基于4G網(wǎng)絡(luò)的客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

覃 雷

（中國(guó)鐵路南寧局集團(tuán)有限公司南寧車輛段，工程師，廣西 南寧 530000）

車輛乘務(wù)工作是客車運(yùn)用管理工作的重要組成部分，。目前，南寧局南寧車輛段上線運(yùn)用的旅客列車75列，從事車輛乘務(wù)工作的車輛乘務(wù)員589人，分布南寧、柳州、桂林、湛江四個(gè)地區(qū)。乘務(wù)員一旦出乘就脫離了管理人員的視線，在列車途中是否按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)很難得到有效的監(jiān)控和管理。因此有必要建立一套管理系統(tǒng)對(duì)乘務(wù)員執(zhí)行一次出乘作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行卡控，確保列車運(yùn)行安全有序。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 一是自動(dòng)化：系統(tǒng)在充分取得數(shù)據(jù)的情況下，應(yīng)盡可能的自動(dòng)化管理，減少人為干預(yù)操作。二是易操作：使用圖形化界面和“人性化”界面，車輛乘務(wù)員只需通過(guò)應(yīng)急手機(jī)界面便可完成任務(wù)執(zhí)行結(jié)果反饋。后臺(tái)監(jiān)控人員只需借助鍵盤、鼠標(biāo)即可完成大部分工作，并設(shè)立通用的快捷鍵方便用戶的使用。三是可靠：應(yīng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)及故障恢復(fù)能力，出現(xiàn)意外時(shí)，能夠保證重要數(shù)據(jù)不丟失，避免災(zāi)難性后果發(fā)生。四是安全：對(duì)資源進(jìn)行權(quán)限管理，采用分級(jí)管理、統(tǒng)一授權(quán)和全面安全跟蹤；能自動(dòng)對(duì)進(jìn)行備份數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)安全。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體要求 客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)分為段級(jí)、車間級(jí)和乘務(wù)員三級(jí)用戶。段級(jí)用戶執(zhí)行管理員職能，可以對(duì)系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)和指標(biāo)進(jìn)行維護(hù)，如維護(hù)車次、維護(hù)設(shè)備、發(fā)布行車信息、發(fā)布調(diào)度命令等；同時(shí)對(duì)全段的車輛乘務(wù)員階段性執(zhí)行任務(wù)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析；車間級(jí)用戶可以對(duì)系統(tǒng)中乘務(wù)人員數(shù)據(jù)庫(kù)和題庫(kù)進(jìn)行維護(hù)，并按現(xiàn)有車次配備乘務(wù)班組和人員。乘務(wù)員級(jí)用戶主要是執(zhí)行段、車間兩級(jí)在系統(tǒng)中下派的任務(wù)，并以文字或圖片形式反饋任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果。

1.3 模塊化設(shè)計(jì) 客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)各功能采用模塊化結(jié)構(gòu)組裝，各塊功能相對(duì)獨(dú)立，方便系統(tǒng)的維護(hù)性和拓展性。另外，本系統(tǒng)各種信息中所有用到的需編碼的信息項(xiàng)（也稱為字典項(xiàng)），都可以在系統(tǒng)管理模塊中進(jìn)行自定義設(shè)置，最大程度滿足信息內(nèi)容的變化。

1.4 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)采用四層架構(gòu)，利用中間件技術(shù)，把系統(tǒng)技術(shù)框架分為信息訪問(wèn)、表示邏輯、業(yè)務(wù)邏輯和數(shù)據(jù)資源四個(gè)層次。四層結(jié)構(gòu)有利于軟件維護(hù)及系統(tǒng)管理，同時(shí)，將客戶端與數(shù)據(jù)庫(kù)隔離起來(lái)，客戶端無(wú)權(quán)限直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，有利于安全管理，可有效防止惡意攻擊。還可以利用中間件的安全管理特性進(jìn)一步加強(qiáng)權(quán)限控制管理。圖1為系統(tǒng)框架示意圖。

信息訪問(wèn)為第一層：包括各級(jí)用戶使用臺(tái)式機(jī)、手機(jī)等訪問(wèn)表示邏輯層。

表示邏輯為第二層：功能是實(shí)現(xiàn)用戶交互和數(shù)據(jù)表示，為以后的處理收集數(shù)據(jù)，向第三層的業(yè)務(wù)邏輯請(qǐng)求調(diào)用核心服務(wù)處理，并顯示處理結(jié)果。

業(yè)務(wù)邏輯為第三層：由大量的業(yè)務(wù)構(gòu)件（組件）組成，這些構(gòu)件由應(yīng)用服務(wù)器管理，實(shí)現(xiàn)核心業(yè)務(wù)邏輯服務(wù)并將這些服務(wù)按名字廣播，管理并接受各級(jí)用戶的服務(wù)請(qǐng)求，向資源管理器提交數(shù)據(jù)操作請(qǐng)求，并將處理結(jié)果進(jìn)行顯示。

