铁路自动化系统研发和配套基地项目可行性研究报告Word下载.docx

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项目名称：

铁路自动化系统研发和配套生产基地建设

依托单位：

建设服务单位：

某车辆装备有限公司

某车辆装备有限公司（以下简称“某x公司”）成立于1994年（原名某x有限公司），总部位于某x市高科技园区，现拥有在职员工总计超过260人，其中大学本科以上学历的占50%，大学专科以上学历占30%，是铁道部指定的机械、机电产品供应商及系统集成商,年实现销售收入2.5亿元以上。

某公司主要生产铁路机车、客车﹑货车、城市轨道车辆等的各类配件以及适用于铁路工务、机务、车务、电务等专业的红外线探测站远程故障诊断系统、车辆防溜电子铁鞋安全监测系统、列车制动机性能试验监测系统、无线列车接近报警装置、机车出入库安全监控信息管理系统等机电一体化产品，随着社会对铁路客票销售改革的呼声日益提高，铁路客票销售手段的不断进步，某公司已经参与到铁路客票电子化销售和服务的系统建设当中。

某公司下辖多家研发和生产基地，拥有熔模精铸、数控机床、精密电火花机床、机电产品联调实验室、电子产品生产线等先进生产设备及优良的检测设备，均通过了ISO9001：

2000质量管理体系认证。

2001年，某公司与法国FBO公司合作成功引进了世界先进产品及品牌，广泛应用在国内机车、客车、货车及城市轨道车辆上，并成功地在高速铁路上全面运用。

2008年11月28日，某x公司与某x奔瑞惠科技发展有限公司通过企业合并，实现强强联合，从而正式开展铁路通信系统集成业务，成为行业的一颗新星。

某公司坚持以一流的产品，最好的性能价格比、具有国际水准的产品和周到的售前和售后服务保障，为客户（特别是铁路系统客户）提供技术先进、运行稳定的产品和服务。

为了适应信息社会和高速发展，公司不断进行广泛的技术和业务培训，不断提高员工素质，强化服务意识，全面保证服务质量体系的实施，从而推进公司的规范化管理。

某车辆装备有限公司牢固树立“树某形象、造某品牌、创某未来”的企业理念，密切关注铁路市场的发展，有针对性地研制开发新产品并不断提高系统集成和服务的能力，力求使公司产品在铁路行业始终处于领先地位，我们将奉行“质量第一、客户至上，与时俱进”的质量方针，更好的服务于铁路。

1.1项目背景和必要性

中国铁路正处于百年不遇的黄金机遇期，中国铁路的快速发展将为自主创新、先进技术的应用提供广阔的舞台，也为国内外装备制造、冶金、电子信息等相关产业提供了巨大的市场。

2009年以来，每年铁道部将在科研方面综合投入15亿元以上，积极有序地推进系统配套、设施一流、合作开放、资源共享的５个国家级的试验平台，重点围绕高速、重载、人轨关系和机车车辆动力学等方面提高基础理论研究，提高铁路自主创新的能力。

到2012年铁道部每年将投入1000亿元人民币进行新装备的招标采购。

到2012年，全国铁路营业里程将达到11万公里以上，其中时速200公里以上的高速铁路将达到1.3万公里。

未来３年计划动车组累计投产800列组以上，覆盖整个快速客运网；

大功率机车投产7900台，覆盖繁忙干线等；

新型空调客车投产2.5万辆，同时还将加快火车的更新换代。

综上所述，随着我国铁路20年发展规划及30年远景规划的实施，铁路配件及与铁路安全相关的机电产品的需求量会大大的增加，为提高我公司的技术及市场竟争力，提高产量、扩大规模是势在必行。

2建设方案

动车位置追踪系统

系统介绍

动车基地投产运营后，每日将有上百列动车组车体根据开行计划频繁地出入，根据检修计划穿梭在存车场、检查库、检修库之间。

上百列动车组在上百条线路上存放与检修，对于动车基地运用和检修调度来说，首先要及时掌握动车组的准确位置，以便快速、准确地对检修基地的动车组进行运用调度和检修生产。

动车组位置追踪系统为动车组管理信息系统和调度集中系统提供动车位置信息和基础数据，使动车基地调度员在调度大厅一目了然地看到：

基地内的存车场、检查库、检修库的股道进路开放；

动车组在存车场、检查库、检修库股道进出、调转过程及停放位置；

列车编组、列车端位情况；

车体台位流程等实时信息。

动车组位置追踪系统是是为动车组基地管理信息系统和调度系统提供硬件支持和基础数据服务的。

因此，它的设计定位是向动车组管理信息系统和调度集中系统提供全面、可用、准确和稳定的基础数据服务，进而为动车组检修基地生产调度人员提供现代化的生产调度和安全管理手段，实现动车组检修基地运用和检修工作信息化、自动化。

