工务机械车远程运用系统及实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子信息技术领域，尤其是涉及一种可对工务机械车远程监测和控制 的工务机械车远程运用系统及实现方法。
【背景技术】
[0002] 随着铁路养路机械化的快速发展，投入运用的工务机械车(铁路养路机械、铁路工 务机械等自轮运转特种设备）日渐增加，由于工务机械车分散作业、流动作业，传统运用方 法在远程运用管理与现场控制上存在以下问题：
[0003] 无法实时掌握工务机械车现场运用状态、设备质量情况及设备地理位置信息；无 法及时向工务机械车下达运行揭示数据及设备维护数据;无法有效监控工务机械车司机出 乘情况;无法快速对现场故障处理提供技术支持;无法为应急抢险及指挥调度提供支撑。
[0004] 基于以上原因，迫切需要一种实现工务机械车远程运用系统的方法。
【发明内容】
[0005] 本发明的发明目的是为了克服现有技术中信息交流不通畅的不足，提供了一种可 对工务机械车远程监测和控制的工务机械车远程运用系统及实现方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] -种工务机械车远程运用系统，包括地面服务器、地面管理终端和设于各个工务 机械车上的车载设备;每个车载设备均包括车载主机、设于车载主机上的无线传输模块和 人机操作终端，每个工务机械车上均设有一组安全监测设备，每个车载主机均与对应的无 线传输模块、人机操作终端和安全监测设备连接，各个无线传输模块均通过移动网络与地 面服务器连接，所述人机操作终端包括显示器、打印机、报警器、酒精测试仪和指纹仪，显示 器上设有人机交互接口，地面管理终端通过铁路局域网或互联网连接地面服务器。
[0008] 本发明具体实现方式是:车载设备实时监测工务机械车运用状态、设备状态、车辆 位置等监测数据，自动分析处理并及时安全警示报警;车载设备通过移动网络将监测数据 及报警信息实时发送到地面服务器;车载设备实时从地面服务器接收运行揭示数据、设备 维护数据等运用维护数据，并通过显示终端签收复核；司乘人员通过车载设备进行指纹出 勤及饮酒测试;用户通过地面管理终端查看工务机械车监测数据、报警信息，查询工务机械 车监测数据分析结果，向工务机械车远程下达运行揭示数据、发布设备维护数据、推送公告 及警示信息等;地面服务器接收车载设备发来的工务机械车监测数据，并分析保存;地面服 务器向地面管理终端提供监测数据查询服务，接收地面管理终端下达的运行揭示数据及设 备维护数据并向车载设备转发。
[0009] 本发明充分考虑了工务机械车远程运用特点，从系统层面对工务机械车远程运用 系统进行整体设计，通过对工务机械车车辆运行状态、运用状态、设备质量状态等进行实时 监测并综合分析，根据安全策略进行报警警示，既实现了安全风险提前防患，也满足了地面 管理人员需及时掌握远程运用情况的需求。
[0010] 本发明针对工务机械车实际运行条件，发明了工务机械车线路信息预警方法，该 方法通过从GYK获取车辆运行线路信息，并借助GMS提供的辅助定位信息，可准确识别车辆 位置及运行方向；利用包含位置信息、线路信息、地理信息等数据信息的地面数据，分析车 辆运行趋势，对桥梁、隧道、道口、弯道、大坡、防洪点等可能影响行车安全的特殊地段进行 提前预报，确保工务机械车运行安全。
[0011] 本发明针对工务机械车远程运用人员考勤问题，通过指纹验证、酒精测试、现场拍 照、远程登记等远程考勤方法，实现了地面管理人员对工务机械车作业人员的及时有效监 管。
[0012] 本发明充分考虑了工务机械车远程运用维护要求，发明了工务机械车远程维护方 法，通过实现运行揭示数据远程运用及设备数据远程更新闭环管理技术，确保工务机械车 远程维护安全可靠。
[0013] 本发明针对远程运用数据安全传输要求，利用安全通信接口设计技术，对工务机 械车远程运用系统通信接口进行了特别设计;本发明在无线网络传输方法上采用了双无线 模块自动切换机制，确保车地数据安全可靠传输。
[0014] 作为优选，所述地面服务器包括通信服务器、数据服务器和应用服务器，通信服务 器用于车地数据的接收与转发，数据服务器用于数据的分析与存储，应用服务器用于为车 载设备、地面管理终端提供系统功能应用服务。
