物联网技术在铁路站场安全管理中的应用

姚 恺

（中国铁路广州局集团有限公司 信息技术所，广州 510088）

铁路站场是铁路运输的关键节点之一，铁路站场的安全管理对铁路系统的运输安全发挥着至关重要的作用。铁路站场的所属区域是以铁路车站为中心，以两侧进站信号机为界，到发场、旅客候车厅、调车场、咽喉区、维修区、检修等、牵出线、机车走行线等都包括在铁路站场之内[1]。

目前，由于铁路站场的各专业系统建设未统一规划、数据接口不统一，导致各系统间无法实现数据共享，监测数据缺少相互对比，使得铁路站场的安全管理面临一些问题和挑战：（1）信息集成共享能力有限，不能有效集成机务和车辆信息，站机联控和站辆联控能力欠缺；（2）展示大屏以电务联锁表和车站技术作业图表等独立的功能界面为主，信息集成展示能力不足，未实现车务、电务、机务、车辆、人员、设备等相关专业信息的集中展示；（3）现场作业人员信息掌握和反馈功能薄弱，尚不能及时获取计划指令和预警信息，以及准确反馈现场作业动态，影响作业安全和调度计划的准确性；（4）安全卡控预警能力不足；（5）数据共享能力不足，导致数据重复录入情况严重，数据源不唯一，影响数据准确性。

随着物联网技术的迅猛发展[2]，其在铁路站场安全管理中的应用越来越受到重视[3]。将各类智能设备通过物联网进行连接，实现彼此间的通信和数据共享，从而为铁路站场安全管理提供更加智能、高效的解决方式是一个行之有效的技术手段[4]。本文探讨物联网技术在铁路站场安全管理中的应用场景，并详细介绍其在中国铁路广州局集团有限公司怀化西站的应用实例，为怀化西站实现安全管理与降本增效提供有效支撑。

1 物联网在铁路站场安全管理中的应用

1.1 在视频监控系统中的应用

基于物联网技术，在铁路站场建立多个视频监控点（站台、通道、出入口等重要区域），将监控摄像头与互联网连接，实现视频数据的实时传输和远程管理，从而提升铁路站场的安全性[4]。

基于物联网技术的视频监控系统可实现对站场内部和周边区域的全方位监控，一旦发现可疑行为或异常情况，相关人员可迅速采取应对措施，避免事故的发生。通过物联网技术，视频监控系统可实现远程监控和管理。监控中心可通过网络连接到各个监控点，实时获取监控画面，进行远程操作和指挥，从而提高安全管理的效率。还可对监控设备进行便捷地维护和升级。

若结合人脸识别、行为分析等技术，视频监控系统还可实现更智能的铁路站场安全管理。通过人脸识别技术可对进出站场的人员身份进行识别，快速判断是否存在安全风险；基于行为分析技术可通过算法识别人员的异常行为，提升对安全隐患的发现和应对能力。

1.2 在状态监测系统中的应用

状态监测系统通过安装传感器和监控设备，对铁路轨道、车辆和设备进行实时监测，以保障铁路运输的安全性和稳定性。状态监测系统可利用物联网技术实现设备间的互联互通。铁路轨道上的传感器收集并传输与轨道结构有关的数据（轨道形变、位移、温度等）；车辆上的传感器检测车辆的振动、轨道跳跃等走行状况。这些数据被传输到监控中心，监控人员可通过电脑或移动终端实时查看数据，并进行分析处理。一旦系统检测到异常情况，会立即发出警报，通知相关人员进行维修和处置，以防止事故的发生，提高铁路运输的可靠性和安全性。同时，通过对大量状态检测数据的分析，可改进铁路相关设施的设计和施工标准，提高铁路设施的建设质量和运营效率。

