单北斗5G作业记录仪助力智慧铁路

发布时间: 2024-07-24 22:27:37
铁路作业巡检可视化风险管控目前存在的问题
1、管理散乱 资源闭塞

各地方单位网络资源比较零散,基本还是以各自为战的方式单独运行,无法将各段、车间等的有效信息上传至路局,同时也无法从路局获取更多的监控要点与注意事项,导致监控系统成效大打折扣。

2、垂直管理 流程冗长

记录仪终端已经逐渐普及,但数据(视频、照片、音频)的下载和管理还存在操作复杂、效率低下的问题,亟需一款记录仪终端,可以实现视频的实时回传、记录,使基层员工从繁琐的终端管理、基础数据管理工作中释放出来,提高应急指挥调度能力和效率。

3、无法回溯 稍纵即逝

在车站、候车厅、售票大厅等人员密度较大的场景,以及行车、接发车、天窗作业等铁路行业特殊情况,如果没有视音频采集与回溯,来助力分析与处理工作,就可能会导致不可挽回的损失。

4、信息脱节 通信迟滞

指挥中心缺乏对一线现场的实时图象与视频的相关信息,存在信息滞后,指挥滞后问题;身处一线的施工人员缺乏统一的互动平台,不能有效互通信息,及时协作。

5、弊端繁杂 良莠不齐

目前市场上的视音频记录终端多为传统记录仪,存在多种弊端:故障频出,返修率居高不下;功能单一、只有拍摄功能或通话功能;没有服务平台,无法远程交互数据;不具备4G智能视音频记录终端的集视音频采集、上传、视音频对讲、数据交互等功能优势。
需求分析

对于铁路系统而言,建设先进的可视化指挥调度平台,应从前端监控点位到后端智能化平台相结合的方式入手,前后端无缝配合后才可实现建设目的,提高系统稳定性、完善后期系统可扩展性。

此外,基于铁路行业的专业特点,系统更应做到:特殊天气有预警、重点作业有提示、关键项点有盯控、作业过程有追踪、安全隐患有记录、违章违纪有阻断。面对各类特殊场景,都有精准有效的解决方案予以应对。

1、指挥调度的需求

(1)群组人员指挥管理:群组管理、终端管理、消息通知等; 

(2)实现终端的地图定位、轨迹回放、铁路公里标等定位服务功能;

(3)调度员与终端实时语音、视频通话功能;实现记录仪终端之间的语音对讲、视频对讲的功能。

2、数据存储与统一管理的需求

(1)灵活多样的、多种途径的视音频数据的检索、统计和再利用功能;

(2)完善的日志管理功能与用户权限管理。

各级各单位的终端数据中心将被建立起来,实现对终端数据的科学规范的管理,为各级部门提供完善的记录仪终端数据服务。 
二、总体设计方案
总体设计目标
1、建设可视化指挥调度平台建设,在业务信息内网的指挥调度平台可以看到记录仪终端实时回传的视频,对记录仪终端远程实时指挥调度,同时保存回传的记录仪终端视频文件,按需求可上传到存储服务器,进行保存归档。记录仪之间可以借助调度平台进行实时的语音、视频对讲,互通消息联动,以提高工作效率。

2、通过整合现有4G/5G平台,实现对4G/5G记录仪终端的接入及管理,提高现有资源的利用率。同时建立基于运营商VPDN专网下的国密级安全加密通道,建立可靠、安全的通信环境。

3、系统部署总体设计目标达到安全可靠、便捷高效,且能满足现有多种类型的设备接入,和未来部署的各式设备接入,包括不限于:记录仪、摄像头、无人机等。
方案拓扑结构
图1   方案拓扑结构
如图1所示,本项目主要由铁路可视化指挥调度、记录仪等各类终端、铁路内网办公网络、4G/5G APN网络、海联视音频服务器群、视音频采集工作站构成。
三、系统方案优势
1、安全传输加密方案

本方案的平台搭建在安全通道的基础之上,保证作业指挥调度的数据传输安全性。主要安全措施有:

● 身份认证(非法终端、非法用户“进不来”)

基于PIN码对用户进行认证,具有防爆力破解功能;

基于PKI数字证书实现接入终端和安全平台之间的双向身份认证;

● 加密传输(防截获、防篡改)

基于国密算法实现端到端的通信加密,会话密钥动态协商;

● 权限管理(防越权)

基于人员角色和证书进行权限划分;

● 日志审计(防抵赖)

提供详细的日志审计和统计报表;

● 边界防护(防攻击)