系统结构

动车组位置追踪系统采用分布式结构和模块化设计原则。

设置了系统服务器（工作站）、车站联控模块、车号识别模块和位置跟踪模块。

动车组位置追踪系统的结构图如图1所示。

图1动车组位置追踪系统结构图

系统功能

3.1系统功能

动车组位置追踪系统功能为：

采集现场车号数据、位置传感器数据，并将这些数据综合处理，经过相关算法的计算，得到动车组在股道上的进出及停放信息。

针对动车组信息管理化系统和动车基地调度集中系统，帮助其相关业务的处理，同时提供系统相关硬件设备和网络设备状态信息及维护，并将系统的相关运行信息存储，提供给用户查看。

故软件划分为四大模块：

数据采集和逻辑处理模块，服务器数据转发模块，车间工作站模块，数据库模块，软件系统框图如图2所示：

图2：

软件系统框图

软件各模块功能描述如下：

2.1.1.1数据采集和逻辑处理模块

数据采集模块：

从下位机采集车位传感器数据；

从车号识别设备采集车组信息数据；

采集网络设备相关数据；

采集硬件状态信息数据。

逻辑处理模块：

处理车位传感器数据；

处理车号信息数据；

综合处理收集到的车位传感器和车号数据。

2.1.1.2服务器数据转发模块

转发模块将数据通过WebService转发给动车组信息管理化系统和Tcp/Ip协议转发给动车组调度集中管理系统。

转发股道车组占用股道信息发送。

包括：

转发车组进出信息；

转发台位上车辆信息；

转发硬件设备信息。

2.1.1.3车间工作站模块

本模块提供1/2级库，3/4级库的车位传感器和AEI设备的查看和维护，车辆在股道上的占用情况；

5级库的台位读卡器设备的查看和维护，台位上车辆占用情况。

其中，1/2级检查库（临修库），3/4/5级检修库维护终端界面：

提供股道车辆占用情况，显示车号和车辆类型；

提供设备的安装位置和状态信息，供查询和维护；

提供台位占用情况；

从读卡器读取台位信息；

提供读卡器设备的状态信息。

车间工作站的终端界面如图3所示。

图3车间工作站终端界面

2.1.1.4数据存储模块（数据库）

存储车位传感器数据信息和状态信息；

存储AEI车组信息数据和AEI设备的状态信息；

存储读卡器上的台位信息和状态信息；

存储逻辑处理过的车辆占用股道信息；

存储维护终端设备维护的相关信息；

存储系统运行相关信息。

2.1.1.5服务器程序

服务端是做为主控软件与各远程终端的服务软件而提供。

它负责主控软件与后台Oracle9i数据库之间通信，并为各终端浏览/掌握所内动车动态，获取主控机的监控数据提供路由。

具体功能如下：

（1）与主控软件通信，了解库内实时情况，反映库内状态变化；

（2）与各终端通信，了解各部门的浏览需求；

（3）与所内数据库服务器Oracle9i通信，上传动车的调度作业和位置信息，将记录写入数据库；

（4）数据处理过程记录及日志

（5）显示各部分连接的状态

（6）异常事件记录

程序处理流程如图4所示:

图4服务器端程序流程

软件开放一个端口：

50005，分别与车号识别设备，车站联控终端，调度终端，车间工作站1、工作站2进行通信，都采用TCP协议。

2.1.1.6客户端程序

目前，客户端分为调度终端（1～n）,车站终端（1～n），根据不同的业务需要，可任意添加终端数量并设置其功能，和服务器端采用C/S架构来实现业务逻辑的处理。

用户接口（软件界面）采用Form窗体结构，设置只读属性，防止用户更改。

客户终端的一个主要功能就是实时数据显示，实现这个功能需要终端能得到完整的所内动车调度数据。

因为终端与服务端同处于所局域网中，获得数据是时时与主控机服务端保持连接，获得实时数据。

远程连接Oracle9i数据库不像连接本地数据库那么方便快捷，受网络或其它因素的影响，有时连接还可能被阻塞。

为了防止主线程在连接远程Oracle9i数据库可能出现的被阻塞的问题，专门设计了一个辅助线程，程序流程如图5所示:

