CN104914840A - 基于移动平台的铁路隧道应急监控系统 - Google Patents

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董存祥
秦小光
冯敬然
胡媛
陈耿钦
王鑫
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/418—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM]
    • G05B19/4185—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication
    • G05B19/41855—Total factory control, i.e. centrally controlling a plurality of machines, e.g. direct or distributed numerical control [DNC], flexible manufacturing systems [FMS], integrated manufacturing systems [IMS], computer integrated manufacturing [CIM] characterised by the network communication by local area network [LAN], network structure

Abstract

本发明提供一种基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，该系统包括有位于路局调度中心的铁路隧道应急监控系统控制中心铁路隧道应急监控系统，并通过铁路传输网与各铁路分局内网及各级铁路隧道防灾救援监控系统相连通；该系统还包括有移动服务平台、数据云服务、现场隧道监控系统，所述铁路隧道应急监控系统和移动服务平台、移动服务平台和云服务平台相连接，云服务平台对移动终端提供移动服务。有益效果是该系统提供一种隧道防灾监控系统移动应急系统，满足铁路隧道防灾救援的移动应急响应需求，完善移动应急指挥服务。可以从时间和空间上提高铁路隧道防灾救援的应急指挥能力。本系统以零延时的传输性能进行应急信息的通信传输，实现零距离地进行铁路隧道应急救援指挥。

