铁路防溜防撞器材安全管理体系研究

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摘要：分析了当前铁路防溜防撞专用器材存在的问题和安全隐患，以防溜铁鞋为例提出通过信息化技术改造，结合物联网技术，实现防溜防撞专用器材全过程实时安全管理的整体解决方案，并介绍了软硬件设计思路及试用后取得的效果。

关键词：防溜防撞；专用器材；铁鞋；全寿命；精准定位；物联网

随着中国铁路高速化和智能化发展，铁路设备的安全管理变得愈加重要。铁路防溜防撞专用器材是保证铁路机车车辆停留安全的重要工具，其中防溜铁鞋通过卡扣车轮与钢轨踏面来防止停留的机车车辆溜逸，是一种最典型的防溜防撞专用器材，在铁路行业得到广泛应用。铁路防溜防撞专用器材在铁路作业现场如果使用和保管不当，就可能会危及作业人员安全，严重时还可能危及行车安全，造成铁路交通事故。由于铁路防溜防撞专用器材在铁路作业现场使用的数量较多，在领用、发放、使用、回收等各个环节，采用常规手段管理费时费力，且容易出现差错，造成安全隐患。随着信息化技术特别是物联网技术的飞速发展和广泛应用，铁路物资全寿命管理开始实施并取得一定的效果，对铁路防溜防撞专用器材有必要通过信息化手段实现更加规范和安全的管理。为了现场作业安全，西安局集团公司研发了铁路防溜防撞专用器材安全管理系统，结合信息化技术改造，实现集团公司管内防溜防撞专用器材的全过程实时管理，本文以防溜铁鞋为例阐述铁路防溜防撞专用器材安全管理体系的设计和应用。

1整体设计

1.1设计思路

根据国铁集团《铁路防溜防撞专用器材安全管理规定》等要求，防溜铁鞋实行专项、编号管理，生产、销售、购买、运输、存储、使用、销毁等所有环节均须进行登记，实行档案管理，并逐步推广运用电子追踪标识。为了加强防溜铁鞋安全管理，确保机车车辆停放安全，同时提高现场安全管理水平和工作效率，本项目基于物联网、移动互联网技术，研究利用嵌入微处理器来监测防溜铁鞋的存放地点、移动轨迹、工作状态等信息，同时监控生产厂、采供所、物资段、废旧物资管理站、使用单位等各部门管理过程与关键数据，通过信息系统来卡控关键环节，实现防溜铁鞋全寿命信息化管理和使用过程的安全管理。

1.2集中管理

西安局集团公司为了实现防溜铁鞋的安全管理，将各单位防溜铁鞋的采购供应和销毁处置集中到物资供应段，实行“双集中”管理。

1.2.1集中采购供应。各单位防溜铁鞋采购需求经公安部门批准后，全部集中到西安局集团公司采供所统一采购，确定采购渠道与采购价格，物资供应段签订合同并组织供应与货款结算。

1.2.2集中销毁处置。防溜铁鞋报废后，各使用单位运送至物资供应段，按唯一码进行交接确认，由物资供应段在公安部门的监督下集中销毁处置，防止分散处置报废铁鞋可能带来的保管和销毁不规范、影响铁路运输安全的问题。

2系统主要功能

本项目的建立涵盖管辖范围内全部防溜铁鞋的信息系统管理体系，有利于实现系统内防溜铁鞋作业的标准化、规范化、流程化，系统主要实现以下功能。

2.1双集中管理

通过物资供应段双集中管理（集中采购供应、集中报废处置），结合站段使用过程，实现防溜铁鞋全寿命周期实时管理，西安局集团公司内各单位按权限分级实行对管理范围内防溜铁鞋的在线管理、实时监测和统计分析等。

2.2实时状态监测

通过嵌入微处理器实现防溜铁鞋实时定位、非法移动报警、在轨状态（是否正确卡在钢轨上）等状态监测，并通过用户权限进行匹配，将需要的信息推送到手持机。

2.3低功耗运行

防溜铁鞋在恶劣工作环境下使用可靠，电路模块为低功耗运行模式，其充电周期在6个月以上。

2.4全过程信息跟踪

通过防溜铁鞋唯一码和实物状态对照，对采购、供应、保存、使用、报废全过程进行信息化跟踪，实现防溜铁鞋合法性监测和安全管理。2.5自动在线管理通过防溜铁鞋自动台账管理、交接班打卡、档案存储等功能，实现管理、使用人员交接班免记录、免清点。