图5客户端程序流程

客户终端是为了满足调度人员了解动车进车情况和位置跟踪而设计的，它可以连接到主控机的服务端，获得所内股道占用信息，还可以与车站联控终端进行联控操作，应用MS的VS2005进行开发，界面美观，使用方便，图例如图6所示。

图6客户端终端界面图例

2.1.1.7故障维护

系统具有错误自检功能，若发生系统自检报警，则现场工作人员通知系统维护人员对报警位置进行检查排除。

若系统没有发生自检报警，却不能正常工作，则请现场工作人员先重启系统，如果问题仍然存在，则通知系统维护人员对整个系统进行调试检查问题所在，并对问题进行排除。

系统安装和卸载

2.1.1.8安装

操作系统：

MicrosoftWindowsXP/2K/2003/

服务端的安装：

服务器安装过程中要填写服务端的网卡IP地址（如192.168.1.100），安装程序可列出当前可用的IP地址，只需选择相应的选项IP。

客户端的安装：

客户端在安装过程中也要填写服务端IP（如果在同一个局域网内可直接填写服务端的IP，或者由服务端自动修正该地址信息）；

2.1.1.9卸载

（1）服务器端的卸载

直接在控制面板里的“添加或删除程序”中卸载“远程控制服务器”。

2.1.1.10客户端的卸载

在客户端的“帮助”菜单下，选择“卸载客户端”，并输入正确的口令后卸载客户端。

2.2视频综合监控系统

本着一切从用户出发的原则，根据我方多年来的丰富经验及对本工程的深入理解，充分考虑以后的管理、使用及节省投资，我们尽其所能提供了一套高性能的数字视频监控系统设计方案。

通过NICE公司高品质、高性能的数字视频监视系统应用，结合前端的摄像机系统以及专门设计适用于数字视频流传输的网络系统。

系统结构概述

2.2.1.1系统构成

综合视频监控系统由视频区域节点、视频接入节点及视频采集点设备组成。

利用郑西客专郑州通信站视频区域节点设备，并对区域节点设备进行相应扩容。

视频业务通过数据网承载，无数据网设备的节点利用MSTP数据透传功能提供传输通道，视频采集点的视频信息可通过光缆、电缆或无线传输等方式接入到所属的视频接入节点。

系统结构见下图：

（1）视频区域节点

视频区域节点用于视频信息的调用、分发/转发、系统管理、用户管理和与其他系统互连等，并可对节点内的告警信息、重要视频信息进行存储。

视频区域节点配置如下：

●中央数据库服务器

●告警服务器

●存储设备

●视频显示终端

视频显示终端具有对采集点视频的调用功能。

根据授权不同，各客户端可实现对管辖区内远程摄像头控制功能。

视频应用软件基于通用的流媒体协议（RTSP/RTP/RTCP/RSVP），支持MPEG-X及H.264等多种格式的视频流传输，并具有平台无关性。

中心告警服务器容量按30天考虑，视频图像采用MPEG4标准，图像的分辨率应达到4CIF（704*576）。

（2）视频接入节点

视频接入节点分为两类：

一类用于实现视频的接入、分发/转发，可实现视频内容分析和与其他系统的互联等，并对其接入的所有视频信息和告警信息进行存储。

另一类是实现对相对分散的采集点的视频接入、汇聚上传，可实现视频内容分析。

一类视频接入节点

沿线客运车站设一类视频接入节点设备；

负责各现场监控点摄像头视频信息的就近接入、处理和存储以及现场前端设备上传视频信息的存储。

视频接入节点配置如下：

●视频录像服务器

●磁盘阵列柜

●视频编码器

●三层网络设备

●监控终端

视频系统编码格式采MPEG-4，车站存储设备容量满足分辨率为4CIF条件下，

对于客服系统设置的治安防范的摄像头图像按15天存储，其他的摄像头图像按3天存储。

对于通信系统设置的车站咽喉区的摄像头图像按15天存储，其他的摄像头图像按3天存储。

Ø

二类视频接入节点

在沿线各车站、保养点牵引变电所、分区所、开闭所、配电所、信号中继站、线路所、区间无线基站等地的通信机房内设二类视频接入节点设备，实现对沿线重点设施（含车站重点部位，区间公跨铁桥、通信、信号机房内、牵引供电、配电所内、外等）的实时监控。

