以信息技术为基础的重载铁路安全方案探析

以信息技术为基础的重载铁路安全方案
探析
摘要：为更好的保障重载铁路的安全稳定运行，基于当前重载铁路安全运行中信息技术的应用现状及需求，分析了信息技术及相关设备设施在重载铁路安全运行中存在的不足，提出了以信息技术为基础的重载铁路安全运行方案，并分析了应用效果，通过应用信息技术达到了有效保障重载铁路安全运行的目的，进一步提高了重载铁路的安全运行水平，取得了较好的应用效果，可为类似工况下重载铁路的安全稳定运行提供参考。

关键词：信息技术；重载铁路；安全方案；应用效果
1、重载铁路安全中信息技术的应用现状及需求
重载铁路安全的发展涉及到了多个学科的交叉融合，针对其复合系统的研究涉及到了技术装备和管理制度的相互协调发展，对提升重载铁路的安全能力研究就要把重点放在技术能力的提升和管理制度的优化，而其中的重点就是提升通信信息技术在重载铁路安全中的应用。

结合目前重载铁路安全的发展情况，通信信息技术在其中的应用场景不多，限制了其发展，特别是在重载铁路的日常维护运营方面，如：日常检修、人员管理和调度安排等。

其具体不足主要体现在以下方面：
（1）重载铁路对其运动轨道有严格的限制要求，特别是在设计轨道的曲线半径和坡度时要充分考虑其行车安全性。

（2）重载铁路的承重大，其日常维护技术要求高，在维护时需要应对故障率高、维护速度快等方面的挑战。

（3）重载铁路具有运输量大、调配频繁、转乘装卸负荷中等特点，在其运输过程中，需要有严格紧密的管理和执行规范化流程。

综合以上特点，要想加快重载铁路的发展，必须提升信息技术在其中的应用，且目前对信息化重载铁路的一体化发展已经迫在眉睫。

2、基于信息技术的重载铁路安全方案
重载铁路的建设需要投入大量的资源，如大秦铁路，其建成运营的
时间相对较长，在运营期内发生的安全事故隐患和基础设施维护案列对信息技术
在重载铁路的安全布局中提出了严格的要求。

2.1安全信息系统在重载铁路中的应用
安全信息系统在重载铁路中的应用主要涉及设备层、中间层、服务层、展现
层4个方面的应用。

（1）设备层。

设备层在重载铁路中的作用主要是保障系统平台的正常运行，并且给平台提供一些资源信息，如：监控视频、数据信息等资源。

设备层中包含
的子系统涵盖了运输过程中的每个环节，如：装载视频监控、电子轨道衡计量、
货物超偏载检测、车站接发列车程序安全控制及记录、货车列尾等子系统。

设备
层是信息技术在重载铁路中实施的硬件基础，为整个安全管理和运营调度提供基
础的数据和硬件支撑。

设备层平台的运行要通过前端反馈设备的结合使用，如高
清线阵相机、各类传感器、嵌入式设备、轨道计量装置等设备。

(2)中间层。

中间层主要功能是将设备层采集的信息（如视频、数据等）处
理后，反馈给平台的对应服务模块。

针对重载铁路的通信系统现状研究，发现其
较少使用数据网设备，在实际管控模式、运营成本等因素影响下，中间层的通道
一般采用由通信专业设定的专网传输，这样可以在节省设备成本的基础上，对传
输效率、安全性、维护成本等方面有很好的把控。

在前端设备与控制箱之间的数
据传递可以通过电缆和以太网光口进行传输，而列尾的有效数据通过无线信道进
行传输，所有的数据经传输系统经中间层进入安全平台。

(3)服务层。

服务层在整个系统平台中的作用至关重要，系统的各项功能实
现都需要依靠服务层的模块化经第三方系统接口来实现。

服务层的优势是可以以
铁路运营单位的综合视频监控平台为基础，利用其核心组件进行扩容调整。

同时
也可以在此基础上接入新的系统端口进行设备的升级以及软件功能的更新。

(4)展现层。

展现层是用户界面展示，内部系统的各种功能都通过展现层对
用户进行展示。

展现层的功能基础是原有的综合视频监控平台，在此基础上开发
多样化的功能，可以实现对不同部门的视频监控、日常管理数据汇总、传感器反
馈数据汇总等，并通过展现层对各种数据信息进行筛选和优化，通过视频监控平
台终端大屏将安全运维信息展示给用户。

2.2方案要素分析
2.2.1行车安全
行车安全是评估重载铁路安全的重要指标之一，它包含了车辆在装
卸货过程以及行驶过程中的车况安全。

在对车辆的行车安全进行评估时，大多采
用视频监控方式，而视频监控设备大多设置的地点在货场、隧道口以及车站附近，而重载车辆在特殊地形行驶时的安全隐患会增加，这就会造成视频监控的区域和
范围要增加，考虑安全隐患的发生位置可在以下区域增加视频监控采集设备。

