多功能车辆列检手持终端系统

摘要：本文针对铁路手持台应用功能单一的问题，提出和设计了多功能手持终端，用来代替传统的手持台。其主要功能有：普通对讲功能、轴温检测、上传现场作业信息（图片、影像）、填报故障代码、接收上级命令、确认命令、一用一备、数据库管理中心、管理操作系统（统计报表、轨迹查询、接收信息、管理指令、查询信息、故障词典等完善的功能为一体，解决了车辆作业实际困难，并可以延升到工务、电务、机务等部门应用。

关键词：多功能 手持 终端 铁路作业

中图分类号：U279.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）03-0157-02

1 引言

通信部于2011年起停止模拟对讲机的型号核准，2016年全面进入数字时代。现在铁路部门所用的450-470MHz，后续应引导使用公众对讲机频点或其他符合规划的对讲机频段，也即铁路部门所用对讲机要退出450-470MHz频段。无线列调逐步切换为GSM-R数字列调标准，并配套配备GSM-R相关设备。通过公众移动通信网络可以提供的不涉及行车安全的无线通信业务，铁路局或设台单位可以通过集团采购方式，由电信运营企业提供相应的通信服务。

根据行业发展的需要，多方通话及智能化、优质化、轻巧化已经成为对讲机技术研究发展的趋势。开发一款多功能手持终端（含对讲、点温、定位、轨迹查询、自动接收作业信息和反馈信息等功能）符合多方面需求。

2 技术方案

2.1 功能设置

多功能手持终端其主要功能有以下几方面：

（1）普通对讲功能，可根据需要实现群呼、单呼，代替原来使用的普通对讲机。（2）轴温检测，在收到红外所预报的轴温异常情况后，可再次检查确认，代替原来使用的点温枪。（3）电子工单功能，分三部分：作业机（工作者持有），上传现场作业信息（图片、影像）、填报故障代码、接收上级命令、确认命令等。服务器（调度中心）一用一备，数据库管理中心、管理操作系统（统计报表、轨迹查询、接收信息、管理指令等），是中枢单元。管理机（管理人员持有），查询信息，及时了解现场情况和指令。（4）故障词典，作业机内置故障词典、帮助现场工作职工在作业遇到困难时查看、答疑。

2.2 网络选取

多功能手持终端系统的实现需要依靠网络，目前有三种方式，分别为公网（移动、联通、电信网络）、专网（自建基站）、WIFI组网。

这三种方式各有优缺点，具体比较如表1：

通过以上比较可看出，在本项目前期前景不明时，建议先与电信运营商合作利用既有公网实现产品所有功能，后面技术方案基于公网研发。

2.3 设计思路

对讲、视频传输功能是既有手机功能，不需要开发；新增点温功能是单独模块，成熟技术，与既有手机配套即可；故障词典功能是在既有手机内部芯片上通过软件写一段文档，不需要开发；主要开发配套电子工单系统（即现在市场上正在推广的列检手持机）。

3 设计方案

3.1 系统构架

基于公网的数字化作业终端与管理系统的系统构架如图3-1：

3.2 系统工作流程（图3-2）

3.3 数字化终端做业机

GV2008型手持数据化作业终端集成基于中国移动TD-SCDMA网络制式的POC集群网络对讲功能，同时具有3G高速数据传输功能，下行数据速率达到2.8Mbps，上行数据速率为384Kbps，能及时回传列车故障处理和现场图片。达到现场实时分析效果。见图3-3。

手持数据化作业终端针对铁路列检对轴温检测需求，硬件集成非接触式远红外线测温功能。红外测温仪由光学系统、光电探测器、信号放大器及信号处理、显示输出等部分组成。光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，视场的大小由测温仪的光学零件及其位置确定。红外能量聚焦在光电探测器上并转变为相应的电信号。该信号经过放大器和信号处理电路，并按照相应算法和目标发射率校正后转变为被测目标的温度值。提供激光瞄准、多种数学模式以及可调节的发射率。测量温度范围达到-60～860C（-76～1580 F）；精度：±1℃ （±1.8F）；发射率范围：默认值0.95；可调0.1～1；阶跃0.01；分辨率 （-9.9～199.9）：0.1C （0.1 F）；响应时间 90%：1 秒；距离与光斑比率：30：1。实现轴温测试一键化操作，实现一次按键测量列车轴温，显示结果并将测量结果上传系统平台，最终与现有红外线轴温检测系统对接。

3.4 系统管理平台（服务器）

系统管理平台信息在实时作业机管理调度同时提供数据处理。数据处理包括两大部分，一部分来自现有铁路TF系统信息故障报表，通过系统接口自动或者手动接收列检数据信息；另一部分来自作业终端处理完毕后将数据回报提交到管理系统平台并自动对接HMIS系统H15子系统和红外线轴温检测系统。这两方面的数据交换具有如下特点：提供数据转换功能，实现数据类型、格式等内容的灵活转换；提供保证数据加密和认证技术，保证业务数据同步的安全性；提供同步和异步交换机制；且能实现定时和手工交换；提供故障恢复能力，当数据处理失败时，提供重新处理功能。

3.5 数字化终端管理机

系统管理终端采用高新能1.3GHz 四核coretex A7为核心处理器搭建的通信与智能管理系统，硬件集成GPS/BD定位模组与其他WIFI，BT等无线接入模块；同时支持多种传感器技术，在省电与实用上对系统进行优化；配备1300万像素高清摄像头便于铁路列检现场图片拍摄，上传与分析；同时为野外作业，配备IP68等级防水，防摔，防尘结构设计。以提供高性能，高可靠性的智能网络智能管理终端。如图3-4。

系统管理终端内置网络对讲的APK，通过APK可实现与一线数字化终端作业机，系统管理平台建立集群网进行网络对讲，实现管理终端对作业机进行调度管理与远程语音信息交互。

系统管理终端内置铁路列检管理平台系统的APK，能通过公网系统或WIFI等无线方式接入系统管理平台服务器，实时在线移动管理作业终端列检作业员工管理与列检状态管理，能及时为一线列检人员，系统平台管理人员提供及时有效的技术支撑与数据信息反馈；

型系统管理终端对用户信息管理，用户权限管理，设备信息管理，用户日志管理等内容进行统一存储，可以进行实时监控、实时定位信息查询、历史轨迹查询、作业信息查询、终端信息增删等。

3.6 系统关键技术

（1）针对数字化终端手持作业机高集成度，低功耗电源管理模式的技术。（2）低时延，多用户集群网络对讲技术。（3）动物联网智能终端中间件技术和物联网传感器数据采集技术。（4）手持型工业终端复杂环境电磁抗干扰技术。（5）移动GIS与管理平台实时联动管理调度技术。（6）列检数字化，标准化作业大数据云平台处理技术。

4 市场分析与需求预测

目前全路有6万多车辆职工，列检作业存在着以上相同问题，职工迫切需要“解放一只手”，按70%的现场作业人员计算，全路有4万多职工需要这款多功能手持终端机。

此外，解决车辆作业实际困难后，可以延升到工务、电务、机务等部门应用，根据这些部门现场实际需求增加或删减功能，开发符合其自身特性的多功能手持终端系统，必将受到现场职工好评。

综上说述，开发多功能手持终端系统市场前景广阔。