铁路GPS智能巡检系统方案设计

铁路GPS智能巡检系统方案设计

案例简介:

目录 1、项目背景 2.系统配置 3.系统设计功能 3.1巡检查询 3.1.1设备定位查询 3.1.2电力巡检查询 3.1.3供电巡检查询 3.2紧急事件 3.2.1电力紧急事件 3.2.2牵引供电紧急事件 3.2.3电力拍照紧急事

详细介绍:

1、项目背景

铁路局所辖有众多铁路工区,管辖着所在区域的铁路线路,铁路线路如果一旦出现问题,整趟线的列车正常运行会受到影响,重则会出现列车重大事故。铁路局一直以来非常重视此问题,规定在工作中每个工区必须定期对线路进行巡检,将现场工作内容,隐患,图片实时发送回管理中鑫以此保障铁路线正常运转,是保障铁路安全的必要措施之一。
系统建设前期,GREAT公司会根据客户实际使用需求提供解决方案,初步设计为:GPS智能巡检管理系统,该系统由:内置GPS模块,RFID模块,GPRS模块,WIFI,蓝牙模块的专用PDA巡检仪,现场RFID标签,服务器端巡检系统软件,手持PDA端巡检系统软件。达到以下功能:
l  巡检人员GPS实时位置
l  巡检人员一段时间内轨迹回放
l  巡检计划制定
l  巡检计划对比(轨迹比对,报表比对)
l  巡检人员到位报表
l  设施运行报表
l  设施隐患报表,图表
l  现场隐患拍照
l  地图模块(gis)测距,定位
l  掌上地图
l  掌上设施
l  权限角色管理

2.系统配置

序号

名称及规格

型号

1

手持PDA

p-6000

2

软件


3

巡更地点卡

EM13.56

4

安装用进口胶水

EMFI

5

巡更人员卡

EM13.56

甲方可自备,也可以委托采购

服务器

RD530

服务器UPS

蓝光


打印机

HP


工作电脑

联想


甲方自备

固定IP地址



SIM卡


3.系统设计功能

3.1巡检查询

3.1.1设备定位查询

主要对系统中的设备信息进行查询与定位操作。用户通过输入条件的方式来进行查询,如设备编号、所属区域、巡检人员、开始时间及结束时间,在设备信息显示区域将显示符合条件的设备的详细基础信息,如:

通过分页的方式浏览所有设备信息,在双击某一设备记录后巡检查询框最小化,地图上红点高亮显示所选设备所在位置,如:

点击“导出”按钮,弹出文件下载框,

保存后所查询的所有设备信息都保存于Excel中,如:

选择关闭按钮,退出设备巡检窗口。

3.1.2电力巡检查询

其实这也类似设备定位巡检查询,也是在输入一定条件查询后能查出符合条件的所有设备信息,不过不一样的是加入了各设备的详细的电力信息,如图:

双击某记录后在地图上以红点高亮显示此电力设备的位置,如:

点击“导出”按钮可将电力信息以Excel格式导出,如:

点击关闭按钮退出电力巡检查询框。

3.1.3供电巡检查询

 此功能是对系统中供电设备的查询与定位,在输入设备编号、或所属区域、或巡检人员、开始时间、结束时间及是否紧急等条件点击“查询”按钮后在显示区中显示所有符合条件的供电设备信息及第一个供电设备的补充说明,如:

再单击其他的设备后面补充说明表格显示为对应设备的补充说明内容。双击记录后地图中以红点高亮显示该设备的实际位置,如:点击“导出”按钮把所有的供电详细信息以Excel格式导出,如:

点击关闭按钮退出供电巡检查询框。

3.2紧急事件

3.2.1电力紧急事件

对系统中电力紧急事件设备的查询与定位,便于对电力的管理及及时对电力事件采取应急措施,减少电力事件造成的损失。在电力紧急事件查询窗口中输入设备编号、或所属区域、或巡检人员、开始时间及结束时间等条件后点击“查询”后在显示区域中显示所有符合条件的电力紧急事件信息,如:

双击某记录后地图上会以红色点高亮显示该发生紧急事件的电力设备的具体位置,如:

