鐵路防溜防撞器材安全管理體系研究

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摘要：分析了當前鐵路防溜防撞專用器材存在的問題和安全隱患，以防溜鐵鞋為例提出通過信息化技術改造，結合物聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)防溜防撞專用器材全過程實時安全管理的整體解決方案，并介紹了軟硬件設計思路及試用后取得的效果。

關鍵詞：防溜防撞；專用器材；鐵鞋；全壽命；精準定位；物聯(lián)網(wǎng)

隨著中國鐵路高速化和智能化發(fā)展，鐵路設備的安全管理變得愈加重要。鐵路防溜防撞專用器材是保證鐵路機車車輛停留安全的重要工具，其中防溜鐵鞋通過卡扣車輪與鋼軌踏面來防止停留的機車車輛溜逸，是一種最典型的防溜防撞專用器材，在鐵路行業(yè)得到廣泛應用。鐵路防溜防撞專用器材在鐵路作業(yè)現(xiàn)場如果使用和保管不當，就可能會危及作業(yè)人員安全，嚴重時還可能危及行車安全，造成鐵路交通事故。由于鐵路防溜防撞專用器材在鐵路作業(yè)現(xiàn)場使用的數(shù)量較多，在領用、發(fā)放、使用、回收等各個環(huán)節(jié)，采用常規(guī)手段管理費時費力，且容易出現(xiàn)差錯，造成安全隱患。隨著信息化技術特別是物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展和廣泛應用，鐵路物資全壽命管理開始實施并取得一定的效果，對鐵路防溜防撞專用器材有必要通過信息化手段實現(xiàn)更加規(guī)范和安全的管理。為了現(xiàn)場作業(yè)安全，西安局集團公司研發(fā)了鐵路防溜防撞專用器材安全管理系統(tǒng)，結合信息化技術改造，實現(xiàn)集團公司管內(nèi)防溜防撞專用器材的全過程實時管理，本文以防溜鐵鞋為例闡述鐵路防溜防撞專用器材安全管理體系的設計和應用。

1整體設計

1.1設計思路

根據(jù)國鐵集團《鐵路防溜防撞專用器材安全管理規(guī)定》等要求，防溜鐵鞋實行專項、編號管理，生產(chǎn)、銷售、購買、運輸、存儲、使用、銷毀等所有環(huán)節(jié)均須進行登記，實行檔案管理，并逐步推廣運用電子追蹤標識。為了加強防溜鐵鞋安全管理，確保機車車輛停放安全，同時提高現(xiàn)場安全管理水平和工作效率，本項目基于物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術，研究利用嵌入微處理器來監(jiān)測防溜鐵鞋的存放地點、移動軌跡、工作狀態(tài)等信息，同時監(jiān)控生產(chǎn)廠、采供所、物資段、廢舊物資管理站、使用單位等各部門管理過程與關鍵數(shù)據(jù)，通過信息系統(tǒng)來卡控關鍵環(huán)節(jié)，實現(xiàn)防溜鐵鞋全壽命信息化管理和使用過程的安全管理。

1.2集中管理

西安局集團公司為了實現(xiàn)防溜鐵鞋的安全管理，將各單位防溜鐵鞋的采購供應和銷毀處置集中到物資供應段，實行“雙集中”管理。

1.2.1集中采購供應。各單位防溜鐵鞋采購需求經(jīng)公安部門批準后，全部集中到西安局集團公司采供所統(tǒng)一采購，確定采購渠道與采購價格，物資供應段簽訂合同并組織供應與貨款結算。

1.2.2集中銷毀處置。防溜鐵鞋報廢后，各使用單位運送至物資供應段，按唯一碼進行交接確認，由物資供應段在公安部門的監(jiān)督下集中銷毀處置，防止分散處置報廢鐵鞋可能帶來的保管和銷毀不規(guī)范、影響鐵路運輸安全的問題。

2系統(tǒng)主要功能

本項目的建立涵蓋管轄范圍內(nèi)全部防溜鐵鞋的信息系統(tǒng)管理體系，有利于實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)防溜鐵鞋作業(yè)的標準化、規(guī)范化、流程化，系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能。

2.1雙集中管理

通過物資供應段雙集中管理（集中采購供應、集中報廢處置），結合站段使用過程，實現(xiàn)防溜鐵鞋全壽命周期實時管理，西安局集團公司內(nèi)各單位按權限分級實行對管理范圍內(nèi)防溜鐵鞋的在線管理、實時監(jiān)測和統(tǒng)計分析等。

2.2實時狀態(tài)監(jiān)測

通過嵌入微處理器實現(xiàn)防溜鐵鞋實時定位、非法移動報警、在軌狀態(tài)（是否正確卡在鋼軌上）等狀態(tài)監(jiān)測，并通過用戶權限進行匹配，將需要的信息推送到手持機。

2.3低功耗運行

防溜鐵鞋在惡劣工作環(huán)境下使用可靠，電路模塊為低功耗運行模式，其充電周期在6個月以上。

2.4全過程信息跟蹤

通過防溜鐵鞋唯一碼和實物狀態(tài)對照，對采購、供應、保存、使用、報廢全過程進行信息化跟蹤，實現(xiàn)防溜鐵鞋合法性監(jiān)測和安全管理。2.5自動在線管理通過防溜鐵鞋自動臺賬管理、交接班打卡、檔案存儲等功能，實現(xiàn)管理、使用人員交接班免記錄、免清點。

