铁路智能巡检系统
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第二节、系统关键技术
GPS
全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可以报出GPS接收机的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
****有限公司
铁路设施GPS巡检管理系统
系统设计方案
版本<13.5.24>
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2012.9
第一章、
第一节、项目背景
现代社会飞速发展，铁路设施已成为经济发展的重要公用基础设施之一，并关系到广大百姓的日常生活。铁路设施有其特定功能，因此必须加强对管理。目前铁路行业主要通过人员的日常巡检巡视和远程监测系统相结合的方式对铁路设施实现日常管理和维护。
3.
建立区域地形道路GIS图和设施的GIS地图，通过坐标化实现对设施的可视化管理。
在系统中建立包括基本属性、维修维护记录、动态参数在内的设施的电子台帐，结合GIS地图，为铁路设施的运行维护提供基础数据。
4.
巡检人员在巡检现场可在巡检仪上查询到铁路设施的台帐资料、提供工作内容指引、现场位置指引、周边设施查找等信息，提高现场巡检工作的效率。
巡检到位管理
巡检人员随身的携带手持式巡检仪同时内置了GPS定位、RFID读卡和GPRS通讯模块，巡检人员巡视检查过程中，巡检仪会自动连续记录下当前坐标信息，通过GPRS网络实时发回到系统管理软件，并形成巡视检查的工作轨迹。
同时在铁路设施上按一定距离间隔和重要节点上安装电子标签信息点，在巡检过程中按工作计划用巡检仪读取电子标签信息点，信息点的序列号和读取时间会自动记录在巡检仪中，同时可通过GPRS网络实时上传到系统管理软件（也可通过USB数据线上传导系统管理软件）。
第二节、需求分析
1.
了解巡检人员真实巡检到位情况和巡视检查工作轨迹
掌握设定的巡检计划的实施质量
记录铁路设施巡检的历史时间节点
2.
巡视检查中对铁路铁轨、沿线设施的工作状态、各类故障，等运行参数，施工、占压等环境状况等检查项目的结果做现场的记录。
通过对以上信息和数据的自动分析、统计，评估铁路设施的工作状况，为维护和保养积累数据提供辅助决策。
铁路设施可视化管理
通过建立铁路设施和对应区域的地形道路GIS系统，以及铁路设施的电子台帐，可以在GIS平台中结合铁路设施的地理位置和周边环境，查看及基本属性，巡检记录，维护保养记录，工作状态，运行参数等等信息，实现可视化的设施管理。同时可将电子台帐资料及地理位置信息下载到巡检仪中，方便巡检人员在现场查看，为现场维护保养或是维修提供有力的信息支持。
GIS
GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及铁路设施信息的管理。
RFID
高速传输、快捷：峰值传输可达53.6Kbps，超过GSM技术3-5倍（与网络情况有关）永远在线—方便：只要激活GPRS应用后，将一直保持在线状态。
第三章
第一节．系统构成
GPS巡检人员管理系统由三部分组成，即手持设备部分、电子标签信息点和系统管理中心部分。
系统总体设计图
工作流程图
根据项目要求及使用环境要求，防护系统选用了防护等级达到IP64的工业级手持式巡检仪，无源型全密封设计的电子标签，软件采用B/S结构（网页浏览方式）设计，避免了C/S结构（客户端方式）安装客户端麻烦，访问速度慢，系统稳定性差的弊端。
铁路设施的日常巡检工作主要为：
对不同类型的铁路设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容，即巡检计划。
铁路设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作，在现场记录铁路设施的状态和运行数据，完成故障处理要求。
管理者收集现场采集的铁路设施的运行状态和运行数据，安排对铁路设施的维护保养，并对设施状态的变更在台帐中予以更新。并通过以上数据的积累和数据挖掘为铁路设施和设施的更新，选型作辅助决策。