点击“导出”按钮后所有查询到的电力紧急事件信息以Excel格式导出,如:

点击关闭按钮退出电力紧急事件查询窗口。

3.2.2牵引供电紧急事件

对系统中供电紧急事件进行查询与定位,通过输入设备编号、或所属区域、或巡检人员、开始时间或结束时间等条件,在点击“查询”按钮后在显示区域中以表格的形式显示所有符合条件的供电紧急事件信息并附加首条信息的补充说明,单击其他的记录后补充说明栏变成对应紧急事件的补充说明内容,如:

双击某记录后地图中以红色点高亮显示发生紧急事件的供电设备的具体位置,如:

点击“导出”按钮后会刚查询到的所有供电紧急事件信息将以Excel导出,如:

点击关闭按钮退出供电紧急事件查询窗口。

3.2.3电力拍照紧急事件

对电力PDA用户上传的拍照紧急事件,通过用户名和拍照时间进行查询,并能在单击数据时显示当前记录关联的照片信息,也可以通过双击定位的方式定位当时拍照的地理位置。

3.2.4供电拍照紧急事件

对供电PDA用户上传的拍照紧急事件,通过用户名和拍照时间进行查询,并能在单击数据时显示当前记录关联的照片信息,也可以通过双击定位的方式定位当时拍照的地理位置。

3.3设备操作

3.3.1电力设备

对于系统中的电力设备进行管理,可以进行查询,修改,增加,删除等操作,具体界面如下,点击左边所有设备的下级菜单----电力设备,在完成设备编号,线路名称,供电臂名称等信息填写之后点击“保存”就可以创建一个新的电力设备,其中编号为必填项目。

增加界面
点击查询菜单后出现如下界面,在里面输入相应的查询条件之后就可以对系

查询界面
统中的设备进行查询,点击查询之后就可以查询到符合你的输入条件的设备,界面如下,这是可以点击更改或者删除菜单对设备进行更改或删除操作,如: 

显示结果

修改界面

3.3.2供电设备

对于系统中的供电设备进行管理,可以进行查询,修改,增加,删除等操作,具体界面如下,点击左边所有设备的下级菜单,根据设备的类型来进行相应操作,比如点击“重污染”后,在编号,名称,供电工区,区间等信息之后点击“保存”就可以创建一个新的重污染设备,其中编号为必填项目。

增加界面

点击查询菜单后出现如下界面,在里面输入相应的查询条件之后就可以对系

查询界面

统中的设备进行查询,点击查询之后就可以查询到符合你的输入条件的设备,界面如下,这是可以点击更改或者删除菜单对设备进行更改或删除操作 

显示结果

3.4信息点查询

3.4.1电力信息点查询

通过设备编号、或所属区域、或巡检人员、开始时间及结束时间等条件对系统中电力信息的查询与定位,所有符合条件的电力信息以表格的形式显示于电力信息点查询窗口中的显示区域,如:

双击某条记录后地图上以红色的点高亮显示该电力设备的位置,如:

点击“导出”按钮可将查询到的信息以Excel导出,如:点击关闭按钮退出电力信息点查询窗口。

3.4.2牵引供电信息点查询

通过设备编号、或所属区域、或巡检人员、开始时间及结束时间等条件对供电信息点进行查询与定位,所有符合条件的信息以表格的形式显示在供电信息点查询窗口的显示区域,并且每条记录附有补充说明,单击不同记录,右边显示对应记录的补充说明内容,如:

双击某条记录,地图上以红色点高亮该供电信息点的位置,如:

点击“导出”按钮,所查询到的供电信息点将以Excel文档导出,如:点击关闭按钮退出供电信息点查询窗口。

3.5数据统计

3.5.1电力数据分析

根据所属区域、统计月份两参数对电力数据进行统计分析,分析结果以表格形式显示于电力数据分析窗口的显示区域,如:

3.5.2电力数据查询

3.5.3牵引供电数据分析

通过统计月份及统计日期两参数对牵引供电数据进行统计分析,分析结果以表格的形式显示于牵引供电数据分析窗口的显示区域,如:

3.5.4牵引供电数据查询

通过统计月份、统计日期及巡检状态等条件对电力数据进行查询与定位,查询到的所有符合条件的电力数据以表格的形式显示于电力数据查询窗口的显示区域,如:

双击某记录,地图上以红色点高亮显示该电力设备,如:

点击“导出”按钮,所查询到的电力数据信息将以Excel格式导出,如:点击关闭按钮退出电力数据查询窗口。

3.6空间定位

3.6.1电力设备定位

对电力的设备点进行定位,首先通过输入编号对设备进行查询,查询的结果将在下拉框显示,选择下拉框中的任意一个设备,系统将自动定位到当前设备所在的地图位置。

3.6.2供电设备定位

对供电的设备点进行定位,首先通过输入编号对设备进行查询,查询的结果将在下拉框显示,选择下拉框中的任意一个设备,系统将自动定位到当前设备所在的地图位置。

3.7数据管理

3.7.1PDA人员管理

对该系统的PDA人员进行管理,主要包括PDA的用户的增、删、改、查操作,系统可以对PDA的用户进行设置,包括PDA用户的登录账号,登录显示名称,所属的区域,手机号码,车牌号码以及登录的密码进行设置。改功能主要由系统管理员来操作,完成对整个系统的PDA用户的管理

3.7.2数据备份

对于数据库进行备份和恢复的操作,界面如下,点击文件打开的按扭,选择文件保存路径,当选择好路径之后,备份按扭就可以使用,点击开始备份,备份完毕之后将有提示框显示。

3.7.2供电数据年计划生成

该功能主要对当前系统的所有供电线路,按照每月三次生成巡检计划表,用于轨迹比对的基础点的生成。

3.8巡检人员

3.8.1实时定位

通过所属站点、或人员姓名、或手机号码、或人员编号等条件进行查询,查询到的结果会在显示在人员列表中,通过人员列表中人员勾选与否决定是否在地图上高亮于地图上,如:

3.8.2历史轨迹

通过所属站点、或人员姓名、或手机号码、或人员编号等条件进行查询,查询列表中显示所有符合条件的人员信息,勾选某一人员,选择好开始时间和结束时间点击轨迹回放,地图上便会回放该人员的历史轨迹,点击清楚轨迹可清除地图上有的轨迹,如:

3.8.3轨迹查看

在选择所属站点后人员列表中会显示所有该站点的所有人员,勾选想看其轨迹的人员,设置好开始时间和结束时间,点击显示轨迹后地图上会显示所选人员的轨迹,点击清除轨迹后会清除地图上所显示的轨迹,如:

3.8.3轨迹比对

该功能用于系统中对供电线路的巡检情况进行查看,分析每月3次的巡检完成情况,在地图上描绘每次巡检的路线,查看哪些标记点未被巡检,以红色的高亮点显示。

3.9系统设置

3.9.1系统角色设置

可以在系统角色设置界面对系统的角色进行新增,输入角色的名称、描述以及该角色的拥有权限,点击确定之后创建该角色信息。在点击修改之后然后选择现有的角色那么右侧将显示该选择的角色详细信息,可以进行修改之后确定。

3.9.2系统用户设置

对系统中的用户信息进行新增、删除。选择相应的角色信息后填写用户简称和用户名称之后点击新增之后将在系统中新增改用户。也可以选择一个用户之后点击删除按钮,那么该用户将从系统中被删除。

3.9.3用户密码修改

修改当前登陆用户的密码,点击修改密码菜单,弹出如下对话框:

3.9.4更换用户登录

切换不同的系统用户进行登录,点击该菜单之后系统将回退到登录界面:

4. 系统基本原理

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。

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)。
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。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。

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。

5、系统关键技术

5.1GPS定位技术

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。

5.2GIS地理信息系统

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。

5.3RFID无线射频识别

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。

5.4GPRS网络介绍

GPRS(General Packet Radio Service,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。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。

6.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。

6.1系统总体设计图

6.2工作流程图

 6.3系统组成

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IP67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。