设备配置如下：

●二层网络设备

●室内摄像机

（3）视频采集设备

前端设备包括摄像机（含镜头）、摄像机护罩（室内、室外）、云台（含解码器）、安装立柱/支架及相关配件、光端机、防雷接地装置、电源装置等，设置在沿线车站两端咽喉区、通信机房、牵引变电所、开闭所、分区所、电力配电所、接触网电动隔离开关等需要进行视频监控的地点。

网络结构设计

2.2.1.2网络需求分析

综合视频监控系统采用IP数据网承载。

系统由基础网络平台和接入平台两部分组成，

（1）基础网络平台

各I类视频接入节点通过IP数据网提供的10M/100M以太网口和视频区域节点互连；

各基站、牵引变电所、分区所、开闭所、电力配电所等现场监控点，通过SDH传输线路提供的10M/100M以太网口将监控视频信息汇聚至车站后，再通过IP数据网提供的10M/100M以太网口与设在视频区域节点设备互连。

（2）接入平台

各机房视频采集点前端设备采用视频电缆接入各视频接入节点；

车站咽喉区、区间公跨铁的视频前端采集设备采用“光缆+视频光端机”方式就近接入视频接入节点。

2.2.1.3网络方案设计

方案采用标准三层架构，二类视频接入节点设备接入RG-S2628G24口二层交换机，24口10/100自适应端口，2个10/100/1000电口和2个复用的千兆SFP接口，一个千兆扩展/堆叠扩展槽，可以通过光纤进行远距离的高速传输，非常适合铁路系统接入和汇聚距离较远的情况。

二类视频接入节点和一类视频接入节点之间距离较远，因此通过SDH线路传输。

满足视频汇聚到视频接入节点。

视频接入节点汇聚层采用锐捷RG-S3760-24，24口三层交换机，满足光电转换器转换后的电口连接，同时，支持三层协议满足区域节点对视频存储数据的调用。

视频分析方案

分析通道设置于公跨铁及车站重点部位

2.2.1.4分析功能选择

∙非法入侵检测

∙落物检测

公跨铁为铁路上方横跨着一条公路，从公路掉下来的物体成为铁路正常运行的潜在隐患。

故在公跨铁区域设置分析功能，在突发事件发生时，对铁轨上的物品主动侦测，第一时间通知相关人员，对铁轨及时清理，确保列车的正常运行。

下图为场景设计图。

∙非法滞留检测

咽喉区为各车站列车进出口毕竟之路，线路多，是铁路监控的重点部位，该区域设置分析功能，实时监控非法人员闯入咽喉区域，当有人员在该区域滞留时，监控系统会主动报警提示工作人员，并及时对非法人员进行驱逐。

下图为非法人员闯入咽喉区，红色圈为分析报警显示。

2.2.1.5过滤器选择

∙防抖动过滤器

∙阴影过滤器

∙雨雪过滤器

∙摄像机非法遮挡

∙火车检测

∙云层过滤器

∙第三方系统联动方案

∙综合视频监控系统采用本线IP数据网互连，支持并实现与机房电力照明系统的联动、与通信电源及环境监控系统、SCADA系统传感信息的联动，同时预留与防灾安全监控系统传感信息的联动。

设备供应商应提供与相关系统联动接口的说明及实施方案。

∙接受来自SCADA的远动开关动作情况信息、电力设备报警信息、各机房门禁及安防（烟雾、入侵等）报警信息及自其他系统信息，实现对关注点的自动对准，并将相应的画面自动在相关的监视终端上显示，同时在系统中心对相应的画面进行录像。

硬件连接如下图：

系统总体性能特点

与第三方系统联动

电力SCADA系统、防灾系统、动力和环境监控系统及其它必要系统作为综合视频监控系统的客户端，操作人员可对授权范围内的摄像机进行控制和浏览，在监视终端上显示相应的画面。

发生报警后，监视终端上自动显示弹出相关画面（多画面轮巡播放），并将报警信息发送给综合视频监控系统，由综合视频监控系统在视频接入节点实现对相应画面进行录像。

目前在京津线和石太线的电力SCADA系统和动力和环境监控系统得到成功应用。

告警视频场景重现

综合视频监控系统能够对沿线铁路重点设施（含车站重点部位，区间公跨铁，通信、信号机房内、牵引供电、电力供电机房内外等）的实时监控，支持自动监视和人工监视模式。

在自动监视模式下，能够自动对车站重点部位，区间公跨铁等监视区域进行图像分析和行为分析，实现对灾害引起的异物“入侵”、非法逗留、非法入侵、遗留物品等的识别、告警以及自动跟踪，在监控终端显示两幅视频，一幅为实时监控画面，一幅为事件发生的录像，帮助操作员快速找到需要的视频。