數(shù)據(jù)資源為第四層：包括數(shù)據(jù)、圖片、存儲(chǔ)過(guò)程和各種文件（如多媒體文件）等，負(fù)責(zé)管理整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源，完成數(shù)據(jù)操作。

圖1系統(tǒng)框架示意圖

2 系統(tǒng)硬件與軟件

2.1 系統(tǒng)硬件 客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備由移動(dòng)式終端、固定式終端和后臺(tái)服務(wù)器組成，通過(guò)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)、寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)、數(shù)據(jù)采集、查閱、儲(chǔ)存和交換。移動(dòng)終端為乘務(wù)員隨身攜帶的應(yīng)急手機(jī)，按照一列車底一臺(tái)應(yīng)急手機(jī)進(jìn)行配備，其設(shè)備號(hào)需關(guān)聯(lián)至系統(tǒng)（應(yīng)急手機(jī)采用的是華為H60-L102型全網(wǎng)通智能手機(jī)，系統(tǒng)界面為安卓Android4.4，支持4G網(wǎng)絡(luò)，具備拍照等功能）。固定終端為設(shè)置在客車應(yīng)急監(jiān)控指揮中心的電腦、拼接屏等。

2.2 系統(tǒng)軟件 客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分分為兩大方塊：后臺(tái)系統(tǒng)軟件和移動(dòng)終端APP應(yīng)用軟件。

2.2.1 后臺(tái)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 后臺(tái)系統(tǒng)軟件是在Windows平臺(tái)下設(shè)計(jì)完成，借助域名服務(wù)器等開(kāi)發(fā)工具自主設(shè)計(jì)，主要項(xiàng)目通過(guò)樹(shù)形結(jié)構(gòu)進(jìn)行展示，包括乘務(wù)人員信息、車次、乘務(wù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)度命令、車輛設(shè)備故障數(shù)據(jù)等預(yù)警、接收、存儲(chǔ)及統(tǒng)計(jì)。

2.2.2 APP應(yīng)用軟件設(shè)計(jì) 移動(dòng)終端APP應(yīng)用軟件適用于安卓Android系統(tǒng)的手機(jī)，采用的是Java語(yǔ)言進(jìn)行研發(fā)。APP應(yīng)用軟件采取一乘務(wù)員一賬號(hào)形式進(jìn)行APP應(yīng)用軟件的使用（系統(tǒng)界面如圖3）。乘務(wù)員通過(guò)應(yīng)急手機(jī)端反饋各種任務(wù)執(zhí)行的結(jié)果至后臺(tái)服務(wù)器。

3 系統(tǒng)監(jiān)控項(xiàng)點(diǎn)

客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)主要以車輛乘務(wù)員一次出乘務(wù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為主線，從人員管理、出乘派工、交接班、班前一道題、酒精測(cè)試、庫(kù)內(nèi)驗(yàn)收作業(yè)、始發(fā)站作業(yè)、途中作業(yè)、終到站作業(yè)及應(yīng)急處置等方面對(duì)乘務(wù)管理情況進(jìn)行全程卡控。監(jiān)控流程圖如圖2所示。

圖3 監(jiān)控流程

4 實(shí)現(xiàn)的功能

1）能對(duì)乘務(wù)重點(diǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)的預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)提示。通過(guò)后臺(tái)系統(tǒng)軟件設(shè)置各類型作業(yè)任務(wù)的預(yù)警時(shí)間及風(fēng)險(xiǎn)提示，系統(tǒng)可向當(dāng)前車次內(nèi)所有車輛乘務(wù)員發(fā)送作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)需執(zhí)行的任務(wù)預(yù)警信息。車輛乘務(wù)員在應(yīng)急手機(jī)段查閱各類乘務(wù)作業(yè)和響應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)容，確保作業(yè)不漏項(xiàng)和風(fēng)險(xiǎn)防控措施落實(shí)到位。

2）能對(duì)乘務(wù)重點(diǎn)作業(yè)環(huán)節(jié)全程監(jiān)控。通過(guò)客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，后臺(tái)監(jiān)控人員可以實(shí)時(shí)掌握車輛乘務(wù)員日常作業(yè)情況，重點(diǎn)對(duì)車輛乘務(wù)員的出退乘，始發(fā)作業(yè)，途中換掛（換向）作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和制止現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中存在問(wèn)題，避免出現(xiàn)人為因素耽誤列車的責(zé)任事件。

3）能對(duì)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。客車安全運(yùn)行作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器通過(guò)對(duì)日常收集的各類作業(yè)數(shù)據(jù)、車輛設(shè)備故障數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析，為管理層制定決策提供數(shù)據(jù)參考和依據(jù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和后期使用，極大的方便段、車間兩級(jí)對(duì)乘務(wù)作業(yè)情況分析和管理，避免出現(xiàn)人為因素耽誤列車的責(zé)任事件，有效的確保了旅客列車安全運(yùn)行。