[0015] 作为优选，所述车载主机上设有监测数据采集功能模块和安全分析预警功能模 块;所述地面管理终端上设有远程运用监测功能模块、远程运用维护功能模块、信息远程推 送功能模块和远程考勤管理功能模块。
[0016] 作为优选，每组安全监测设备均包括轨道车运行控制设备、轨道车远程维护监测 设备、轨道车轴温监测装置、轨道车视频监测装置和机车综合无线通信设备。
[0017] 工务机械车监测数据包括：
[0018] 运行状态数据，包括车号、车次号、交路号、线路号、公里标、工况、信号、速度等运 行相关信息;设备状态数据，包括:设备自检、工作状态、数据版本、管压等设备相关信息;紧 急制动、常用制动、管压异常、设备故障等安全事件信息;GPS车辆定位信息；轴温监测装置 状态及报警信息；视频监测装置状态信息;机车综合无线通信设备状态信息和其他车载设 备状态信息。
[0019]轨道车运行控制设备简称:GYK，轨道车远程维护监测设备简称:GMS，机车综合无 线通信设备简称CIR。
[0020] -种工务机械车远程运用系统的实现方法，包括双无线模块自动切换流程、安全 警示报警流程、线路信息预警流程、远程考勤管理流程、运行揭示数据签收复核流程、远程 运用监测流程、远程运用维护流程和信息远程推送流程；
[0021] 所述双无线模块自动切换流程包括如下步骤：
[0022] 系统根据传输策略制定各类数据优先使用的网络，原则上优先使用铁路专用无线 网。
[0023] 车载主机通过无线信号强度、心跳包响应情况等技术指标对无线网络质量进行评 估。此处的心跳包响应指车载设备定时向地面服务器发送信息，地面服务器收到该信息后 自动应答。
[0024] 当优选网络质量无法可靠传输数据时，车载设备自动选择另一网络传输数据。
[0025] 地面服务器原则上按最近一次车载设备上传业务数据时的网络路径向车载设备 传输数据。当超过设定时间未收到车载设备心跳包数据时，视为该通道故障，自动选择另一 网络通道传输数据。
[0026] (5-1)所述安全警示报警流程包括如下步骤：
[0027] 每个车载主机从对应的工务机械车所设的安全监测设备获取监测及报警数据信 息；
[0028] 车载主机实时进行司机操纵分析、设备质量分析、安全事件分析;此处的司机操作 分析主要指分析司机是否按规范操作;此处的设备质量分析主要指设备是否出现故障或故 障隐患;此处的安全事件分析主要指分析出现可能影响行车安全的重大事件，如超速制动 等。
[0029] 车载主机监测到司机不规范操作、设备故障时，启动警示器报警;此处的警示指通 过显示或语音方式提示;此处的报警指通过移动网络向地面服务器发送报警信息，出现重 要安全事件时向设定的责任人发送报警短信。
[0030] 当车载主机监测到安全事件时，启动警示器报警并向视频监测装置发送照片抓拍 指令，车载设备的视频监测装置将抓拍的照片回传车载主机，无线传输模块实时向地面服 务器发送抓拍的照片；
[0031] 所有监测信息经车载主机打包处理后，无线传输模块通过移动网络向地面服务器 发送；
[0032] (5-2)所述线路信息预警流程包括如下步骤：
[0033] 车载主机获取工务机械车当前位置信息，当前位置信息包括当前运行交路、线路、 支线、公里标、上下行、前方到站及GPS定位信息；
[0034] 车载主机依据车辆当前位置信息、运行线路、运行方向，分析地面基本数据当前及 前方特殊地理信息，包括桥梁、隧道、道口、弯道、大坡、防洪点；
[0035] 当车辆接近或到达上述特殊地段时，按照预设的警示策略以显示及语音方式提醒 司机注意行车安全。
[0036]作为优选，所述远程考勤管理流程包括如下步骤：
[0037] 工务机械车司乘人员用手指按压指纹仪，指纹仪通过指纹比对完成司乘人员身份 识别；
[0038] 车载主机启动饮酒测试，酒精测试仪对司乘人员呼出气体的酒精含量进行测试； 如酒精含量不符合规定，车载主机控制报警器发出报警信息;此处的报警信息包括本地提 示及远程报警。
[0039] 司乘人员调用监测设备在考勤过程中拍摄的视频录像，并抓取吹气瞬间照片；
[0040] 车载主机控制无线传输模块发送指纹验证、饮酒测试和现场照片；
[0041] 管理人员通过地面管理终端实时查看司乘人员考勤信息。
[004