告警视频录像场景重现。

视频分析过滤器

分析单元具有雨雪、风沙、云彩、振动及规律性活动的过滤器，有效消除/减轻由于风吹、列车经过等原因震动摄像机引起的图像抖动，提高视频分析的精度。

用户权限管理

提供综合视频监控系统统一、分组、分级、分优先级的用户管理与控制。

对每一路媒体流或每一个操作功能都能进行用户权限控制与管理。

强大的日志管理功能

能记录对本系统中发生的每一个事件、每一个操作进行详细记录，并且记录不可更改。

记录日志包括事件（告警）确认记录、系统登录记录、用户操作事件记录、系统运行记录等。

LOS功能

根据当前网络传输状况，动态修改视频质量参数，以达到最佳功能。

嵌入式编码器

监控点编码器设备基于嵌入式软硬件设计，以保证系统的长时间运行稳定性和安全可靠性，并能实现24小时全天候不间断运行。

分辨率可调

视频编码器支持CIF、4CIF、D1图像分辨率和MPEG-4数字编码格式，并可支持双码流功能。

双码流

独立多码流，每个码流可以设置完全独立的帧率，带宽，分辨率，I帧间隔等参数，多码流支持多个分辨率的同时混搭。

N+1冗余

系统具备编码器N+1冗余及视频录像服务器N+1冗余功能，即使一个组件出现故障，系统也可继续工作，同时系统还将提供故障信息给系统维护人员，以便快速处理故障。

备份

服务器及磁盘阵列双电源备份、磁盘RAID5N+1备份、接入节点存储服务器N+1备份、区域节点管理服务器1+1热备份。

详见产品选型介绍。

虚拟视频矩阵（VMX）

满足用户缩减基础设施，增强系统易用性，实现更高的适用性和更低的成本的要求。

虚拟视频矩阵可随时扩展，无需象物理矩阵一样增加新的模块。

SDK开发

提供SDK工具包软件和DEMO源程序，能提供给电力SCADA系统、防灾系统、机房环境与动力监控系统及其他必要系统进行集成和实现联动功能。

在京津线及石太线已经顺利开发第三方视频监控平台。

2.3列车大部件管理系统

总体介绍

为适应铁路信息化建设不断发展的需要，我公司与齐齐哈尔车辆制造厂合作，通过某x丰台车辆段、西宁车辆段、成都东车辆段、苏家屯车辆段、湖东车辆段等单位的配合，经过近一年的实地调研，开发出《铁路货车大部件安全预测管理系统》这一基于RFID技术的管理系统，该系统通过在货车车辆底部安装大容量电子标签，记录车辆基础信息及大部件重要信息，利用现有AEI设备和手持移动式读写设备进行远距离自动读取和写入信息，实现货车车辆大部件寿命信息自动预测报警。

在开发的过程中，得到了业内专家与运用单位的支持与指导，其功能和特点主要包括以下几个方面：

一、随车携带车辆大容量标签，利用现有AEI设备远距离读取信息，对大部件安全信息实现预测报警，导向安全

车辆大部件信息直接存储在大容量的随车标签内，当车辆通过地面读取设备进入到列检所或修理厂时，地面设备自动获取标签内存储的车辆大部件信息，传递给后台计算机系统，通过系统计算判断该车辆大部件是否将到寿命或已到寿命，进行自动安全报警提示。

二、降低劳动强度，提高作业效率

1.车辆在进入列检所时地面读取设备自动获取每辆车上电子标签内的大部件信息，判断大部件安全情况，并将信息通过手持机或者显示大屏、对讲机等方式直接反馈给列检人员，可以使列检人员更有针对性的对车辆大部件进行检查，同时节省了列检员进入车底检查大部件信息的时间，提高作业效率；

2.车辆进入修理厂时，同样地面设备将读取的车辆大部件信息自动传递给检修人员，针对寿命快到期的大部件，修理人员将更有针对性的进行修理，保障车辆安全。

三、建立全路货车“大部件”物联网，实现车辆智能化识别和管理

随车永久安装大容量电子标签，结合读写设备可将货车车辆大部件信息与铁路专用互联网连接，建立铁路系统货车“大部件”物联网，实现车辆大部件智能化识别和管理。

四、技术应用成熟，符合国外发展趋势

利用RFID技术对重要大部件进行管理，在国外已经成熟应用多年。

如波音公司在飞机大部件上安装RFID标签，对其大部件寿命安全信息进行管理