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1 概述：
调车作业是铁路运输生产中的一个重要环节，它总是伴随着机车、车辆的运动，是多工种、多环节的作业过程，随机性强，点多面广，稍有不慎就会发生意外，造成人员伤亡、设备损坏，影响正常的运输生产秩序。因此现阶段调车作业对人身的伤害问题已经成为各个站段安全隐患的薄弱环节和重点防范环节。铁路车务部门如何有效的监控站场调车作业，进而安全顺利地完成调车作业任务，提高安全生产效率，最大限度确保铁路行车和生产安全成为摆在我们面前紧迫的课题。
目前车务系统调车作业普遍采用频调电台进行调车作业，铁路也进一步规范了频调电台在调车标准化作业中的使用，频调电台标准化使用能确保调车作业安全。但目前管理人员对频调电台使用标准化的检查控制手段有限，因此，如何引入先进技术，实现对调车标准化作业的有效监控，对确保站场调车作业安全具有重要意义。
“铁路调车作业安全分析系统”旨在解决以上问题。该系统为铁路车务系统调车作业标准化实施监控管理的平台。系统结合了地理位置信息系统、人员定位系统、无线数据传输系统、无线语音数字录音系统。实现无线语音调度指挥和地理信息无缝接合，地理信息和站场工作人员位置信息、无线语音调度资源共享。实现车务人员可视化指挥调度，站场调车工作人员实时监控，历史轨迹回放查询，无线语音录音、回放等综合应用管理。真正实现“听到声音、知道位置”。
系统的研制成功将为铁路车务系统科技保安全的重要手段，为规范调车标准化作业，提高铁路车务生产效率，有效的监管工作人员的工作状态，提高安全生产管理水平发挥重要作用。
项目建设目标：
项目建设拟达到人员位置监控与调车录音一体化的的工作体制。
利用系统实时监控站场工作人员位置。方便调度管理人员对站场工作人员的指挥调度。
对站场工作人员历史位置信息进行回放，并配合录音系统，方便的查看任意时间段，任意工作人员的位置、当时通过平调对讲机进行的通话内容，方便调度管理人员对当时工作人员的工作状态进行分析判断。
2 系统结构
铁路调车作业安全分析系统在车务段设置安全监控系统服务器、录音服务器。在车务段及各车站设置监控工作站，管理人员将通过操作监控工作站，进行监控管理和分析判断工作。
在各车站建设WIFI无线数据传输网络，人员定位终端将通过WIFI通道将实时位置信息发回。WIFI系统将覆盖车站、编组站主要作业区域。
各车站将设置平调数字录音系统，录音系统将对站场内平调电台的通信进行录音，并将录音信息通过网络传送至段部录音服务器。管理人员可以通过监控工作站对录音信息进行查询。录音系统将兼容数字和模拟两种制式。
个人定位终端将配发各站场工作人员，人员在工作时携带，定位终端将通过GPS全球定位系统对工作人员进行实时定位，并通过WIFI网络将定位信息发送回系统。
铁路调车作业安全分析系统图
3 系统组成
铁路调车作业安全分析系统由：GIS 地理信息系统、无线数字录音系统、WIFI无线数据传输系统等组成。
3.1 地理信息系统（GIS）
系统中的地图将分做底图和站场示意图两部分。
地图图将精确到每一条铁轨，误差小于1米。在调度指挥工作站界面将显示示意图，示意图将按照铁路站场轨道信号示意图方式制作，与车站轨道信号示意图一致，对每个车站进行地图之制作，方便调度指挥人员监控与操作，
地图开发平台支持
地图开发平台软件主要用于将关系型的记录数据，转换成可视化的图形，同时封装了对地图通用的操作功能，对外提供二次开发接口，为具体地理信息应用服务。
地理信息系统支持ESRI 的ArcInfo 系列产品，是用于自动操作、修改、管理、分析及显示地理信息的专业GIS 产品。ArcInfo系列产品以先进的数据结构、强大的GIS 功能、开放的开发环境、丰富的产品系列、优秀完备的技术支持和服务体系，最终赢得用户信任。
地图数据建设
数据作为地理信息系统最基本和最重要的组成部分，其质量的好坏，直接影响着系统应用分析结果的可靠程度和系统应用目标的真正实现。其中电子地图数据质量主要包括位置精度、属性精度、数据完整性以及时间精度。所以电子地图的质量是系统具有生命力的真正所在。
为保证地图数据的精确性，本系统的电子地图基础数据由实地测量取得，底图根据实地测量数据绘制，地图误差小于1米。
轨区示意图
3.2 WIFI无线数据传输系统
在铁路车站,编组站等场合建立无线宽带网络系统，在站场区域设置多个AP，实现对整个区域的无线联网，完成业务数据的实时传输与交互，为定位终端上传GPS定位信息提供传输通道。同时还可以为铁路其他应用，如实时视频监控提供传输通道。
WIFI系统考虑采用无线“Mesh”无线传输技术。
WIFI MESH是目前世界上理想的无线传输技术。并被认为是4G核心技术的重要组成部分，代表IT技术发展的方向。属于世界新一代及我国大力支持发展范围的新一代无线宽带网络、通信网络转型技术。
