定位和相互協(xié)作機(jī)制。為確保管理體系能夠有效實(shí)施，提出切實(shí)可行的實(shí)施策略與保障措施。旨在顯著提升鐵路貨車車輛段消防安防管理水平，保障鐵路運(yùn)輸?shù)母咝А⒎€(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：鐵路貨車車輛段；數(shù)字化；智能化；消防安防管理；體系構(gòu)建

中圖分類號(hào)：D035.36" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2025）08-0080-03

0 引言

鐵路貨車車輛段作為鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，承擔(dān)著貨車日常檢修、維護(hù)及技術(shù)改造等核心任務(wù)。其消防安防工作的效果直接關(guān)系到車輛段的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩c穩(wěn)定。在數(shù)字化、智能化背景下，借助物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代化消防安防管理體系，成為發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1 鐵路貨車車輛段消防安防管理的現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的消防安防管理模式存在瓶頸。人工巡檢和單一設(shè)備監(jiān)測(cè)難以實(shí)現(xiàn)全域?qū)崟r(shí)覆蓋，對(duì)于電氣線路老化、消防水壓異常等隱患缺乏有效的識(shí)別手段，風(fēng)險(xiǎn)研判和事故預(yù)防能力不足。消防報(bào)警、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)相互獨(dú)立運(yùn)行，跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)流通受阻，缺乏數(shù)據(jù)共享和協(xié)同機(jī)制，無(wú)法形成統(tǒng)一的管理合力。各車間與管理部門之間信息傳遞依賴人工，設(shè)備狀態(tài)、隱患處置等信息極易延遲和失真，影響決策的及時(shí)性和科學(xué)性[1]。面對(duì)突發(fā)事件，依靠人工逐級(jí)確認(rèn)指揮，容易錯(cuò)失初期處置的最佳時(shí)機(jī)。

2 數(shù)字化、智能化技術(shù)在鐵路貨車車輛段消防安防管理中的應(yīng)用

2.1" 技術(shù)層面可行性

一是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，鐵路貨車車輛段的關(guān)鍵區(qū)域可借助各類傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)消防安防狀況的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。以鐵路貨車車輛段消火栓這一重要消防安防設(shè)施為例，當(dāng)傳感器監(jiān)測(cè)到消火栓水壓出現(xiàn)異常等不良狀況時(shí)，能夠迅速將數(shù)據(jù)傳輸給鐵路貨車車輛段消防安防管理部門，管理部門可第一時(shí)間安排專業(yè)人員采取針對(duì)性的維護(hù)和調(diào)度措施進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

二是大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)。主要體現(xiàn)在對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、分析和處理。其中，云計(jì)算技術(shù)可以根據(jù)車輛段消防安防系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行需求，動(dòng)態(tài)地分配和擴(kuò)展計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源等，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

三是人工智能技術(shù)。一方面，深度學(xué)習(xí)算法驅(qū)動(dòng)的圖像識(shí)別技術(shù)，可應(yīng)用于車輛段現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻的智能分析，能夠自動(dòng)識(shí)別車輛段內(nèi)消防通道被占用、高溫、煙霧等異常行為，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。另一方面，智能語(yǔ)音交互技術(shù)應(yīng)用于鐵路貨車車輛段的應(yīng)急指揮系統(tǒng)，能提高信息傳遞的效率和準(zhǔn)確性。

2.2nbsp; 經(jīng)濟(jì)成本效益分析

從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的角度來(lái)看，數(shù)字化、智能化技術(shù)在鐵路貨車車輛段消防安防管理中的廣泛應(yīng)用，能夠有效降低運(yùn)營(yíng)成本。一方面，可減少人工巡檢的頻率和值守人員配備數(shù)量，降低人力成本。另一方面，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)消防安防隱患的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速處理，降低鐵路貨車車輛段火災(zāi)事故的概率，為鐵路貨車車輛段的安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3 基于數(shù)字化、智能化的鐵路貨車車輛段消防安防管理體系框架設(shè)計(jì)

3.1" 感知層

感知層作為整個(gè)鐵路貨車車輛段消防安防管理體系的基石，承擔(dān)著采集相關(guān)信息的重任。安裝各類傳感器，如火災(zāi)探測(cè)器、可燃?xì)怏w探測(cè)器、電氣火災(zāi)傳感器、振動(dòng)傳感器等，用于監(jiān)測(cè)車輛段的環(huán)境參數(shù)。在消防設(shè)施方面，配備智能監(jiān)測(cè)設(shè)備是實(shí)時(shí)掌握其狀態(tài)的關(guān)鍵，如消火栓水壓監(jiān)測(cè)器、滅火器智能標(biāo)簽等。在鐵路貨車車輛段安防監(jiān)控方面，可以部署紅外軸溫探測(cè)、力學(xué)檢測(cè)、高數(shù)攝像、聲學(xué)診斷等軌道安全監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。此外，為保障鐵路貨車車輛運(yùn)行的安全性，可安置車載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，針對(duì)車輛的溫度、抗沖擊以及振動(dòng)等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)車輛運(yùn)行過程中的異常情況，為車輛的安全運(yùn)行提供保障。