(1)在行驶过程中的特殊区域如区间较小曲线半径、较大坡度处可增
加视频监控采集点。

(2)在巡检过程中轨道容易发生磨损处、其他灾害容易发生的地段增
加视频监控采集点。

(3)在货运站的咽喉区以及各分列车出入口方向全方位覆盖视频监控
采集点，用设备实现对分体列车的检测。

(4)在货场的明显区域增加视频监控采集点，如仓库、重点道路、出
入口、值班点、装卸车作业区等重点区域，增加对货场的视频监控覆盖率，从而
实现增强货场的治安防范能力，满足安全货运的要求。

(5)在原有的视频监控设备基础上进行设备升级改造，软件的优化提升，使视频监控设备具备智能分析功能，从而提高安全监控的能力。

在增加了视频监控采集点后，货运区域和重点监控区域的采集点信
息可直接将信息汇总到铁路专用重载安全综合平台，便于平台统一管理和优化设施，在发生紧急状况时，平台可以集中优势力量对其进行调度和应急处理。

2.2.2装载安全
装载安全是衡量重载铁路安全的重要指标，具体表现为装载车辆在装载货过
程中的满载偏载的安全能力。

重载铁路在行运过程中会连接大量的专用线和支路线，一般在主要出入口和装卸作业区要增加视频监控采集设备，以保证重载列车
行驶的安全性。

在装卸货物过程中会使用智能识别技术，对货物的装载状态、货
物信息自动识别，从而通过视频监控方式主动对安全隐患和意外状况进行预防和
防范，可以减少监控人员的劳动强度，对货物的检查流程起到优化作用，也可以
提高货物检查的效率。

货车在装载时其视频监控系统主要由装载视频高清摄像头、固定设
备门架、光纤设备、识别设备及网络设备所组成。

该监控系统的工作流程为通过
采集车辆上的车号信息，将采集数据与需要检测的数据进行对比匹配，从而实现
实时监控、报警预警、视频录制、图像抓拍、信息保存以及数据处理分析等功能。

货车装载视频设备的功能多样性引起其利用的丰富性，可以在装卸
工作区、接轨站出入口和换接处、轨道衡、筒仓等区域安装，其监控信息可以实
时的接入货车信息多媒体平台，从而反馈给上级集团公司，便于总部的协调统一
管理和处理紧急情况。

重载铁路实际运营时会连接大量的支路和线路专用线，中间涉及到
了大量的转运货物过程，因此在这样的接入口和换接站需要配备超偏载检测系统
和监控装置，对重载货车装载过程进行实时监控和检测，可避免出现漏检问题，
大大提高检测效率和运输效率，确保货车行进和换接的安全性。

3、应用效果
重载铁路（如大秦铁路）在引入信息技术前存在存在着运输风险和
隐患点，这些隐患严重影响着重载铁路的行驶安全。

在引入信息化技术对重载铁
路进行监控和管理后，提高了整个行驶过程的安全性保障，增强了工作人员对日
常工作的处理效率，减少了安全隐患的排查频率，对整个重载铁路的安全运营产
生重大影响。

但信息技术与重载铁路安全方案的融合过程中仍然有一些是需要完
善的，需增强各类硬件设施的互通性和集成度，将车辆的行驶状态、安全状态显示、行驶状态等信息汇总于平台，增加融合性。

在此基础上可以直接把各车段的
安全行驶信息反馈给各自服务管理台，并可以将数据接入到应急平台和相关安全
保障平台，视频监控同样可以引入信息自动采集分析功能，增加重载铁路安全主
动防控的能力。

4、结束语
该研究对多种通信技术手段在重载铁路中的应用进行了创新，可以有效提升
重载铁路在运用过程中的安全性和信息化程度，通过在货源装卸点、货车接轨点、分站疏解战、调度工作室等重点区域布置视频信息采集点，可以对整个货运过程
中的信息化安全能力进行提高。

通过对重载铁路的信息化建设，以及增加信息化
硬件设备的融合互联，信息技术在重载铁路中的应用会越来越广泛，特别是安全
方案中的应用，会对整个重载铁路的行驶安全提供技术支持，很大程度上提高重
载铁路的运输效率。

参考文献：
【1】杨毅敏，肖彬.重载铁路作业安全保障系统研究【J】.中国安全科学学报. 2021,31(01)：80-82.
作者简介：柳云飞、1988年出生、男、汉族、籍贯：河北邢台、2012年毕
业于兰州交通大学物流管理专业、本科、工程师、学士学位、研究方向：铁道运
输-货物运输。