鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究論文
摘要：介紹了鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)的硬件功能設(shè)計(jì)和軟件功能設(shè)計(jì)，采用人臉識別技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、RS485通信控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對止輪器管理狀態(tài)的卡控，保證了列車啟動的安全，減少了列車安全隱患。
關(guān)鍵詞：鐵路列車；止輪器；管理系統(tǒng)；人臉識別
目前，鐵路列車止輪器管理中常常出現(xiàn)不能及時按規(guī)定存放的不良現(xiàn)象，為避免因此而造成的列車安全隱患[1]，設(shè)計(jì)了一套鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用人臉識別技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、RS485通信控制技術(shù)，通過軟件管理系統(tǒng)對止輪器的應(yīng)用狀況進(jìn)行卡控，確保存放規(guī)范、使用得當(dāng)，進(jìn)而保證列車的啟動安全。
1鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)的組成及工作原理
鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)、儲物柜存放系統(tǒng)、繼電器控制系統(tǒng)4部分。1)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)庫對止輪器存放/領(lǐng)取、人員信息查詢、人員權(quán)限設(shè)置、止輪器狀態(tài)查詢等進(jìn)行管理。止輪器存放/領(lǐng)取模塊對庫房內(nèi)止輪器狀態(tài)進(jìn)行顯示，便于使用人員通過計(jì)算機(jī)了解當(dāng)前止輪器的使用狀態(tài)，對止輪器進(jìn)行選擇和確認(rèn)。人員權(quán)限設(shè)置部分將使用者分為使用人員和管理人員兩類，使用人員可對止輪器進(jìn)行存放/領(lǐng)取操作；管理人員可查詢止輪器的使用狀態(tài)和使用人員信息。人員信息查詢包括人員名稱、所在班組、領(lǐng)取時間、歸還時間、領(lǐng)取止輪器的編號等基礎(chǔ)信息。管理者可通過止輪器狀態(tài)查詢系統(tǒng)查詢某止輪器當(dāng)前的狀態(tài)信息，領(lǐng)取人員狀況、是否存在于所在軌道等信息。2)人臉識別系統(tǒng)。人臉識別系統(tǒng)主要對止輪器的使用者和管理者的人臉細(xì)部特征進(jìn)行存儲和辨識，便于對儲物柜進(jìn)行開啟權(quán)限的設(shè)置。3)儲物柜存放系統(tǒng)。儲物柜主要用于存放止輪器，通過外部計(jì)算機(jī)管理軟件和人臉識別系統(tǒng)限制存取止輪器的人員，從而達(dá)到科學(xué)規(guī)范管理的目的。外部人員要領(lǐng)取或存放止輪器時，首先要通過查詢軟件確定止輪器是否被領(lǐng)走，然后對某一軌道止輪器的領(lǐng)取進(jìn)行確認(rèn)，若使用者具備權(quán)限，則可通過人臉識別系統(tǒng)開啟開鎖動作從而領(lǐng)到所需的止輪器。4)繼電器控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)人臉識別系統(tǒng)權(quán)限判定后的開鎖動作，主要由RS232/RS485控制板、繼電器板組成。
2鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)的硬件功能
鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)的硬件部分采用觸摸控制軟件、RS232或RS485控制器板、繼電器控制電路、儲物柜系統(tǒng)，有效解決了止輪器管理問題，見第75頁圖1。觸摸控制軟件采用VS2010開發(fā)平臺，以C++語言為基礎(chǔ)開發(fā)基于串口232的通信軟件，再由觸摸屏電腦的COM口與控制器板連接�？刂破髦饕瓿捎|摸屏電腦(上位機(jī))與繼電器控制板(下位機(jī))之間的通信問題。觸摸屏電腦作為本系統(tǒng)的主控部分，完成止輪器存儲、人臉權(quán)限識別、儲物柜開鎖等過程，是本系統(tǒng)的核心部分[2]。
3鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)軟件功能