根据GPS的定位信息和信息点读点记录，系统自动对比预设的巡检计划，生成客观有效的巡检到位统计报表，从而保证巡检工作按计划的正常实施。
铁路设施运行信息管理
巡检人员在对安装了信息点的附属设施巡视检查时，读取信息点后，会自动提示对应的检查工作内容，并显示该设施的地图位置和台帐信息，巡检人员将工作内容通过事件选择、数字输入、汉字输入或拍照的方式记录在巡检仪内，和读卡记录一起可通过GPRS网络实时上传到系统管理软件。
第二章、
第一节
根据项目需求，系统设计为由GPS和RFID电子标签两种方式同时定位；定位信息和现场采集的铁路设施工作信息由GPRS（CDMA）网络实时上传到系统管理平台（也可通过USB数据线提供非实时的数据上传）。系统管理平台对以上数据自动归档保存，并自动统计与分析，提供巡检到位统计和铁路设施工作情况两大类报表。结合铁路设施的GIS地图和电子台帐，可以实现对铁路设施从新建到日常运行、维护保养直至废除的全程管理。
RFID电子标签每个可提供独一无二的序列号编码，并有多种封装方式，适合在野外环境使用。
GPRS
GPRS（GeneralPacketRadioService，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据铁路质量。
在铁路设施没有安装信息点的地点和设施处，巡检人员可以通过GPS位置寻找确定当前位置和铁路设施设施的信息,然后记录工作内容，和当前的位置信息网络一起通过GPRS实时上传到系统管理软件。
系统管理软件会自动对铁路设施的工作状态归档保存，并对故障、维修信息、运行参数做统计分析，生成各类报表。由于所有的工作状态信息都绑定了信息点或是GPS数据，可以最大程度上保证数据的真实性和准确性。
GPS
全球卫星定位系统（Global Positioning System简称GPS）是随着现代科学技术的发展建立起来的一个高精度、全天候和全球性的无线电导航定位、定时的多功能系统。它利用位于距地球2万多公里高的由24颗人造卫星组成的卫星网，向地球不断发射定位信号。地球上的任何一个GPS接收机，只要接收到三颗以上的卫星发出的信号，经过计算后，就可以报出GPS接收机的位置（经度、纬度、高度）、时间和运动状态（速度、航向）。目前，没有任何一种传统的导航定位技术能够达到GPS这样的高精度、高速度、全天候和全球性的性能。
****有限公司
铁路设施GPS巡检管理系统
系统设计方案
版本<13.5.24>
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2012.9
第一章、
第一节、项目背景
现代社会飞速发展，铁路设施已成为经济发展的重要公用基础设施之一，并关系到广大百姓的日常生活。铁路设施有其特定功能，因此必须加强对管理。目前铁路行业主要通过人员的日常巡检巡视和远程监测系统相结合的方式对铁路设施实现日常管理和维护。
3.
建立区域地形道路GIS图和设施的GIS地图，通过坐标化实现对设施的可视化管理。
在系统中建立包括基本属性、维修维护记录、动态参数在内的设施的电子台帐，结合GIS地图，为铁路设施的运行维护提供基础数据。
4.
巡检人员在巡检现场可在巡检仪上查询到铁路设施的台帐资料、提供工作内容指引、现场位置指引、周边设施查找等信息，提高现场巡检工作的效率。
巡检到位管理
巡检人员随身的携带手持式巡检仪同时内置了GPS定位、RFID读卡和GPRS通讯模块，巡检人员巡视检查过程中，巡检仪会自动连续记录下当前坐标信息，通过GPRS网络实时发回到系统管理软件，并形成巡视检查的工作轨迹。
同时在铁路设施上按一定距离间隔和重要节点上安装电子标签信息点，在巡检过程中按工作计划用巡检仪读取电子标签信息点，信息点的序列号和读取时间会自动记录在巡检仪中，同时可通过GPRS网络实时上传到系统管理软件（也可通过USB数据线上传导系统管理软件）。
第二节、需求分析
1.
了解巡检人员真实巡检到位情况和巡视检查工作轨迹
掌握设定的巡检计划的实施质量
记录铁路设施巡检的历史时间节点
2.
