工务机械车监测数据的集成化管理与应用

工务机械车监测数据的集成化管理与应用

陈雷

哈尔滨工务机械段黑龙江哈尔滨150000

摘要：工务机械车日常运行的全天候、无固定交路特征及其现场管理工作流动性与运用管理机务化的要求，为工务机械车开展远程运用管理系统研究提供了动力。利用数字化集成技术，对工务机械车轴温、防撞、视频监测、火灾报警等子系统的监测数据进行集中管理和显示，并通过无线通讯单元实现了各监测子系统与地面信息中心的数据交互，及公用信息共享、车地信息交互、警报联动等功能。

关键词：工务机械车；监测数据；集成化管理

近些年来，随着微电子、传感器等技术的提高，检测与监测设备的功能也得到了很大提升监测技术开始由低集成度、分项目的单项检测逐步发展为高度集成、多项目的综合检测。同时，在地面安装监测设备监控列车的运行状态，并在地面建立综合数据分析和诊断中心，对检测数据和集成化管理进行综合分析处理。工务机械车远程运用管理系统的运行揭示管理、行车过程监测及监测数据等工务机械车远程运用功能。监测数据的集成化管理有效解决了现有监测设备存在的产品接口不一致、标准不统一、显示存储部件重复配置等问题，在推进工务机械车安全运用管理信息化的同时，为工务机械车施工作业安全提供了有力保障。

1概述

工务机械车是指配属工务部门使用、在铁路线上双轨运行或作业的大型养路机械、重型轨道车及各类轨道平车。近年来，因施工人员不规范作业或业务疏忽导致的碰撞、火灾等工务机械车安全事故时有发生。为加强安全事故的预防工作，实现工务机械车的安全运用与管理，有关专业部门对工务机械车的轴温、防撞、视频监测、火灾报警等信息采集系统与监测设备开展了研发和运用研究。与机车、车辆及其他作业车不同，工务机械车主要作业特点体现在：工作流动性大和专业管理相对集中，施工作业时，对各个监测子系统数据信息的实时性和同步性要求非常高。工务机械车现有信息化监测设备存在产品接口不一致、标准不统一、显示存储部件重复配置的问题，不利于施工人员实时掌握车辆的作业与安全信息，制约了工务机械车安全运用管理的信息化，也为工务机械车的施工作业带来安全隐患。因此，开展工务机械车监测数据的集成化管理与应用研究是当务之急，利用数字化网络集成技术，实现各个监测数据信息之间的共享和集中显示与管理，降低施工人员作业强度的同时，能有效提高工务机械车施工作业安全，以及事故发生时的应急处理效率。

2监测数据的集成化管理

为实现工务机械车数据的集成化管理，每台车需装载1台车载中央处理平台，所有监控子系统均由中央处理平台进行管理，数据统一存储、显示和下载。中央处理平台的处理单元和存储单元均采用双机冗余设计，以满足系统安全保障需求。中央处理平台通过以太网、CAN、ＲS485/422等接口形式，采集和存储轴温、防撞、视频监测、火灾报警等子系统数据，并对各子系统数据进行集中管理和显示。对于不满足当前接口形式的监测子系统，可通过接口转换卡，将不同的总线类型转换为以太网接入中央处理平台。

根据车地数据交互需求，可通过无线通讯单元，将监测数据分发给地面信息中心。数据集成化管理与应用过程如图所示。

数据集成化管理主要有以下优点：

①施工人员通过中央处理平台提供的应用界面，可实时查看本车轴温、防撞、视频监测、火灾报警等监测数据信息，以及各子系统的故障和自检信息，无需再单独查询各个监测子系统的应用界面，有效降低了劳动强度，提高了工作效率。