2.6防盜報警

電子柵欄、被盜報警及丟失追蹤。

2.7監(jiān)測分析

在管理權限范圍內(nèi)，對防溜鐵鞋使用狀態(tài)、流向軌跡等實時監(jiān)測及統(tǒng)計分析。

2.8精準定位

防溜鐵鞋通過北斗定位與信標輔助定位相結合，實現(xiàn)定位精度在2m以內(nèi)，保證野外作業(yè)和庫房作業(yè)都能準確定位到作業(yè)股道。

2.9信息共享

物資供應段按職責對西安局集團公司防溜鐵鞋采購供應組織和報廢處置的管理過程，與各單位使用實際進行數(shù)據(jù)對接，確保賬物相符、管理規(guī)范、安全可控。

3系統(tǒng)結構

防溜鐵鞋安全管理系統(tǒng)由放置在西安局集團公司中心機房的互聯(lián)網(wǎng)服務器和數(shù)據(jù)中心組成，并可通過安全平臺擴展到鐵路辦公網(wǎng)，實現(xiàn)內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)交互。防溜鐵鞋的智能監(jiān)測終端，通過物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)交互，結合手持機的使用，滿足現(xiàn)場作業(yè)和安全管理的需要。系統(tǒng)組成結構見圖1。

4設計實現(xiàn)

加裝智能監(jiān)測終端的防溜鐵鞋在檢測到運動狀態(tài)發(fā)生變化時，通過北斗模塊獲取自身位置，并通過MEMS傳感器獲取在軌狀態(tài)及距離信息，由NB-IoT模塊將相關數(shù)據(jù)發(fā)送到運營商網(wǎng)關，進而推送到鐵路辦公網(wǎng)的通訊和數(shù)據(jù)庫服務器。通訊和數(shù)據(jù)庫服務器在解包后將相關數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫并在滿足報警條件時將報警信息通過APP推送到關聯(lián)責任人的手持機。獲得授權的工作人員可通過手持機接收報警推送消息，也可查看責任范圍內(nèi)所有防溜鐵鞋的位置和狀態(tài)。加裝智能終端的防溜鐵鞋見圖2。在系統(tǒng)建設中，除防溜鐵鞋上的智能監(jiān)測終端需加裝改造外，系統(tǒng)的構建無需再增加任何設備。數(shù)據(jù)傳輸采用運營商的NB-IoT網(wǎng)絡，存儲、使用和管理利用西安局集團公司現(xiàn)有的服務器資源，與其他系統(tǒng)沒有集成或連接關系。系統(tǒng)建成后，使用單位既可以是班組、車間、站段，也可以是西安局集團公司直至國鐵集團，應用范圍可彈性擴展。

5數(shù)據(jù)架構

系統(tǒng)采用前后端分離的架構，數(shù)據(jù)通過Restful接口進行交互。用戶數(shù)據(jù)錄入通過前端界面進行，前端程序通過https協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖顺绦虻腞estful接口后，數(shù)據(jù)進行后端處理、存入數(shù)據(jù)庫；用戶要查看數(shù)據(jù)，首先通過前端界面操作，前端發(fā)出請求給后端服務器，再通過查詢數(shù)據(jù)庫后返回給前端界面并進行展示。數(shù)據(jù)交互之間通過交互中心的token鑒權來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。系統(tǒng)數(shù)據(jù)架構見圖3。在該系統(tǒng)中，主數(shù)據(jù)為防溜鐵鞋的供應商、型號、編碼、配屬班組等信息，業(yè)務數(shù)據(jù)為防溜鐵鞋的位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)及智能監(jiān)測終端的電量信息、全生命周期管理過程中產(chǎn)生的管理數(shù)據(jù)，外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)為來自采購管理信息系統(tǒng)和廢舊物資管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。為簡化操作，軟件可直接與這兩個現(xiàn)有系統(tǒng)對接，以獲取部分已錄入的數(shù)據(jù)。

6現(xiàn)場使用效果

鐵路防溜防撞專用器材安全管理系統(tǒng)研發(fā)完成后，經(jīng)現(xiàn)場試用，反應良好，取得了以下主要管理效果。一是防溜鐵鞋的來源、發(fā)放、調(diào)撥、銷毀等全程記錄留痕，具有可追溯性。二是防溜鐵鞋使用數(shù)量、配置標準、存放地點、防盜措施實時在控，做到了賬物相符、使用規(guī)范、定置有序，規(guī)范了現(xiàn)場實物的管理。三是對防溜鐵鞋生產(chǎn)、銷售、采購、運輸、存儲、銷毀等環(huán)節(jié)嚴格登記造冊、存檔備查，實施全過程動態(tài)閉環(huán)管理。四是對防溜鐵鞋的各種運用狀態(tài)(如上道登記與提醒、鐵鞋出柜或入柜、下道提醒與登記等)實時監(jiān)測，及時跟蹤防溜鐵鞋的丟失、錯位等異常情況，有效地保證了鐵鞋的安全管理。五是信息系統(tǒng)自動記錄設備軌跡的功能，改變了防溜鐵鞋作業(yè)與管理方式。試用本系統(tǒng)后，現(xiàn)場取消了防溜鐵鞋的領用與歸還登記臺賬，取消了作業(yè)人員對防溜鐵鞋使用狀態(tài)的定時巡檢，極大降低了作業(yè)人員勞動強度，提高了工作效率。

作者：康勇 單位：中國鐵路西安局集團有限公司物資部