Description

基于移动平台的铁路隧道应急监控系统
技术领域
本发明涉及一种基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，研究铁路隧道防灾设备监控系统的移动终端功能应用，提出最合理的隧道防灾救援移动应急平台方案，完善铁路隧道移动应急指挥服务，建立铁路隧道防灾救援移动应急响应指挥平台，满足铁路隧道防灾救援的实时移动应急响应需求。
背景技术
近年来，我国铁路建设快速发展，在建及规划中的高速铁路、城际铁路等有数十条之多，线路中长大隧道、特长隧道数量呈显著上升趋势，仅特长隧道目前就建成了十余座，在建的则达数十座。高速铁路隧道内火灾发生的几率很低，但危害极大，隧道内发生重大灾害(如火灾)后如何尽快实施防灾救援成为摆在铁路相关部门面前的重要课题。
目前铁路隧道防灾救援应急监控系统主要依据《铁路隧道防灾救援疏散工程设计规范》(2012)实施，其系统结构如图1所示，主要包括位于就近车站的监控终端、隧道内的主PLC控制器、远程I/O控制箱和通信传输通道。铁路隧道防灾救援系统为铁路长隧道设置防灾救援设备监控系统，主要监控的设备包括隧道内射流风机、送风机及调节阀、消防泵、应急照明等设备，监控终端设置在就近车站或工务段内值班室。当列车行驶在隧道内发生火灾等灾害时，应急指挥人员须在第一时间内赶往车站或工务段内值班室进行应急救援指挥。
目前只设置在就近车站或工务段内值班室内的固定监控终端已不能满足日益增长的高铁隧道防灾应急指挥需求，主要存在的问题：一是时间实时性差，隧道内的灾害情况不能实时通知应急指挥人员，应急指挥人员至少需要十几分钟才能了解到隧道内灾害情况，同时应急指挥人员不能将救援指令 实时传达给现场救援人员；二是空间灵活性差，当铁路隧道发生灾害时，应急指挥人员必须赶到车站的固定监控终端室才能了解隧道内的具体灾害情况以进行救援指挥。
随着移动技术的发展，移动终端的应用越来越广泛，本系统基于移动技术和云计算实现的移动铁路隧道救援应急平台从时间和空间上极大地提高了铁路隧道防灾救援的应急指挥能力。
发明内容
针对现有技术中结构上的不足，本发明的目的是提供一种基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，可以有效整合铁路隧道防灾设备监控与移动终端应用，整体提升铁路隧道的防灾救援能力，提供更加可靠的安全保障，从而提高铁路服务水平。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，该系统包括有位于路局调度中心的铁路隧道应急监控系统控制中心铁路隧道应急监控系统，并通过铁路传输网与各铁路分局内网及各级铁路隧道防灾救援监控系统相连通；其中：该系统还包括有移动服务平台、数据云服务、现场隧道监控系统，所述铁路隧道应急监控系统和移动服务平台、移动服务平台和云服务平台相连接，云服务平台对移动终端提供移动服务。
所述数据云服务平台能够使用自建私有云服务或者百度/阿里公有云服务平台；移动服务平台为移动终端的移动运营的服务平台。
所述移动服务平台设置在各铁路分局内网环境中，包括有单机服务器，双热备或集群方式部署端，通过铁路传输网(SDH/MSTP)与各级铁路隧道防灾救援监控系统进行连接；移动服务平台的应用服务器通过路局的内网防火墙设置一个访问端口，并与移动终端设备相连接。
所述现场隧道监控系统和数据云服务平台均通过铁路传输网 (SDH/MSTP)与路由器进行互联，所述路由器与铁路传输网(SDH/MSTP)通过光纤连接；所述数据云服务包括云服务器和路由器传输设备，路局的云服务如果是私有云服务，则设于铁路MIS网内部，通过防火墙直接接入铁路隧道应急监控系统；路局的云服务如果采用公有云服务，则需要建立一条从Internet到云服务平台的通道，此通道使用由移动运营商提供，中间加入防火墙，保障系统的安全性。
本发明的效果是研究铁路隧道防灾设备监控系统的移动终端功能应用，提出一种隧道防灾监控系统移动应急系统方案，满足铁路隧道防灾救援的移动应急响应需求，完善移动应急指挥服务。本发明系统的应用，可以从时间和空间上极大地提高铁路隧道防灾救援的应急指挥能力。铁路应急救援指挥的两大主要指标是应急信息传输的实时性和应急救援空间的灵活性。本系统以零延时的传输性能进行应急信息的通信传输，以手持移动终端的灵活性突破空间障碍实现零距离地进行铁路隧道应急救援指挥。
附图说明
图1是原铁路隧道防灾应急监控系统结构示意图；
图2是本发明基于移动平台的铁路隧道应急监控系统结构示意图。
图中：
1：紧急控制盘(IBP)  2：主控制器  3：消防巡检系统/FAS
4：水泵、防护门、风机/风阀RTU  5：隧道照明监控子系统
6：数据库服务器  7：通信服务器  8：路由器  9：监控工作站 
10：无线电台  11：应急电话  12：视频终端  13：工程师工作站
14：移动应用服务器  15：防火墙  16：互联网接入设备
17：手机终端、移动访问、PAD终端  18：应急指挥操作人员
19：磁盘阵列  20：大屏幕显示系统
具体实施方式
本发明的基于移动平台的铁路隧道防灾应急监控系统的设计思想是通过移动监控平台和数据云服务平台快速与原信息系统对接，将移动终端技术应用到铁路隧道防灾救援中，实现移动应急指挥，提高隧道灾害应急响应能力。
本发明的基于移动平台的铁路隧道防灾应急监控系统结合我国目前实施的铁路隧道防灾救援应急工程，研究铁路隧道防灾救援移动应急响应系统，提高铁路隧道防灾救援应急能力。本发明通过建立铁路隧道防灾救援监控系统移动终端应用方案，达到传统应用和移动应用的高度统一，提高应急指挥水平、满足新形势下高铁隧道抢险救灾的功能需要。本发明基于移动平台的铁路隧道应急监控系统是将移动客户端界面控件化、跨平台化，设计开发可视化、配置化，系统集成标准化、通用化，系统运维高效化、智能化，面向企业移动信息化，提供从设计、实施、调试、运维于一体的移动协同应用平台，为企业提供移动信息化全面解决方案。
移动平台服务部署在各铁路分局内网环境中，可采用单机服务器、双热备或集群方式部署端，通过铁路传输网(SDH/MSTP)与各级铁路隧道防灾救援监控系统进行快速、稳定的访问与连接。移动平台服务通过内网防火墙对公开放一个访问端口，用于移动终端的连接。