6.3.1硬件

6.3.1.1手持式巡检仪 GRT-PDA

主要特性:工业级三防设计 防水/防摔/防尘

集成了RFID、GPS、GPRS等模块

内置摄像头

内置WIN CE操作系统和功能强大的巡检手持端软件

带触摸屏和全功能32键键盘,可通过手写或键盘输入信息和操作软件

3.2寸彩色TFT-LCD液晶

超大存储内存,完整放置全部铁路设施的电子台帐、照片、维护记录等海量信息数据库通过基于WIN CE平台的巡检手持端软件软件,可以方便的查询电子台帐、巡检计划、查找当前位置附近设施,并可在巡检中完成复杂的巡检工作内容填写和申报,并上传现场照片。

配置与参数

* RFID格式  工作频率:125K 读写距离:2cm-5cm          

*GPS:应用SIRFⅢGPS定位模块 定位精度5-10m

*使用环境:

工作温度:-25℃至80℃

储存温度:-40℃至80℃

湿度:5%RH--95%RH(无凝露)

跌落规格:在操作温度范围内,6面均可承受1.5米高度跌落至水泥地面的冲击

滚动规格:1,000次0.5米,六个接触面滚动

密封环境:IP65

*物理参数:

尺寸:186.5*75*31mm(标准电池配置)186.5*75*38.9mm(4,000mAH电池配置) 重量:400克

*性能参数:

CPU:Samsung ARM920T@533MHz

内存:128MB RAM/1GB Flash存储

存储空间扩展:支持最大8G Micro SD(TF)卡

触摸显示屏:彩色3.2英寸QVGA仿玻璃耐用触摸屏,TFT-LCD、65K色、240X320(QVGA尺寸)

按键:31个软硅胶按键

*输入方式:

标配手写笔,手写、触摸输入或键盘输入

*电池容量:可选充电式聚合物电池 (3.7V 4,000mAH)

扩展插槽:SIM卡、SAM卡、Micro SD(TF)卡

*无线通讯功能:

支持GPRS和CDMA无线网络

传输距离:支持IEEE802.11b/g协议,需要有效无线局域网信号覆盖。

* 拍照功能

摄像头:Samsung 320万像素摄像头 2048(H)×1536(V),QXGA

.6.3.1.2.电子标签信息钮 GRT-EM

工作频率:125KHz;

电  源:读头驱动方式 无需电源;

感应距离为5CM以内;

使用具有唯一性的数字代码;

抗冲击、防浸水,坚固,无使用次数限制;

可在-40℃―+80℃的温度范围内使用

多种封装方式 可适合吊装、埋入安装、螺丝安装、粘贴安装,并有适合安装在金属表面的防干扰封装

6.3.1.3系统管理软件  

采用SQL网络型数据库

MO GIS平台或者GOOGLE MAP

支持B/S   C/S结构

可远程维护,自动版本升级

人员实时定位

巡检轨迹回放

调度功能
设施属性维护
巡检计划编制,分发
巡检计划考核
巡检统计报表
GIS模块
掌上设施与掌上地图

角色管理

数据备份与打印其他

7.系统特点

1.系统针对客户需求开发

2. 系统具有完整安全及自动灾难恢复机制,保证安全稳定,降低系统维护成本。

3. 提供标准数据接口,可实现与企业管理信息系统、决策支持系统的无缝对接;