第75頁圖2為鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)的軟件功能結(jié)構(gòu)圖。進(jìn)行止輪器大普查時，具有相應(yīng)權(quán)限的管理人員可進(jìn)入本系統(tǒng)查看止輪器的使用情況，并獲得相應(yīng)信息，如某止輪器處于使用狀態(tài)還是存放狀態(tài)、數(shù)量是否匹配、使用頻度、使用人員等[3]。二是日常使用查詢。當(dāng)段上工人進(jìn)行人工作業(yè)時，可進(jìn)入本系統(tǒng)查詢可用的止輪器，然后放置在相應(yīng)軌道上。2)后臺管理功能。一是人員權(quán)限管理。對可登錄本系統(tǒng)的操作人員和管理人員的基本信息錄入、權(quán)限分配、權(quán)限修改等進(jìn)行管理。二是止輪器使用人員認(rèn)證信息管理。對使用人員人臉信息的錄入、修改、刪除等進(jìn)行管理。三是設(shè)備管理。對止輪器的編號修改、存放數(shù)量修改等進(jìn)行管理。3)數(shù)據(jù)存儲功能。將止輪器的使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)流的`存儲控制。不同時間段內(nèi)止輪器的使用數(shù)量、剩余數(shù)量、使用人員信息均存儲在數(shù)據(jù)庫中；主機(jī)、人臉識別、儲物柜之間通信時的0，1交互信號也存儲在相應(yīng)字段內(nèi)。4)識別功能。止輪器的管理權(quán)限確定。將人員信息錄入人臉識別系統(tǒng)，使用時進(jìn)行刷臉認(rèn)證，無權(quán)限則無法使用止輪器。將人臉特征作為身份識別依據(jù)，無法篡改偽裝，無需擔(dān)心因卡丟失造成的不安全因素，安全系數(shù)更高，儲物柜門禁權(quán)限管理更高效。人臉識別功能界面見圖3．5)門禁功能。具有止輪器使用權(quán)限的人員在允許范圍內(nèi)，正臉面對識別設(shè)備即可完成識別與論證，并給出相應(yīng)的提示信號，儲物柜電子鎖打開。6)追蹤判定功能。當(dāng)止輪器取走1)設(shè)備查詢功能。一是普查查詢。當(dāng)車輛段進(jìn)行止輪器大普查時，具有相應(yīng)權(quán)限的管理人員可進(jìn)入本系統(tǒng)查看止輪器的使用情況，并獲得相應(yīng)信息，如某止輪器處于使用狀態(tài)還是存放狀態(tài)、數(shù)量是否匹配、使用頻度、使用人員等[3]。二是日常使用查詢。當(dāng)段上工人進(jìn)行人工作業(yè)時，可進(jìn)入本系統(tǒng)查詢可用的止輪器，然后放置在相應(yīng)軌道上。2)后臺管理功能。一是人員權(quán)限管理。對可登錄本系統(tǒng)的操作人員和管理人員的基本信息錄入、權(quán)限分配、權(quán)限修改等進(jìn)行管理。二是止輪器使用人員認(rèn)證信息管理。對使用人員人臉信息的錄入、修改、刪除等進(jìn)行管理。三是設(shè)備管理。對止輪器的編號修改、存放數(shù)量修改等進(jìn)行管理。3)數(shù)據(jù)存儲功能。將止輪器的使用狀態(tài)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)流的存儲控制。不同時間段內(nèi)止輪器的使用數(shù)量、剩余數(shù)量、使用人員信息均存儲在數(shù)據(jù)庫中；主機(jī)、人臉識別、儲物柜之間通信時的0，1交互信號也存儲在相應(yīng)字段內(nèi)。4)識別功能。止輪器的管理權(quán)限確定。將人員信息錄入人臉識別系統(tǒng)，使用時進(jìn)行刷臉認(rèn)證，無權(quán)限則無法使用止輪器。將人臉特征作為身份識別依據(jù)，無法篡改偽裝，無需擔(dān)心因卡丟失造成的不安全因素，安全系數(shù)更高，儲物柜門禁權(quán)限管理更高效。人臉識別功能界面見圖3。圖1鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)硬件組成RS485/RS232控制器圖2鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)軟件功能結(jié)構(gòu)圖后，反饋?zhàn)粉欁鳂I(yè)人員將其放置在哪個軌道，判定是否按要求操作。7)人機(jī)交互功能。顯示觸摸屏操作圖文提示菜單，方便管理人員和使用人員靈活操作本系統(tǒng)。8)低功耗節(jié)能控制功能。如果一段時間內(nèi)無觸摸操作，系統(tǒng)將進(jìn)入低功耗節(jié)能工作狀態(tài)，自動關(guān)閉顯示面板，設(shè)備在低功耗工作狀態(tài)運(yùn)行。
4結(jié)束語
本文對鐵路列車止輪器管理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)的硬件功能和軟件功能。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)能對止輪器進(jìn)行科學(xué)有效的管理，提高了鐵路管理效率，減少了列車安全隱患。
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