数据云服务，将隧道监控系统的数量上传至云端服务；包括云服务器和传输设备等。云中心可以使用私有云或者公有云，一般使用云服务商提供的SaaS(Soft As A Service)服务，将自己的软件部署在服务商的云平台上。
SaaS减少了或取消了传统的软件授权费用，而且厂商将应用软件部署在统一的服务器上，免除了最终用户的服务器硬件、网络安全设备和软件升级维护的支出，客户不需要除了个人电脑和互联网连接之外的其它IT投资就可以通过互联网获得所需要软件和服务。此外，大量的新技术，如Web Service，提供了更简单、更灵活、更实用SaaS。SaaS提供了高可用性和高 可靠性。
移动终端通过移动互联网或互联网，在安全传输协议(如JHSP)保护下进行连接服务器。移动终端，现场用户、管理人员、维护人员和厂家技术服务人员可以通过各种移动终端连接到云服务器，获取相应的数据，进行相关的操作；移动终端的主要设备包括工业用PAD，智能手机，笔记本等。
系统运行时，用户通过移动设备上的交互操作向服务发送请求，经过安全传输协议加密发送给服务器，服务器接收到数据后先通过安全传输协议认证合法性并解密为指令，根据指令请求内容进行核心处理，通过统一数据总线请求各级铁路隧道防灾救援监控系统的数据，完成业务处理后生成客户端界面脚本，通过安全传输协议加密反馈给客户端，客户端解析界面脚本动态创建界面，生成用户看到的反馈信息或界面。
本发明的基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，该系统包括有位于路局调度中心的铁路隧道应急监控系统控制中心铁路隧道应急监控系统，并通过铁路传输网与各铁路分局内网及各级铁路隧道防灾救援监控系统相连通；该系统还包括有移动服务平台、数据云服务、现场隧道监控系统，所述铁路隧道应急监控系统和移动服务平台、云服务平台及隧道监控系统相互连接，云服务平台对移动终端提供移动服务。
所述数据云服务平台能够使用自建私有云服务或者百度/阿里公有云服务平台；移动服务平台为移动终端的移动运营的服务平台。
所述移动服务平台设置在各铁路分局内网环境中，包括有单机服务器，双热备或集群方式部署端，通过铁路传输网(SDH/MSTP)与各级铁路隧道防灾救援监控系统进行连接；移动服务平台的应用服务器通过路局的内网防火墙设置一个访问端口，并与移动终端设备相连接。
所述现场隧道监控系统和数据云服务平台均通过铁路传输网(SDH/MSTP)与路由器进行互联，所述路由器与铁路传输网(SDH/MSTP)通 过光纤连接；所述数据云服务包括云服务器和路由器传输设备，路局的云服务如果是私有云服务，则设于铁路MIS网内部，通过防火墙直接接入铁路隧道应急监控系统；路局的云服务如果采用公有云服务，则需要建立一条从Internet到云服务平台的通道，此通道使用由移动运营商提供，中间加入防火墙，保障系统的安全性。
所述移动终端包括工业用PAD，智能手机，笔记本的多种，通过移动服务平台将所述多种移动终端连接到云服务器，从云服务器中获取相应的铁路隧道灾害数据，或者通过移动服务平台和云服务平台将应急控制指令下达到隧道现场的移动终端。本发明基于移动平台的铁路隧道防灾应急监控系统包括移动服务平台、数据云服务、现场隧道监控系统。
本发明的基于移动平台的铁路隧道应急监控系统功能是这样实现的：
移动服务平台设置在各铁路分局内网环境中，包括有单机服务器14，双热备或集群方式部署端，通过铁路传输网(SDH/MSTP)与各级铁路隧道防灾救援监控系统进行连接；移动服务平台的应用服务器14通过路局的内网防火墙15设置一个访问端口，并与移动终端设备17相连接。数据云服务平台能够使用自建私有云服务或者百度/阿里公有云服务平台。
现场隧道监控系统和数据云服务平台均通过铁路传输网(SDH/MSTP)与路由器8进行互联，所述路由器8与铁路传输网(SDH/MSTP)通过光纤连接；所述数据云服务包括云服务器和路由器传输设备，路局的云服务如果是私有云服务，则设于铁路MIS网内部，通过防火墙直接接入铁路隧道应急监控系统；路局的云服务如果采用公有云服务，则需要建立一条从Internet到云服务平台的通道，此通道使用由移动运营商提供，中间加入防火墙，保障系统的安全性。
移动终端17包括工业用PAD，智能手机，笔记本，通过移动服务平台14将所述多种移动终端17连接到云服务器，从云服务器中获取相应的铁路 隧道灾害数据，或者通过移动服务平台14和云服务平台将应急控制指令下达到隧道现场移动终端。
结合图2和长昆客专湖南段隧道防灾救援设备监控系统的实施例，具体实施步骤如下：
1、在隧道斜井内隧道防灾救援设备监控系统就地监控机房内设置隧道主控制器2，在被控设备附近设置RIO远程控制箱4，在消防泵控制箱附近设置消防巡检系统3，在紧急救援站设置紧急控制盘，在隧道内设置隧道照明监控子系统5，并通过光纤将这些设备连接。将主控制器与RIO远程控制箱通过光纤连接。
2、在就近车站(如怀化南站)值班室设置车站级监控分站，包括数据库服务器6、通信服务器7、路由器8、监控工作站9、无线电台10、应急电话11等，数据库服务器6、通信服务器7、路由器8和监控工作站9通过网线连接。
3、在路局调动中心(如广铁集团调动中心)设中心级监控主站，包括数据库服务器6、磁盘阵列19、通信服务器7、路由器8、监控工作站9、无线电台10、应急电话11、视频终端12、工程师工作站13、大屏幕显示系统20等，通过网线连接。
4、在路局机房(如广铁集团机房)设移动服务平台，包括移动应用服务器14、防火墙15、互联网接入设备16；手机终端、移动访问、PAD终端17等，移动应用服务器14、防火墙15、互联网接入设备16通过网线连接。
5、通信网络：采用铁路传输网(SDH/MSTP)，路由器与铁路传输网通过光纤连接。
本系统的建设从时间和空间上提高了长昆客专湖南段隧道防灾救援应急指挥和响应能力，应急人员应用移动终端不受时间和空间的限制，即时了解铁路隧道灾害发生情况并进行应急救援指挥，突破时间和空间限制实现零延时零距离地铁路隧道应急救援指挥，极大地提高了铁路隧道救援应急指挥能力。