2.6防盗报警

电子栅栏、被盗报警及丢失追踪。

2.7监测分析

在管理权限范围内，对防溜铁鞋使用状态、流向轨迹等实时监测及统计分析。

2.8精准定位

防溜铁鞋通过北斗定位与信标辅助定位相结合，实现定位精度在2m以内，保证野外作业和库房作业都能准确定位到作业股道。

2.9信息共享

物资供应段按职责对西安局集团公司防溜铁鞋采购供应组织和报废处置的管理过程，与各单位使用实际进行数据对接，确保账物相符、管理规范、安全可控。

3系统结构

防溜铁鞋安全管理系统由放置在西安局集团公司中心机房的互联网服务器和数据中心组成，并可通过安全平台扩展到铁路办公网，实现内外网数据交互。防溜铁鞋的智能监测终端，通过物联网与数据中心数据交互，结合手持机的使用，满足现场作业和安全管理的需要。系统组成结构见图1。

4设计实现

加装智能监测终端的防溜铁鞋在检测到运动状态发生变化时，通过北斗模块获取自身位置，并通过MEMS传感器获取在轨状态及距离信息，由NB-IoT模块将相关数据发送到运营商网关，进而推送到铁路办公网的通讯和数据库服务器。通讯和数据库服务器在解包后将相关数据写入数据库并在满足报警条件时将报警信息通过APP推送到关联责任人的手持机。获得授权的工作人员可通过手持机接收报警推送消息，也可查看责任范围内所有防溜铁鞋的位置和状态。加装智能终端的防溜铁鞋见图2。在系统建设中，除防溜铁鞋上的智能监测终端需加装改造外，系统的构建无需再增加任何设备。数据传输采用运营商的NB-IoT网络，存储、使用和管理利用西安局集团公司现有的服务器资源，与其他系统没有集成或连接关系。系统建成后，使用单位既可以是班组、车间、站段，也可以是西安局集团公司直至国铁集团，应用范围可弹性扩展。

5数据架构

系统采用前后端分离的架构，数据通过Restful接口进行交互。用户数据录入通过前端界面进行，前端程序通过https协议将数据传输到后端程序的Restful接口后，数据进行后端处理、存入数据库；用户要查看数据，首先通过前端界面操作，前端发出请求给后端服务器，再通过查询数据库后返回给前端界面并进行展示。数据交互之间通过交互中心的token鉴权来保证数据传输的安全。系统数据架构见图3。在该系统中，主数据为防溜铁鞋的供应商、型号、编码、配属班组等信息，业务数据为防溜铁鞋的位置、姿态数据及智能监测终端的电量信息、全生命周期管理过程中产生的管理数据，外部系统数据为来自采购管理信息系统和废旧物资管理系统的数据。为简化操作，软件可直接与这两个现有系统对接，以获取部分已录入的数据。

6现场使用效果

铁路防溜防撞专用器材安全管理系统研发完成后，经现场试用，反应良好，取得了以下主要管理效果。一是防溜铁鞋的来源、发放、调拨、销毁等全程记录留痕，具有可追溯性。二是防溜铁鞋使用数量、配置标准、存放地点、防盗措施实时在控，做到了账物相符、使用规范、定置有序，规范了现场实物的管理。三是对防溜铁鞋生产、销售、采购、运输、存储、销毁等环节严格登记造册、存档备查，实施全过程动态闭环管理。四是对防溜铁鞋的各种运用状态(如上道登记与提醒、铁鞋出柜或入柜、下道提醒与登记等)实时监测，及时跟踪防溜铁鞋的丢失、错位等异常情况，有效地保证了铁鞋的安全管理。五是信息系统自动记录设备轨迹的功能，改变了防溜铁鞋作业与管理方式。试用本系统后，现场取消了防溜铁鞋的领用与归还登记台账，取消了作业人员对防溜铁鞋使用状态的定时巡检，极大降低了作业人员劳动强度，提高了工作效率。

作者：康勇 单位：中国铁路西安局集团有限公司物资部