鐵路貨運現場裝載質量監控系統的設計與實現

張小霜

（北京鐵路局 貨運處，北京 100860）

北京鐵路局作為鐵路運輸系統的大型企業，擔負著全國鐵路1/4的貨運量、1/7的客運量、1/5的運輸收入任務。管轄鐵路跨越北京、天津、河北以及山東、河南、山西的部分地區，與沈陽、濟南、鄭州、太原4個鐵路局相接。

貨物裝載加固工作是貨物運輸的重要環節，直接關系到鐵路運輸的安全。但是，鐵路局、站段

對于現場作業質量的控制缺乏必要的手段和方法，責任追溯缺乏有效的依據，導致實際工作和監督情況并不理想。

為了解決現有貨物裝載加固簽認工作中存在的問題，對貨物裝載加固質量進行有效的控制，加強對貨運員現場作業的監控、實現信息統一匯總等目標，北京鐵路局研制開發了鐵路貨運現場裝載質量監控系統。該系統以“貨運員手持機”作為核心，配以相應的安全管理軟件，目前已應用在北京鐵路局各貨運站的重點貨物裝車管理上。

1 系統建設目的

系統對現場的作業質量進行有效監控、對輸入至本地計算機的裝載過程信息加密存檔、對計算機存檔的信息進行查詢統計分析；系統及時將信息上傳至服務器，鐵路局能夠對各站段作業實施監控；系統軟件自動分析，對異常信息進行報警，將各站情況整理形成報表；并且能夠根據上傳信息形成電子合成簽認單。

2 系統設計思想及原則

2.1 設計思想

軟件設計時，系統采用集中建庫、分級應用的設計思想。以統一規劃、多方受益、講求實效為原則，系統構建在北京鐵路局、各車站兩級網絡結構上，數據集中到北京鐵路局統一管理。

主要設計思想如下：

（1）采用基于Web方式的B/S體系結構。該結構是一種類似于終端/主機系統的結構模式，同時又具有客戶機/服務器模式（C/S）的分布計算特性，其主要特點是集中管理，也就是說軟件的程序、數據庫以及其他一些組件都集中在服務器端；用戶端除了瀏覽器（及所依賴的操作系統）之外，不需要其他軟件和維護。系統運行平臺采用基于B/S的多層分布式體系結構，該結構維護方便簡單，客戶機無須安裝任何專業軟件，非常方便地實現數據共享。

（2）嚴密的權限設置，保證裝載過程信息的機密性。系統具有安全、嚴密、靈活的權限設置功能和較好的彈性和擴展性，能夠適應用戶多變的需求。

（3）保證可擴充性、開放性。系統具有較強的擴展能力，適應管理模式的調整、信息量的增加、系統功能的變化以及企業不斷發展的需要。具備支持多種數據庫接口、跨平臺運行、二次開發和交換信息的能力。

2.2 設計原則

鐵路貨運現場裝載質量監控系統主要采取軟硬件協同的設計原則。在系統設計時，主要考慮以下原則：

（1）可靠性。在設計中選擇高可靠性的元件和產品，考慮系統的主要性能指標和工作環境。

（2）功能完善性。在保證完成基本功能的基礎上，將報警以及安全保護等可擴展功能納入設計方案，使系統的功能更加完善。

（3）經濟性。在保證可靠性和基本功能的基礎上，盡可能降低成本。除此之外，系統的先進性、可擴展性和整體的美觀性也是硬件設計綜合考慮的因素。

3 系統構成

3.1 系統架構

按系統劃分，分為貨運員手持機現場裝載監控子系統，貨運裝載過程安全管理子系統，裝載加固方案和貨運規章查詢子系統。

按軟硬件劃分，分為計算機硬件、手持機硬件及系統軟件。

3.2 系統硬件組成

系統硬件組成包括手持機、貨運站計算機、直屬站和車務段計算機、鐵路局貨運處計算機、鐵路局貨運處服務器和數據服務器、鐵路局既有網絡。

3.3 系統軟件組成

系統平臺應用B/S架構，方便部署和維護；軟件包括手持機應用軟件和貨運站計算機傳輸軟件。

系統軟件應用部署如圖1。

圖1 應用部署圖

3.4 系統工作流程原理

系統工作流程原理如圖2。

4 系統功能

該系統的現場手持機軟件部分實現了現場裝載加固全過程信息、圖像記錄、作業簽單；現場裝載加固方案查詢；現場貨運規章查詢；后臺管理功能。該系統的計算機數據查詢、管理、維護系統部分實現了簽單查詢管理，規章文電管理和裝載方案管理功能。

