关于平面调车标准化作业比对分析技术的应用研究.pdf

西铁科技1/2023研究与探讨关于平面调车标准化作业比对分析技术的应用研究西安局集团公司科学技术研究所姜勃摘要：长期以来，平面调车作业缺乏对过程实时、有效的监督手段，造成其管理劳动强度大、工作效率低、安全控制强度不足的问题。平面调车信令智能比对分析系统能迅速找出存在的违章问题，自动比对平面调车作业信令，自动筛查违章作业并实时提醒，解决了多种信息源数据的采集及同步匹配问题，同时兼容各个厂家的平调设备，变抽查为普查，高效、快捷、准确的找到安全隐惠关键词：平面调车作业；作业信令；智能比对分析；自动筛查违章；实时提醒1系统设计1.1系统结构平面调车信令智能比对分析系统采用调车数据采集器获取调车作业的语音和信令，系统建立关于调车作业单、语音和信令的同步联系，存储在本地工控机。系统根据模型同步分析调车信令、语音之间的相互关系，判断疑似违章作业。系统对调车作业单、语音和信令的关联作为“流”数据处理，可以数据稳定的“播放”，同时进行数据的存储。1.2数据架构平面调车信令智能比对分析系统采用本地单机部署数据。1.3信息共享与接口平面调车作业依据调车作业计划，为了有效准确掌握调车作业内容，平面调车信令智能比对分析系统与现车系统进行信息共享，共享的主要内容是调车作业计划，能够为调车作业信令监听与分析提供有效数据支撑。系统间通过Webservice的方式进行数据交换，系统根据调车作业量不同时间间隔对数据进行访问，读取的数据自行入库，为事后的数据分析提供便利条件。2功能设计音C#客户端实时信令，语言播放插件回放历史信令、语言播放插件PC调单接口信令、语音回疑是违规信令Tomcat服务采集器服务放服务自动比对服务Java后台文件解码信令接收信令解析SpringMVC.Hibemate.文件流推送语音接收信令转发信令分析服务插放控制接收违规分析音频编码socketserver文件存储ORACLE()采集平调设备实时信令，语言数据库音频、信令文件存储采集器图1 平面调车信令智能比对系统结构图西铁科技1/202318图2数据架构图调车作业信令自动分折寿统架梅关于平面调车标准化作业比对分析技术的应用研究研究与探讨为分析比对建立信令模型库。调车管理人员可以针对性的对疑似违规进行回放，对疑似违规进行二次人工筛选操作。违规处理界面增加了违规标记功能，如违规人员、问题类型、问题名称、问题等级、所属规章、违规场别、轨道名称、违规地点。回放功能中，系统会自动定位到疑似违规操作的时间点，方便管理人员进行查看和标记2.3.1违规字典模块调车作业语音信令自动对比分析系统调车分析调单查询实时监听监听行回放统计分析系统管理查正文监听卖时售会监听实时吉回故语音文件从此违规信令舞放手动标记违机信令信令航计查询调单航计查调工作密度查询设备工作扶况系统佳用情况图3系统功能框图2.1实时监听模块实时监听模块根据登录单位级别选择对应的权限范围，进行实时监听。采集设备把现场作业产生的实时信令、语音数据推送到监听客户端程序，同时转发给信令语音分析服务程序对实时作业信令进行智能分析，对违规做标记并生成一条记录推送至客户端。调车管理人员亦可对系统遗漏的违规做实时标注。2.2监听回放模块监听回放模块按登录权限进行管理。用户根据开始时间、结束时间、调机号查询历史调车作业记录。回放文件是以班次为单位进行存储，即同一调机白班一个文件，夜班一个文件，回放过程展示当班作业的全部调车单和调车作业过程中产生的全部信令2.3智能分析模块智能分析模块是系统自动分析功能的核心，该模块由自动分析对比服务提供后台数据支撑，实时展示疑似违规操作的作业信令。自动对比分析服务的实现途径是：收集、分析各种调车作业的违规现象，与各级调车管理人员深入讨论，建立典型违规场景的数学模型以及对应的信令之间的关联关系，违规字典模块提供了人性化的客户端系统字典数据维护功能，可对问题模板、违规字典、场别字典、股道字典等进行维护，方便用户对现场数据的更新。