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第一章、需求分析第一节、项目背景现代社会飞速发展，铁路设施已成为经济发展的重要公用基础设施之一，并关系到广大百姓的日常生活。铁路设施有其特定功能，因此必须加强对管理。目前铁路行业主要通过人员的日常巡检巡视和远程监测系统相结合的方式对铁路设施实现日常管理和维护。铁路设施的日常巡检工作主要为：对不同类型的铁路设施制定相应的日常巡视保养周期以及巡检保养的具体工作内容，即巡检计划。铁路设施日常巡视保养人员应根据巡检计划在规定的巡视周期内完成巡视保养工作，在现场记录铁路设施的状态和运行数据，完成故障处理要求。管理者收集现场采集的铁路设施的运行状态和运行数据，安排对铁路设施的维护保养，并对设施状态的变更在台帐中予以更新。并通过以上数据的积累和数据挖掘为铁路设施和设施的更新，选型作辅助决策。第二节、需求分析1.巡检人员巡检到位管理了解巡检人员真实巡检到位情况和巡视检查工作轨迹掌握设定的巡检计划的实施质量记录铁路设施巡检的历史时间节点2.铁路设施工作情况，运行参数，环境状况的采集与统计分析文档编号日期：2012-9技术文档第2页共20页巡视检查中对铁路铁轨、沿线设施的工作状态、各类故障，等运行参数，施工、占压等环境状况等检查项目的结果做现场的记录。通过对以上信息和数据的自动分析、统计，评估铁路设施的工作状况，为维护和保养积累数据提供辅助决策。3.设施GIS及电子台帐（甲方无GIS，供方可提供GOOGLE地形图）建立区域地形道路GIS图和设施的GIS地图，通过坐标化实现对设施的可视化管理。在系统中建立包括基本属性、维修维护记录、动态参数在内的设施的电子台帐，结合GIS地图，为铁路设施的运行维护提供基础数据。4.现铁路设施资料查询巡检人员在巡检现场可在巡检仪上查询到铁路设施的台帐资料、提供工作内容指引、现场位置指引、周边设施查找等信息，提高现场巡检工作的效率。第二章、系统概述第一节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。文档编号日期：2012-9技术文档第3页共20页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，Ahref=工业PDA/A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。第二节、系统关键技术GPS定位技术全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem文档编号日期：2012-9技术文档第4页共20页Ahref=手持机/A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。GIS地理信息系统GIS（GeographicInformationSystem）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。RFID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。GPRS网络介绍GPRS（GeneralPacketRadioService，Ahref=手持终端/A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。文档编号日期：2012-9技术文档第5页共20页第三章系统构成与主要功能第一节．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。手持机手持机GPRS网络防火墙WebService数据库（GIS、卫巡检管理巡检管理系文档编号日期：2012-9技术文档第6页共20页系统总体设计图巡检项目巡检项目巡检项目巡检项目岗位巡检计划由计算机下载到手持终端日巡检任务巡检记录按巡检路线现场巡检上报数据缺陷记录抄表记录到位记录漏项记录报警处理趋势图分析工作量统计设备状态月报设备状态日报缺陷流量管理工作流程图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IP64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。文档编号日期：2012-9技术文档第7页共20页第二节．硬件介绍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WINCE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WINCE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克文档编号日期：2012-9技术文档第8页共20页*性能参数：CPU：SamsungARM920T@533MHz内存：128MBRAM/1GBFlash存储存储空间扩展：支持最大8GMicroSD(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（3.7V4,000mAH)扩展插槽：SIM卡、SAM卡、MicroSD(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：Samsung320万像素摄像头2048（H）×1536（V）,QXGA2．电子标签信息钮GRT-EM工作频率：13.56MHz；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文档编号日期：2012-9技术文档第9页共20页系统管理软件介绍1．软件结构介绍软件采用先进的B/S结构，应用SQLSERVER，WEBGIS等核心技术开发，地形道路图使用GOOGLEMAP。（GOOGLEMAP为免费的道路地形GIS资料，每年会做一定的更新，在用户还没有建立或购买测绘道路地形数据时，是较理想的选择，既可提供较准确的道路地形资料，又可为用户节约大量的地图购买和每年更新的费用，也避免了可能发生的地图资料版权法律纠纷）软件网络结构示意图巡检数据，铁路设施GIS资料，电子台帐信息，用户信息等系统管理软件数据统一发送并保存在一台数据库服务器中，并由该服务器负责以网页形式发布软件。用户可用任意电脑由局域网或者是外网直接用浏览器访问使用软件，不需要安装任何客户端软件。这样不仅大大提高了使用软件的便利性，更加强了系统的稳定性，确保了系统数据的安全和可靠性，又避免了由于客户端软件带来的系统不稳定性，同时系统的维护工作量大大降低。文档编号日期：2012-9技术文档第10页共20页软件结构示意图1软件结构示意图2软件功能介绍文档编号日期：2012-9技术文档第11页共20页系统管理软件主要功能模块包括：巡检到位管理/铁路设施运行管理/铁路设施电子台帐/GIS平台巡检到位管理*巡检计划编制对信息点安装位置、铁路设施设施构建、修改关联关系。对设施没有安装信息点的铁路设施和区域可在地图上设置位置考核点。巡检计划编制，针对信息点和位置考核点制定巡检计划，包括巡检样板设置，巡检周期设置，可设置日计划、月计划、季度计划和临时计划。设置巡检人员和不同铁路设施巡检工作内容。文档编号日期：2012-9技术文档第12页共20页*巡检到位报表通过现场采集信息点的信息和时间和巡检计划做自动比对通过GPS巡检位置信息和巡检计划设置的巡检考核点位置做自动比对提供巡检记录明细查询表，可查询巡检人员、巡检地点、巡检设施和巡检时间，巡检停留时间在内的巡检记录自动分析巡检计划实施中的漏巡，正常巡检，不合格巡检信息提供巡检人员巡检到位考核报表、巡检计划实施情况报表、设施巡检记录报表等*GPS巡检轨迹分析文档编号日期：2012-9技术文档第13