新一代的无线Mesh网状网拓扑，多跳链路和先进的路由协议，通过融合IEEE802．11a／b／g/ n等无线通信技术，其优点是：组网迅速，结构灵活，传输率高，移动性好，可靠性强，成本低，可极大拓宽网络视频监控的应用范围。随着无线Mesh技术的发展和国际标准的建立，其独特的优势已经在包括视频监控在内的多种行业领域发挥重要作用。
在“Mesh”网络中，任何无线设备的节点都可以同时作为AP、AC和路由器。网络中的每一个节点都可以同时发送、接收和传输信号，并与一个或多个对等节点进行直接通信。
这种结构的最大好处是：如果最近的AP节点由于数据流量过大而导致拥塞的话，它能够自动重新路由到另一个通信流量较小的邻近节点进行传输。这种访问方式就叫“多跳访问”。
在无线“Mesh”网络里，如要添加新的设备，只要简单地接上电源就可以了，它将自动进行配置，并确定最佳的多跳路径。添加或移动设备时，网络能自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。
3.3 无线数字录音系统
无线数字录音系统由无线数字录音仪和录音服务器组成。
它采用嵌入式系统，DSP高速处理技术，成功地脱离于计算机。实现了分散录音、集中管理的典范。不再受限于计算机的硬件，利用强大的网络连接能力及采用兼容标准语音编码格式等特点，通过网络实时传输数据。使得录音、查询、播放不再局限于本地。无线数字录音仪内置数字、模拟兼容的接收机模块，接收机设计兼容ETSI DMR TIER III标准，可以实现对数字、模拟两种平调电台语音信号进行录音
无线数字录音系统的优势：
分散布局，集中管理
录音存储服务器与无线数字录音仪硬件通过标准TCP/IP协议网络相连，因此不受限于服务器存放位置，录音设备可以放在任何有网络接口的地方。分布式架构，可对网络内的多个录音设备进行集中录音和实时监听；
扩容方便由于录音设备和计算机完全分离，增加线路时，无需断电计算机，只要增加或减少录音设备，软件上做些简单的设置即可。不影响现有的录音设备正常工作。
本地存储
无线数字录音仪内置4G存储卡，可以在本地记录声音信号。在网络不稳定地区，录音信息可以先记录在本地无线数字录音仪上，当网络畅通时，再上传到服务器。避免了网络不稳定造成的录音信息丢失。
维护成本低
录音设备采用以太网接口，无需安装驱动；单台设备故障不影响其他设备的正常工作，通过标准网络协议通信，稳定可靠。录音服务器故障，只要在其他普通计算机上运行录音程序即可。无需拆机，无需移动任何物理设备。
功能强大
基于它嵌入式的运行方案，使得它能灵活适用多种模拟信号音的录制，诸如调音台、功放、对讲机、无线电台、拾音器等等。
数模录音兼容
数字录音仪内部集成DMR数字/模拟兼容接收机，可以接收数字平调电台语音信息，也能接收模拟平调电台语音信息
多种数据编码格式，最大可支持5倍数据压缩率；
3.4 MiNi GPS便携式定位终端
MiNi GPS便携定位终端是一款集GPS 定位、WIFI数据传输功能的多模通讯终端。该定位终端，外形小巧，便于携带，防水、防尘、抗压、抗摔，适合铁路施工使用。
定位终端定位精度高（误差小于1米），内置WIFI模块，可以利用WIFI，实时的将定位信息传回。定位终端内置存储器，可以对定位信息进行存储，在WIFI无法覆盖的地方，先将位置信息存储在本机，当进入WIFI覆盖范围后再自动上传。定位终端内置大容量锂电池，可以支持设备连续工作大于8小时。
4系统功能
通过GPS实现作业地点定位
通过WIFI实现作业现场位置信息和监控中心的传输
通过电子地图实现对作业情况的监控
通过自动录音功能可以实现对现场平调电台通话进行录音机回放操作
可视化调度
通过监控工作站，了解站场内工作人员的动态分布情况，实时了解站场内工作人员的精确位置，方便进行工作调度与指挥。
车站指监控工作站可以对本站范围人员情况进行监控管理，段部监控工作站可以对段辖区内任意车站范围进行监控管理。
录音管理
对站场内平调电台进行录音，并将录音信息通过网络发送至段部录音服务器。调度管理人员可以通过监控工作站，以时间检索或调车作业计划检索等方式对录音进行查询回放。
历史轨迹显示
通过监控工作站，可以选择时间段，回放制定时间段相关工作人员的位置轨迹，结合录音系统，做到查询指定时间段内，相关工作人员所在的位置，当时所讲的话。方便对工作人员当时的工作状态进行分析判断。
作业计划管理
系统与铁路内网连接，从铁路内网取得站场车务作业计划。调度管理人员可以根据作业计划，调阅相对应的录音和轨迹回放。实现作业计划、录音、位置轨迹相结合的监控管理模式。
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