2.3.2系统字典管理系统字典包括站名字典表、厂商字典表、设备字典表、用户登录字典表、用户授权字典表。2.3.3作业数据统计查询平面调车信令智能比对分析系统能够进行信令统计查询、调单统计查询、工作密度统计查询、设备工作状况统计查询、安全台账统计查询。3数据采集方案采集器是该系统的基础设备，包括采集器主机、室外天线、防雷器、馈线等。根据站场实际情况安装在调车作业现场附近，预留接人车站内网。4预设计网络方案预留TCP/IP协议网络接口,可接入专用网络，隔绝互联网5安全方案5.1数据安全建立用户权限分级管理机制，西铁科技1/202319关于平面调车标准化作业术的应用研究研究与探讨严格按权限进行操作；建立定期备份机制，包括系统环境备份和存储备份；建立定期检查机制，提供数据机密性保护，保证业务生产数据的安全性，确保系统安全稳定运行。5.2应用安全系统软件应采用综合安全措施，核心服务应考虑余，处理过程应具备适度的日志，便于信息审计；应用系统须能在单点设备、单个应用故障的情况下，保证系统可用性。6设备与软件配置6.1配置原则和范围包括安全性原则、可靠性原则、先进性原则、易操作性原则、高效性原则、统一性原则、标准化原则6.1.1安全性原则集团公司车务段车站机满车监听语商信令对比分析察统图4 系统网络架构图能够提供方便可行的权限控制机制，防止越权修改、增删以及下载数据；要求系统程序具备数据备份和回复能力；对非法用户或计算机病毒的人侵应具有抵御能力6.1.2可靠性原则平面调车信令智能比对分析系统的可靠性是衡量其性能的一个重要指标，同时也是提高安全性的一个手段。系统必须能够持续运行，发生故障时能保证数据的完整性。6.1.3易操作性原则系统充分考虑方便用户、简化操作、提供友好的后台界面，普通用户经过短暂的培训就可以对系统进行操作，系统管理员可以掌握整个系统的维护工作，最大限度地满足用户需求6.1.4统一性原则对于有明确技术规范的，应严格遵循技术规范，达到标准统一；对于没有明确技术规范的功能，也应使其适用于各种场景，实现软件版本的统一。本系统采用的各项软硬件接口、数据传输协议、术语表述方式等必须遵循相应的标准，如果需要对这些内容进行约定，应充分考虑各种因素与条件后形成标准。6.2配置能力估算系统采集平调作业过程中的语音和信令数据，采集器语音采样率1 6 0 0 0,1 6 位数据A/D转换，采用Speex压缩存储，语音和静音时间比1:5 计算，每台设备每秒产生约1.6 K字节的语音数据，2 4 小时产生1.6*6 0*6 0*2 4=1 3 8 2 4 0 K字节，即1 3 9M左右数据，系统服务程序最大支持2 0 0 路采集器数据，每路采集器传输语音数据占用网络带宽1 2 Kbit/秒.若每个调车作业班组平均每班执行3 个调车作业单，每单平均10钩，每钩约生成1 2 条左右信令，则每台调车机每天（2 4 小时，2 班）生成2*3*1 0*1 2=7 2 0 条左右信令，按一台采集器，数据保存1 年的要求，须硬盘存储量不低于5 0 G，数据库作业信令表存储约1 2 96 0 0 条记录6.3配置方案车站每个调机配备一台调车作业数据采集器，客户端可安装于专用工控机，工控机数量根据采集器数量不同进行调整，每台工控机配属原则上不超过1 0 台数据采集器。7结语平面调车信令智能比对分析系统基于Microsoftwindows7操作西铁科技1/202320关于平面调车标准化作业欠的应用研究研究与探讨系统，部署于专用工控机，固定安装在车站调车作业值班室。系统开发使用C#语言，.Netframework4.0开发环境以及预留各种关系型SQL数据库接口。工控机通过串口直连平调监听采集器获取数据，平调监听采集器符合无线平面调车设备技术规范。参考文献：1GBT7178-2006,铁路调车作业标准.2TBT2834-2016，铁路无线调车灯显设备.3TG/CW218-2012,无线调车灯显设备管理、使用及维修方法.