巡视检查中对铁路铁轨、沿线设施的工作状态、各类故障，等运行参数，施工、占压等环境状况等检查项目的结果做现场的记录。
通过对以上信息和数据的自动分析、统计，评估铁路设施的工作状况，为维护和保养积累数据提供辅助决策。
铁路设施可视化管理
通过建立铁路设施和对应区域的地形道路GIS系统，以及铁路设施的电子台帐，可以在GIS平台中结合铁路设施的地理位置和周边环境，查看及基本属性，巡检记录，维护保养记录，工作状态，运行参数等等信息，实现可视化的设施管理。同时可将电子台帐资料及地理位置信息下载到巡检仪中，方便巡检人员在现场查看，为现场维护保养或是维修提供有力的信息支持。
GIS
GIS（Geographic Information System）是近些年来迅速发展起来的一门新兴技术。它作为制图学、计算机技术、地理、遥感、统计、测绘、通讯、规划和管理学科交叉运用的产物广泛地运用在各个领域。在本系统中，主要用于在计算机系统中对地图的显示和管理以及铁路设施信息的管理。
RFID
高速传输、快捷：峰值传输可达53.6Kbps，超过GSM技术3-5倍（与网络情况有关）永远在线—方便：只要激活GPRS应用后，将一直保持在线状态。
第三章
第一节．系统构成
GPS巡检人员管理系统由三部分组成，即手持设备部分、电子标签信息点和系统管理中心部分。
系统总体设计图
工作流程图
根据项目要求及使用环境要求，防护系统选用了防护等级达到IP64的工业级手持式巡检仪，无源型全密封设计的电子标签，软件采用B/S结构（网页浏览方式）设计，避免了C/S结构（客户端方式）安装客户端麻烦，访问速度慢，系统稳定性差的弊端。
铁路设施的日常巡检工作主要为：
对不同类型的铁路设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容，即巡检计划。
铁路设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作，在现场记录铁路设施的状态和运行数据，完成故障处理要求。
管理者收集现场采集的铁路设施的运行状态和运行数据，安排对铁路设施的维护保养，并对设施状态的变更在台帐中予以更新。并通过以上数据的积累和数据挖掘为铁路设施和设施的更新，选型作辅助决策。
根据GPS的定位信息和信息点读点记录，系统自动对比预设的巡检计划，生成客观有效的巡检到位统计报表，从而保证巡检工作按计划的正常实施。
铁路设施运行信息管理
巡检人员在对安装了信息点的附属设施巡视检查时，读取信息点后，会自动提示对应的检查工作内容，并显示该设施的地图位置和台帐信息，巡检人员将工作内容通过事件选择、数字输入、汉字输入或拍照的方式记录在巡检仪内，和读卡记录一起可通过GPRS网络实时上传到系统管理软件。
第二章、
第一节
根据项目需求，系统设计为由GPS和RFID电子标签两种方式同时定位；定位信息和现场采集的铁路设施工作信息由GPRS（CDMA）网络实时上传到系统管理平台（也可通过USB数据线提供非实时的数据上传）。系统管理平台对以上数据自动归档保存，并自动统计与分析，提供巡检到位统计和铁路设施工作情况两大类报表。结合铁路设施的GIS地图和电子台帐，可以实现对铁路设施从新建到日常运行、维护保养直至废除的全程管理。
RFID电子标签每个可提供独一无二的序列号编码，并有多种封装方式，适合在野外环境使用。
GPRS
GPRS（GeneralPacketRadioService，即：通用分组无线业务）是相对于传统的GSM传送方式，具有“高速传输”、“永远在线”、“按量计费”和“自如切换”等优点，全面提升移动数据铁路质量。
在铁路设施没有安装信息点的地点和设施处，巡检人员可以通过GPS位置寻找确定当前位置和铁路设施设施的信息,然后记录工作内容，和当前的位置信息网络一起通过GPRS实时上传到系统管理软件。
系统管理软件会自动对铁路设施的工作状态归档保存，并对故障、维修信息、运行参数做统计分析，生成各类报表。由于所有的工作状态信息都绑定了信息点或是GPS数据，可以最大程度上保证数据的真实性和准确性。