②当子系统监测到安全信息或事故信息时，中央处理平台自动切换至该重点监测界面，并进行提示和报警，以便施工人员及时消除隐患或作事故处理。

③监测数据、故障、报警等信息可实现同步存储和回放，便于进行系统性故障诊断、数据分析和归档处理等。

④地面信息中心可通过中央处理平台提供的统一接口，按指定的数据管理要求，进行监测数据的远程调用和相关操作指令的派送，实现对各子系统的远程监控。

3监测数据的应用

工务机械车轴温、防撞、视频监测、火灾报警等子系统数据经中央处理平台集中管理后，除了便于施工作业人员监控数据、警报、自检信息外，在各子监测系统数据应用时还具有公用信息共享、车地信息交互、警报联动等功能。

3.1用信息共享

运用监测维护设备将运行控制设备提供的线路里程、地理位置等公用信息实时上传给中央处理平台，由中央处理平台进行同步存储与管理。同时，其他监测设备根据需求，可从中央处理平台实时获取公用信息，无需再单独设计硬件传输路径，节约了系统装备成本。远程运用监测设备将接收到的地面业务系统推送的动态预警、通知通告等信息，及时转送给中央处理平台，由中央处理平台进行集中显示与播报。

3.2车地信息交互

各个子监测系统无须单独配置无线通讯单元，可通过中央处理平台数据传输端口与地面信息中心进行数据交换。通过地面信息中心数据交换平台，各个子监测系统厂商可对现场设备进行程序升级、远程诊断与服务，大大缩短了系统养护维修周期。

3.3警报联动

当有监测设备触发报警信号时，中央处理平台应用程序依据报警信息源，自动切换视频图像至报警联动区域，便于对报警信息进行分析和处理。此外，还可根据各监测设备需要，通过向视频监测设备发送图像抓拍指令，实时将报警信息和抓拍图像同步传输至地面信息中心。

警报联动功能的典型应用如下：

①当防火监测系统发出报警信号时，中央处理平台应用程序根据火患探测器编号信息，及时将视频监控画面自动切换至事发位置。现场施工人员根据火情采取应对措施，可有效降低事故损失。

②当清筛机污土带辅助避障系统发出碰撞警报信息时，中央处理平台应用程序及时切换监控画面。现场操作人员可根据障碍物实情，采取有效的避让措施，避免清筛机污土带碰撞接触网支柱或斜拉线事故的发生。

③当车车防撞监测设备发出报警信号时，中央处理平台应用程序及时切换车头或车尾视频监控画面。现场操作人员确认车车间距后，采取有效的避让措施或应对办法，以避免碰撞事故的发生。

运用考核方案设想

待系统研制完成后，为了验证系统的适用性、稳定性、可靠性及制造质量，发现设计中的不足，为应用和管理提供经验，需在3个方面进行运用考核：

1）所有设备对工务机械车的正常运用无影响。在成熟运用的工务机械车上安装安全检测与监测系统，考核是否对既有工务机械车的正常工作造成影响或干扰。在考核过程中，系统只监测相关内容，不参与控制，保证工务机械车原有全部功能的正常发挥。

2）确定合理的报警限值。为防止运用中系统产生误报警现象，影响正常运用，需要合理地确定报警限值。

3）长时间运用考核。针对监测的对象，还需要通过长时间的运用考核，不断摸索和完善报警门限值的设定，在尽可能减少误报警的同时提高系统报警的可靠性和准确性，使其在运用中真正发挥安全监控的作用。

为实现工务机械车监测数据的集成化管理与应用，利用数字化集成技术，通过中央处理平台，将工务机械车轴温、防撞、视频监测、火灾报警等子系统数据进行集中处理。这样有效解决了现有监测设备存在的产品接口不一致、标准不统一、显示存储部件重复配置的问题，在推进工务机械车安全运用管理信息化的同时，为工务机械车施工作业安全提供了有力保障。

参考文献：

［1］王卫东，李海浪．确保宁局工务机械车行车安全的对策［J］．铁道运营技术，2013，19（1）：45-47．

［2］周毅．工务机械车运用安全信息化管理工作思路及探索［J］．上海铁道科技，2012（1）：7-9．