3.2" 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

網(wǎng)絡(luò)傳輸層在整個(gè)體系中發(fā)揮著數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)淖饔茫F路貨車車輛段消防安防管理數(shù)據(jù)主要依托5G蜂窩網(wǎng)進(jìn)行無(wú)縫傳輸，能夠確保各類數(shù)據(jù)快速、穩(wěn)定地傳輸至各車輛段或者消防安防管理人員。車輛段數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用無(wú)線網(wǎng)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了視頻等信息數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳遞，獲得了更多的傳遞路徑。尤其對(duì)于分布位置動(dòng)態(tài)變化的傳感器，采用低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行無(wú)線傳輸，能夠進(jìn)一步擴(kuò)大車輛段的數(shù)據(jù)傳輸范圍。

3.3" 數(shù)據(jù)處理與管理層

數(shù)據(jù)處理與管理層是數(shù)字化鐵路貨車車輛段消防安全管理體系的核心環(huán)節(jié)，主要負(fù)責(zé)對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。首先，需要全面調(diào)取和儲(chǔ)存鐵路貨車車輛段關(guān)于車輛在線、維修以及其他類歷史數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)樣本充足和完整。其次，結(jié)合鐵路貨車車輛段消防安防運(yùn)行過程中的動(dòng)態(tài)信息構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，利用分布式文件系統(tǒng)HDFS對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行高效儲(chǔ)存。最后，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析工具（如統(tǒng)計(jì)方法、決策樹以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等）、大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及智能算法等對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析、精確處理和高效管理。通過分析工具對(duì)鐵路貨車車輛段消防安防過程中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如車輛部件狀態(tài)和車輛動(dòng)力學(xué)性能等進(jìn)行分析，將這些數(shù)據(jù)資源進(jìn)行整合與評(píng)估，實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果的可視化展示，使管理人員能夠快速了解車輛段的消防安防狀況，提高數(shù)據(jù)化管理效果。

3.4" 應(yīng)用層

應(yīng)用層是數(shù)字化、智能化消防安防管理體系的直接體現(xiàn)，主要包括智能火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、安防監(jiān)控智能分析系統(tǒng)、應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)、消防設(shè)施管理系統(tǒng)、安全巡檢管理系統(tǒng)等[2]。智能火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)依據(jù)傳感器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)判斷車輛段火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)發(fā)出預(yù)警信息；安防監(jiān)控智能分析系統(tǒng)對(duì)車輛段的監(jiān)控視頻進(jìn)行智能分析，識(shí)別異常行為并報(bào)警；應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)在鐵路貨車車輛段遇到突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，能夠迅速提供決策支持和指揮調(diào)度功能；消防設(shè)施管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路貨車車輛段消防設(shè)施的全生命周期管理；安全巡檢管理系統(tǒng)優(yōu)化車輛段的巡檢流程，提高巡檢效率[3]。

4 鐵路貨車車輛段消防安防管理體系中的關(guān)鍵技術(shù)與功能模塊實(shí)現(xiàn)

4.1" 智能火災(zāi)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)與模塊

在鐵路貨車車輛段消防安防管理體系建設(shè)進(jìn)程中，涉及種類繁多且數(shù)量龐大的設(shè)備，使得車輛段的設(shè)備布局呈現(xiàn)高度的復(fù)雜性。同時(shí)，不同車輛段因功能定位、作業(yè)內(nèi)容等方面的差異，其消防安防要求各不相同。各車輛段會(huì)存放一些燃油、潤(rùn)滑油等易燃易爆的物品，增加了火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率[4]。監(jiān)測(cè)工作主要依靠多種類型的火災(zāi)探測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，將火災(zāi)探測(cè)技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析、人工智能算法等先進(jìn)技術(shù)深度融合，構(gòu)建出精準(zhǔn)的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，在該模型中，充分融入環(huán)境、設(shè)備、人員等多種因素，對(duì)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級(jí)劃分與深入分析，根據(jù)嚴(yán)重程度采取合理的措施[5]。

4.2" 安防監(jiān)控AI智能分析技術(shù)與模塊

安防監(jiān)控AI智能分析模塊的核心涵蓋分析、檢測(cè)、識(shí)別、預(yù)警等功能模塊。其中，分析模塊主要針對(duì)視頻進(jìn)行關(guān)鍵信息的挖掘，如是否出現(xiàn)煙霧。為了獲取清晰、準(zhǔn)確的監(jiān)控畫面，需要在鐵路貨車車輛段的關(guān)鍵位置部署高清攝像頭，應(yīng)具備云臺(tái)控制、夜視能力和透霧功能。鐵路貨車車輛段內(nèi)作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，人員、車輛流動(dòng)頻繁，檢測(cè)模塊主要針對(duì)已經(jīng)識(shí)別的目標(biāo)進(jìn)行追蹤檢測(cè)[6]，通過把握車輛、人員等運(yùn)動(dòng)軌跡，獲取相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)因素。識(shí)別模塊側(cè)重于根據(jù)目標(biāo)的行為變化等信息來(lái)判斷該目標(biāo)是否存在異常情況，是否需要采取措施。預(yù)警模塊則是針對(duì)需要采取措施進(jìn)行處置的目標(biāo)事件發(fā)出警報(bào)，將信息傳遞給車輛段消防安防人員。