各子系統具體功能如下：

（1）貨運員手持機現場裝載監控子系統功能包括：現場記錄裝載過程圖像、信息，填寫電子裝載質量簽認單；對應檢查項目拍照；裝載過程校驗核實功能；現場查詢核對裝載方案、加固防滑材料；現場查詢規章文電。

（2）貨運裝載過程安全管理子系統功能包括：對輸入至本地計算機的裝載過程信息加密存檔；對計算機存檔的信息，進行查詢、統計、分析；及時將信息上傳至鐵路局貨運處服務器；鐵路局貨運處對各站段裝車作業實施監控；系統軟件自動分析，對異常信息進行報警，并將各站情況整理形成報表；自動形成電子合成簽認單。

（3）裝載加固方案和貨運規章查詢子系統功能包括：現場裝載方案查詢、瀏覽；現場貨運規章和文電查詢、瀏覽；可設置常用規章文件夾；保留查詢記錄；裝載方案可在線數據更新；電子規章可在線數據更新；下載方案和規章到手持機。

圖2 系統工作流程原理圖

5 系統實現

5.1 手持機硬件的實現

手持機硬件實現了下列技術指標：嵌入式功能模塊化，易損件方便更換；可內置WINCE定制系統；配置300萬像素攝像頭；配置3.5寸觸摸屏；通過可移式存儲卡內置身份識別證書實現身份識別認證；防塵密封、防水、防震、耐高低溫，符合指定國家標準；鋰電池能夠連續使用8 h以上；配有手持機外套、屏幕保護罩、手腕套繩；按鍵面板外置或外接，可方便替換。

5.2 手持機軟件的實現

手持機軟件實現了下列功能：手持機（或卡）內存儲貨運規章和裝載方案；通過不同條件查詢貨運規章和裝載方案并顯示搜索結果；可顯示貨運規章、裝載方案全文；對裝載方案中圖例單獨顯示并可進行移動、縮放等操作；內置多種電子簽認單，按規定逐步操作、逐項填寫；對應檢查項目可拍照存儲；實時對所拍照的信息進行瀏覽，對不符合要求的照片進行重拍；對所拍照片進行OCR識別，提取出車號與錄入車號對比；對不符合操作規范和錯誤辦理的行為報警提示；調用身份識別信息進行簽認；實現電子簽認單加密保存；實現站名字典化；提供快捷操作；實現未完成的操作交接用戶可直接進行下一步操作。

5.3 安全管理軟件的實現

安全管理軟件采用C/S和B/S結構聯合使用，服務器端安裝在鐵路局服務器上，客戶端安裝在各站段電腦上。

客戶端軟件實現了下列功能：連接手持機，自動采集簽認單內容；數據加密；本單位簽認單信息查詢、統計分析；將裝車站簽認信息上傳至鐵路局貨運處服務器；從服務器下載更新貨運規章、裝載方案，并按不同手持機的身份，將必要的規章方案導入手持機以供查詢。

服務端軟件實現了下列功能：接收客戶端上傳的信息；上傳信息的整理、存儲，提供給客戶端查詢；自動找出可疑簽認單進行報警；定期自動統計數據，提交分析報表；更新規章、方案，供客戶端下載。

6 結束語

鐵路貨運現場裝載質量監控系統利用流程控制、電子簽認、影像記錄、網絡傳輸等現代化技術手段，通過對裝車作業過程中的車輛選用、防滑襯墊、捆綁加固等關鍵環節的控制、記錄，落實裝車質量標準，實現貨運安全。通過該系統，能夠實現鐵路局掌握現場裝車作業的質量，并對其進行分析，發現和解決現場作業中存在的問題，達到遠程控制現場作業質量，保證運輸安全的目的。對于重點物資（如搶險救災物資），可于裝車作業完畢后，第一時間將現場裝車作業圖像傳輸至鐵路局，及時掌握現場作業情況。同時，還可以實現貨運作業無紙化辦公，極大地提高了現場作業效率和質量。

[1]于 忠. 構建鐵路裝載作業安全監控系統的探討[J]. 鐵道貨運，2007 (7).

[2]于 冬，顧培亮，陳 鐘，高 璇. 鐵路貨車裝載狀態監視和超限檢測系統的研究[J]. 中國鐵道科學，2004，25（5）：141-144.