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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，結合物聯網技術，實現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；物聯網

隨著中國鐵路高速化和智能化發展，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，在鐵路行業得到廣泛應用。鐵路防溜防撞專用器材在鐵路作業現場如果使用和保管不當，就可能會危及作業人員安全，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現場使用的數量較多，在領用、發放、使用、回收等各個環節，采用常規手段管理費時費力，且容易出現差錯，造成安全隱患。隨著信息化技術特別是物聯網技術的飛速發展和廣泛應用，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更加規范和安全的管理。為了現場作業安全，西安局集團公司研發了鐵路防溜防撞專用器材安全管理系統，結合信息化技術改造，實現集團公司管內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

根據國鐵集團《鐵路防溜防撞專用器材安全管理規定》等要求，防溜鐵鞋實行專項、編號管理，生產、銷售、購買、運輸、存儲、使用、銷毀等所有環節均須進行登記，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，同時提高現場安全管理水平和工作效率，本項目基于物聯網、移動互聯網技術，研究利用嵌入微處理器來監測防溜鐵鞋的存放地點、移動軌跡、工作狀態等信息，同時監控生產廠、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據，通過信息系統來卡控關鍵環節，實現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公安部門批準后，全部集中到西安局集團公司采供所統一采購，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范、影響鐵路運輸安全的問題。

2系統主要功能

本項目的建立涵蓋管轄范圍內全部防溜鐵鞋的信息系統管理體系，有利于實現系統內防溜鐵鞋作業的標準化、規范化、流程化，系統主要實現以下功能。

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，實現防溜鐵鞋全壽命周期實時管理，西安局集團公司內各單位按權限分級實行對管理范圍內防溜鐵鞋的在線管理、實時監測和統計分析等。

2.2實時狀態監測

通過嵌入微處理器實現防溜鐵鞋實時定位、非法移動報警、在軌狀態（是否正確卡在鋼軌上）等狀態監測，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，實現防溜鐵鞋合法性監測和安全管理。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監測分析

在管理權限范圍內，對防溜鐵鞋使用狀態、流向軌跡等實時監測及統計分析。

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，實現定位精度在2m以內，保證野外作業和庫房作業都能準確定位到作業股道。

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據對接，確保賬物相符、管理規范、安全可控。

3系統結構

防溜鐵鞋安全管理系統由放置在西安局集團公司中心機房的互聯網服務器和數據中心組成，并可通過安全平臺擴展到鐵路辦公網，實現內外網數據交互。防溜鐵鞋的智能監測終端，通過物聯網與數據中心數據交互，結合手持機的使用，滿足現場作業和安全管理的需要。系統組成結構見圖1。

4設計實現

加裝智能監測終端的防溜鐵鞋在檢測到運動狀態發生變化時，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及距離信息，由NB-IoT模塊將相關數據發送到運營商網關，進而推送到鐵路辦公網的通訊和數據庫服務器。通訊和數據庫服務器在解包后將相關數據寫入數據庫并在滿足報警條件時將報警信息通過APP推送到關聯責任人的手持機。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所有防溜鐵鞋的位置和狀態。加裝智能終端的防溜鐵鞋見圖2。在系統建設中，除防溜鐵鞋上的智能監測終端需加裝改造外，系統的構建無需再增加任何設備。數據傳輸采用運營商的NB-IoT網絡，存儲、使用和管理利用西安局集團公司現有的服務器資源，與其他系統沒有集成或連接關系。系統建成后，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數據架構

系統采用前后端分離的架構，數據通過Restful接口進行交互。用戶數據錄入通過前端界面進行，前端程序通過https協議將數據傳輸到后端程序的Restful接口后，數據進行后端處理、存入數據庫；用戶要查看數據，首先通過前端界面操作，前端發出請求給后端服務器，再通過查詢數據庫后返回給前端界面并進行展示。數據交互之間通過交互中心的token鑒權來保證數據傳輸的安全。系統數據架構見圖3。在該系統中，主數據為防溜鐵鞋的供應商、型號、編碼、配屬班組等信息，業務數據為防溜鐵鞋的位置、姿態數據及智能監測終端的電量信息、全生命周期管理過程中產生的管理數據，外部系統數據為來自采購管理信息系統和廢舊物資管理系統的數據。為簡化操作，軟件可直接與這兩個現有系統對接，以獲取部分已錄入的數據。

6現場使用效果

鐵路防溜防撞專用器材安全管理系統研發完成后，經現場試用，反應良好，取得了以下主要管理效果。一是防溜鐵鞋的來源、發放、調撥、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、使用規范、定置有序，規范了現場實物的管理。三是對防溜鐵鞋生產、銷售、采購、運輸、存儲、銷毀等環節嚴格登記造冊、存檔備查，實施全過程動態閉環管理。四是對防溜鐵鞋的各種運用狀態(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。五是信息系統自動記錄設備軌跡的功能，改變了防溜鐵鞋作業與管理方式。試用本系統后，現場取消了防溜鐵鞋的領用與歸還登記臺賬，取消了作業人員對防溜鐵鞋使用狀態的定時巡檢，極大降低了作業人員勞動強度，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