1.3 在环境检测系统中的应用

铁路站场可利用环境监测系统，基于传感器来收集站场内的环境参数（空气质量、噪音水平、温度、湿度等），并实时上传数据。管理人员可远程监测站场的环境情况。

借助物联网技术，环境监测系统可及时发现站场环境异常，例如，过高的噪音水平或空气污染等，一旦传感器检测到的环境参数超过预设的安全标准，系统自动发出警报并触发相应的安全措施，如开启或关闭空调、通风设备等，保持铁路站场内的环境适宜。管理人员可利用收集到的数据对铁路站场的环境问题进行分析，及时制定相应的改善措施和管理策略，提升铁路站场的环境质量。

2 物联网技术在智慧怀西中的应用实例

中国铁路广州局集团公司智慧怀西（怀化西站）项目采用“1 个管控平台”+“车、机、工、电、辆各个专业N 个智能应用”的1+N 应用架构体系，将主要业务逻辑拆分为一系列可共享复用的微服务，形成服务中台，供所有相关系统使用，从而打破应用边界，以实现数据超融合和应用一体化的目标。

智慧怀西的“1 个管控平台”指智慧怀西一体化综合管控平台，平台界面如图1 所示。该平台基于数据治理手段，打通各专业系统的数据壁垒，并在数据共享的基础上建设包含共性与个性的应用功能，实现怀化西站各专业的作业全流程管控、人员管控、生产数据智能统计，并基于智能手持终端，融合5G移动通信、北斗基站和物联网等新兴技术，利用多专业系统数据，实现货检作业管理、状态监测和环境监测等业务功能。

图1 智慧怀西一体化综合管控平台

2.1 物联网技术在货检作业管理中的应用实例

基于物联网技术的智慧怀西项目的视频监控系统可实现对货检作业的管理，货检值班室可通过铁路内网连接到各个监控点的视频摄像头，实时获取货检作业监控画面，当货车通过时对车辆顶部、侧面进行立体高清扫描，并在后台对视频数据进行智能判断[5]，如图2 所示。

图2 货检值班室对货检作业的监控画面

货检值班室根据视频监控系统智能判断出的问题进行报警。货检值班室值班人员对报警信息进行确认和分级处理。并下发作业任务给现场作业人员，现场作业人员通过智能移动终端与货检值班室值班员进行交互，从而实现货检作业过程中的安全管理，如图3 所示。

图3 作业人员交互界面

物联网技术在智慧怀西项目视频监控系统中的应用提升了货检作业效率和作业质量，保障了铁路运输的安全可靠，取得了良好的效果。

2.2 物联网技术在状态监测中的应用实例

智慧怀西项目的道岔状态智能监测系统（简称：状态监测系统）的检测对象为道岔闭合区域，宽度一般小于4 mm。状态监测系统通过特征点提取技术，对道岔缝隙参数进行特征提取，通过图像处理技术定位道岔闭合点。当机车将要到达道岔位置时，控制中心发出指令，通信模块将指令发送到图像采集装置，图像采集装置对道岔状态进行采集，再通过工控机判定道岔状态并输出监测检测结果。通过物联网技术结合传感器可实现的功能有：（1）精准监测、识别道岔开合状态；（2）道岔状态异常告警功能；（3）精准定位道岔所在位置，如图4 所示。

图4 道岔定位示意

2.3 物联网技术在环境监测系统中的应用实例

外界环境因素，尤其是气象灾害，对铁路行车组织有十分重要的影响。为应对此类情况，智慧怀西项目的环境监测系统在怀化西站各类站场的重点区域安装一体化气象监测设备，进行环境监测，如图5 所示。一体化气象监测设备收集气象监测数据，并实时传输回后台服务器，在后台对气压、风速、雨量、风向等进行全方位分析，为怀化西站的防洪管理及各项安全生产提供气象数据支撑[6-7]。

图5 一体化气象监测设备

3 结束语

将物联网技术运用在铁路站场安全管理中，可协助铁路工作人员实现对设备、人员和环境等的实时监测与管理，全面梳理整合业务流程和数据资源。在智慧怀西项目的实际应用中，利用物联网技术可协助实现货检作业管理、状态监测和环境监测等业务功能，取得了良好的应用效果。实践证明，物联网技术可为提高铁路站场作业的自动化和智能化提供技术支持，为铁路行业实现安全管理与降本增效提供参考。