4. 系统部署阶段可实现现有铁路相关设备的数据导入(EXCEL,MDB,SQL等),大大降低部署时间和成本。

5. 不同于普通的巡检管理系统,除了完善的巡检到位功能,还可通过增加功能模块提供对设备运行状态和参数的分析处理,贴合电力行业对巡检的管理要求。

6.可以日常巡检维护为核心提供对设备从安装到日常运行维护到废除的全程管理 。

7. 巡检计划设置灵活,可随时调整。

8. 按电力行业管理要求设计的各种实用统计报表,并可按客户要求定制报表种类及样式。

9. 开放式系统,维护可由用户自行完成,维护成本低。

10. 模块化设计,用户可自行选择功能模块,如维修管理,设备台帐等搭建最符合自身管理需求的系统。

11. 系统可通过网络对数据库和系统进行远程维护。

12. 管理软件可提供硬件加密保护,确保信息安全。

8、售后服务

售后服务在当今IT项目中起着重要的,不可替代的作用。没有完善的售后支持服务,任何系统对于用户来说都是不可靠的甚至是危险的。多年以来上海格瑞特科技实业有限公司在电力及其他行业项目实施及服务过程中积累了丰富的技术支持服务经验,建立了完善的梯级维护服务体系,提供高品质的客户服务支持正是格瑞特公司在不断在追求的。
供货后,硬件正常使用免费保修十二个月,软件系统本身质量问题保修二十四个月,如在此期间出现问题(不包含增加功能)以解决问题为原则,通过远程或者现场在72小时内消除隐患。为了保证巡检系统安全、稳定运行,公司将提供多种形式的售后技术服务,包括现场服务、电话维护、远程维护、本地化服务。

l  现场服务

定期维护:公司实行系统维护工程师定期巡检制度,由公司派出的工程师将每季度一次走访客户,发现问题,解决问题,了解新的需求。这样一方面将隐患及时消灭,保证现场解决系统使用中出现的相关问题,同时新的需求的了解也为系统的进一步升级提供了良好的业务支持。

应急维护:严格遵守免费质保期内承诺和免费质保期满后承诺。根据故障影响程度不同,排除故障时间有所不同。

l  电话维护

系统使用方可以拨打公司提供的客户服务热线(021-63023636),与公司的市场监督中心直接联系,公司的维护工程师直接通过电话对系统使用方提出的各种问题加以解答和解决。

l  远程维护

网络条件允许时我们可以通过Internet直接进行远程维护和系统升级、更新系统软件售后技术服务

l  系统售后技术服务

公司将在系统验收后,为有关应用软件提供维护和技术支持服务,并提供终身的系统维护支持服务,主要内容包括:对功能与要求有差异的部分在任何时间免费维护;免费提供技术咨询服务;

9、公司简介及安装案例

GREAT巡检管理系统是由上海格瑞特科技实业有限开发生产。上海格瑞特是国内专业的巡检产品制造商和巡检解决方案的提供商,从1997年开始从事巡检手持仪,巡检信息管理平台的开发与销售。目前公司是国家巡检行业标准的首席制定单位,上海市高新技术企业,并连续多年通过企业ISO认证。十余年来已为国内数万用户提供了高品质的巡检管理系统。
GREAT巡检管理系统已经成功在以下公司得以应用:
l  国网新疆哈密煤电厂
l  泉州三美水电厂
l  深国电甘肃电力
l  内蒙古卓资山电厂
l  昆山瀛浦热电厂
l  江苏江远热电厂
l  临淄电厂
l  南网百色局
l  国电南瑞变电站
l  深圳大亚湾核电站
l  南京金陵热机电厂
l  上海智光电力安徽电厂项目
l  上海浦东新区公路工程公司养护巡检
l  上海河道署河道养护巡检
l  上海城管署道路养护巡检
l  郑州铁路局月山段巡检
l  南昌铁路局福州车辆段客车乘务巡检
l  包头铁路局通信段巡检管理系统
l  昆明铁路局
l  江苏省南通供电局
l  浙江秦山核电站
l  包头铁路局
l  中国移动绵阳分公司
l  线路及无人基站巡检管理系统
l  中国移动宜宾分公司
l  无人值守基站巡检管理系统
l  中国电信泉州分公司
通讯线路巡检管理系统
l  上海市南自来水公司
泵站巡检管理系统
l  上海市北防汛排水有限公司
泵站巡检管理系统
l  上海燃气浦东销售公司
燃气管线及调压器、阀门巡检管理系统
l  上海天然气管网有限公司
高压管网阀站、阀室、阀门巡检管理系统
l  .上海大众燃气公司
牺牲阳极巡检管理系统
l  上海燃气浦东销售公司营业所
工业用户表具抄巡管理系统
13.金山天然气有限公司
燃气管线及调压器、阀门巡检管理系统
14.青浦煤气公司
燃气管线及调压器、阀门、桥管巡检管理系统
15.无锡华润燃气有限公司
液化气储配站巡检管理系统
16.岳阳华润燃气有限公司
调压器巡检管理系统
17.湖州新奥燃气有限公司
管线及调压器GPS巡检管理系统
18.上海吴淞煤气制气厂
制气设备安全巡检管理系统

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