4.3" 應(yīng)急處置智能決策技術(shù)與模塊

鐵路貨車車輛段一旦發(fā)生火災(zāi)等緊急情況，需要迅速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，組織人員疏散和火災(zāi)撲救。因此，配備應(yīng)急處置智能決策技術(shù)與模塊，是確保在緊急情況下能夠迅速響應(yīng)和處理的關(guān)鍵。在智能決策技術(shù)支持下，應(yīng)急處置知識(shí)庫(kù)中包含了全面、詳細(xì)的應(yīng)急處置信息技術(shù)流程等內(nèi)容，尤其是應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，能夠幫助鐵路貨車車輛段消防安防人員提高應(yīng)對(duì)火災(zāi)等風(fēng)險(xiǎn)的處置效率。該模塊會(huì)對(duì)車輛段歷史突發(fā)事件的處置信息進(jìn)行系統(tǒng)收集，形成有價(jià)值的案例庫(kù)。例如，針對(duì)火災(zāi)事件，系統(tǒng)會(huì)結(jié)合車輛段現(xiàn)場(chǎng)火勢(shì)數(shù)據(jù)、燃燒數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等，生成最優(yōu)的滅火方法和疏散路線。根據(jù)應(yīng)急預(yù)案和實(shí)際情況，車輛段消防安防指揮中心可以快速調(diào)配消防資源，如消防車輛、消防器材等[7]。

5 鐵路貨車車輛段消防安防管理體系實(shí)施策略與保障措施

5.1" 實(shí)施策略

為確保鐵路貨車車輛段消防安防管理體系建設(shè)工作有序、高效推進(jìn)，可將其劃分為3個(gè)階段。一是開展鐵路貨車車輛段消防安防管理的需求分析和系統(tǒng)規(guī)劃，明確體系建設(shè)的目標(biāo)、范圍和技術(shù)方案。利用先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路貨車車輛段消防安防管理過程的全面監(jiān)控與動(dòng)態(tài)預(yù)防，降低鐵路貨車運(yùn)輸?shù)陌踩{。同時(shí)，當(dāng)鐵路或車輛段出現(xiàn)火災(zāi)等緊急情況時(shí)，可以快速基于該體系啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，保障人員生命安全。鐵路貨車車輛段消防安防管理體系建設(shè)范圍應(yīng)覆蓋整個(gè)車輛段，如車輛停放區(qū)、檢修作業(yè)區(qū)、辦公生活區(qū)以及設(shè)施設(shè)備區(qū)等。二是硬件設(shè)備采購(gòu)（如煙霧傳感器、自動(dòng)噴淋系統(tǒng)等）、安裝以及軟件系統(tǒng)開發(fā)、測(cè)試工作，如開發(fā)具有數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、分析、預(yù)警、應(yīng)急指揮等功能的消防安防管理平臺(tái)，完成體系的初步搭建。三是系統(tǒng)試運(yùn)行與優(yōu)化完善，對(duì)體系進(jìn)行全面測(cè)試和評(píng)估，選擇部分具有代表性的鐵路貨車車輛段作為試點(diǎn)單位，率先實(shí)施數(shù)字化智能化消防安防管理體系建設(shè)。通過試點(diǎn)單位的實(shí)踐，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，完善體系建設(shè)方案，然后逐步推廣到其他車輛段。

5.2" 保障措施

成立專門的項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組和工作小組，負(fù)責(zé)鐵路貨車車輛段消防安防管理體系建設(shè)的組織領(lǐng)導(dǎo)和具體工作實(shí)施。明確各部門和人員的職責(zé)分工，加強(qiáng)協(xié)調(diào)配合，確保項(xiàng)目順利推進(jìn)[8]。通過項(xiàng)目的建設(shè)，培養(yǎng)一批既懂專業(yè)管理又熟悉數(shù)字化的復(fù)合型人才，為鐵路貨車車輛段消防安防管理體系建設(shè)和運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的人才支持。建立健全相關(guān)管理制度和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，包括數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)運(yùn)維、安全保障等方面的制度，明確系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)的責(zé)任主體和工作流程。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文圍繞數(shù)字化、智能化技術(shù)，深入研究鐵路貨車車輛段消防安防管理體系，能夠有效提升管理水平，增強(qiáng)火災(zāi)預(yù)防和應(yīng)急處置能力，保障鐵路貨車車輛段的安全運(yùn)營(yíng)。未來(lái)，隨著數(shù)字孿生技術(shù)的不斷發(fā)展，有望實(shí)現(xiàn)災(zāi)情秒級(jí)推演，為消防與應(yīng)急管理提供更精準(zhǔn)的決策支持，推動(dòng)鐵路行業(yè)向更加安全、高效、智能的方向發(fā)展。

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