Claims (2)

1.一种基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，该系统包括有位于路局调度中心的铁路隧道应急监控系统控制中心铁路隧道应急监控系统，并通过铁路传输网与各铁路分局内网及各级铁路隧道防灾救援监控系统相连通；其特征是：该系统还包括有移动服务平台、数据云服务、现场隧道监控系统，所述铁路隧道应急监控系统和移动服务平台、移动服务平台和云服务平台相连接，云服务平台对移动终端提供移动服务；
所述数据云服务平台能够使用自建私有云服务或者百度/阿里公有云服务平台；移动服务平台为移动终端的移动运营的服务平台；
所述移动服务平台设置在各铁路分局内网环境中，包括有单机服务器，双热备或集群方式部署端，通过铁路传输网(SDH/MSTP)与各级铁路隧道防灾救援监控系统进行连接；移动服务平台的应用服务器通过路局的内网防火墙设置一个访问端口，并与移动终端设备相连接；
所述现场隧道监控系统和数据云服务平台均通过铁路传输网(SDH/MSTP)与路由器进行互联，所述路由器与铁路传输网(SDH/MSTP)通过光纤连接；所述数据云服务包括云服务器和路由器传输设备，路局的云服务如果是私有云服务，则设于铁路MIS网内部，通过防火墙直接接入铁路隧道应急监控系统；路局的云服务如果采用公有云服务，则需要建立一条从Internet到云服务平台的通道，此通道使用由移动运营商提供，中间加入防火墙，保障系统的安全性。
2.根据权利要求1所述基于移动平台的铁路隧道应急监控系统，其特征是：所述移动终端包括工业用PAD，智能手机，笔记本的多种，通过移动服务平台将所述多种移动终端连接到云服务器，从云服务器中获取相应的铁路隧道灾害数据，或者通过移动服务平台和云服务平台将应急控制指令下达到隧道现场的移动终端。
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