采用防火墙、隔离网闸等通用设备实现网络隔离、数据安全交换。所有终端经加密,安全级别达到国密级要求,具备系统级防刷机、丢失管控、应用管控、外设管控、集中策略管控、安全审计等安全防护与管理功能。基于PKI公钥密码体系认证,采用国密算法进行数据加密,在用户移动终端与专网后端之间搭建一条安全通道,为用户提供专用、专业的安全通信服务,保证数据在公网传输过程中的安全性和完整性,有效解决用户依托移动互联网访问内部专网的安全问题。确保用户接入用户身份合法、数据传输安全。

安全通道系统由记录仪移动终端区、移动通信网、安全接入区、指挥调度主控平台等四个区域组成。

图2   安全体系结构图

2、便捷扁平化管理

系统采用集团码方式实现了各个子部门的区分,且采用了严格的权限管理:管理员、调度员。调度员和部门进行强绑定,高一级部门的调度员可以查看起子部门相关的视频监控等。根据铁路局的实际情况,局级领导具有最高部门的权限,以此实现了局级领导和各子部门最基层员工的通信。同时通过语音会议或语音对讲,可以实现即时的语音会议或对讲,实现随时随地对第一线的指挥和监督,管理层次如图3所示。

图3   路局组织架构

3、多部门高效协同

对于铁路、能源等大型企业,处置某些特定事件通常需要多部门协同配合,尤其是临时需要某些部门配合情况。统一视频平台smarteye可视化调度平台通过将整个铁路局按照逻辑人员树的形式组织在一起,只需要在调度的时候登录高权限的特定的账号,即可对各个分散的部门进行实时指挥调度,通过语音,视频等通信,实现事件的沉浸式处理,全方位协同。

平台提供的任务和消息通知功能,可以将任务以消息的形式下发到具体的部门或个人,当需要部门之间协同处理的时候,只需要在平台上进行简单的点选操作,即可将任务流转到任务目标部门。一方面提高了任务流转的效率,另一方面通过平台可以自动记录任务执行的轨迹和时间,方便部门之间的统计协调。

4、设备接入多样化

统一视频平台smarteye可视化指挥调度平台支持多种协议接入,包括通用的GB28181协议和私有的SIP+RTMP协议。GB28181本身在主流的固定摄像头厂商海康、大华等均可以通过简单的配置统一接入到统一视频平台smarteye。对一些不支持国标的厂商,只需要集成MCP APP,就可以实现音视频的通信,真正做到平台和终端类型的1对N。支持的设备类型包括不限于下表:

四、统一视频平台smarteye平台设计

本平台集人员定位、语音对讲、视频传输、应急调度于一体,实现全方位一体化调度,基于GIS地图和实时视音频全双工传输技术,实现指挥调度可视化,创建可视化应急指挥调度新模式。平台有普通二维地图和卫星影像地图,可根据指挥需要,快速切换,准确掌握现场情况和周边地理环境。

语音调度
● 语音指挥

用户可以对系统内的任一终端用户发起语音呼叫,语音呼叫支持指挥平台主动录音。终端也可向指挥中心发起语音呼叫请求。

图4   语音呼叫

● 语音对讲

终端间可多种形式语音对讲:语音呼叫、预定义组呼、临时组呼等。

视频调度
● 实时监控

对在线终端进行静默监控,可实现多路监控同时调看,并进行视频录制、语音对讲,可实现语音双流。

● 协同指挥

某些单位对在线终端进行调度指挥时,需要多个岗位人员共同指挥现场施工,本平台可将已设定好的多个固定终端同时拉入指挥群组,实现协同指挥的目的。

● 远程控制

指挥平台对终端下发指令:数据清除、强制离线、终端资源查看等。

图6   远程控制
地图定位
● 快速定位

在人员列表中直接点击用户名称,可实现快速定位,在电子地图中显示该终端人员的位置(地图的中心将自动切换至该人员位置)。

图7    地图定位

● 轨迹查看与回放

指挥中心可查询终端的历史轨迹并回放,也可查询终端的实时轨迹。

五、项目效益分析
● 指挥效率

铁路施工作业涉及铁路安全与人员安全,所以作业门、作业人员以及作业时间的规范管理至关重要。作业监督体系的建设,规范工务作业流程,实现工务作业标准化,实现重要节点的把控,做到作业风险“关口迁移”、作业区域“一屏覆盖”、作业岗位“一键直达”。

● 管理效能

信息采集从固定到移动,过程从孤立到互联,全面提升指挥调度能力和生产效率。在保证不影响现有作业效率的前提下,推动扁平化管理模式,并以信息化管理取代传统的纸质化管理,极大限度地由智能作业记录仪来完成记录、存储和传输工作。平台提高了铁路安全监督管理的实时性、针对性和有效性,形成了系统化、网络化、信息化程度较高的可视化指挥调度体系。

● 经济效益

相对于传统记录仪而言,智能记录仪集数码摄像、数码照相、对讲机和传统记录仪功能于一身,可取缔部分产品,为路局节约设备成本,更大限度的降低各方投入,节省资金,避免重复建设。 

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