一种基于云计算的铁路煤炭运输智能管理方法及系统与流程

本发明涉及煤炭运输监管，具体是一种基于云计算的铁路煤炭运输智能管理方法及系统。

背景技术：

1、铁路煤炭运输是指煤炭经开采出来后，通过铁路车辆作为运载工具，在铁路线上进行的煤炭运送，它是煤炭运输的主要方式之一，旨在将合格的煤炭安全、高效地输送至目的地，此种运输方式通常与其他运输方式，如公路和水路运输相结合，形成多式联运，以满足不同运输需求和提高运输效率；

2、目前在进行铁路煤炭运输时，不能准确反馈轨道路线中各个路段的轨道状况并及时提醒预警，以及不能合理分析并准确判断前行环境风险性和轨道车辆实时运行风险性，且无法对轨道车辆内驾驶人员进行有效监控并判断其操控风险性，不利于保证铁路煤炭运输的安全性，管理难度大且智能化程度低；

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于云计算的铁路煤炭运输智能管理方法及系统，解决了现有技术不能准确反馈铁路煤炭运输所涉及轨道路线中各个路段的轨道状况并及时提醒预警，以及不能合理分析并准确判断前行环境风险性和轨道车辆实时运行风险性，且无法对轨道车辆内驾驶人员进行有效监控并判断其操控风险性，不利于保证铁路煤炭运输安全性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于云计算的铁路煤炭运输智能管理系统，包括智能管理平台、轨道多因素评估模块、天气影响反馈模块、轨道车辆监测模块和运输管理端；轨道多因素评估模块获取到铁路煤炭运输的轨道路线，将对应轨道路线划分为若干子段，将对应子段标记为轨道监测段u，且u为大于1的自然数；通过轨道多因素评估分析以将轨道监测段u标记为安全轨道段或存险轨道段，且将轨道路线中各个子段的标记信息经智能管理平台发送至运输管理端和相应轨道车辆的车载终端；

4、在轨道车辆的运输前行过程中，当前方的相应存险轨道段距离轨道车辆的距离≤l1时，轨道车辆的车载终端发出相应提醒语音；天气影响反馈模块实时采集到轨道车辆的位置，将轨道车辆前方l2距离处的轨道区域进行天气实时检测分析，通过分析生成天气高影响信号或天气低影响信号，且将天气高影响信号或天气低影响信号经智能管理平台发送至运输管理端和相应轨道车辆的车载终端，轨道车辆的车载终端接收到天气高影响信号时发出相应提醒语音；

5、轨道车辆监测模块对铁路煤炭运输过程中的轨道车辆进行实时监测，通过分析判断轨道车辆的运行风险性状况，并生成轨道车辆安全信号或轨道车辆存险信号，且将轨道车辆安全信号或轨道车辆存险信号经智能管理平台发送至运输管理端和轨道车辆的车载终端，轨道车辆的车载终端接收到轨道车辆存险信号时发出相应提醒语音。

6、进一步的，轨道多因素评估分析的具体分析过程如下：

7、采集到轨道监测段u中若干个检测点的实时位置，将对应检测点的实时位置相较于所设定的标准位置进行距离计算得到轨道位置验偏值，将所有检测点的轨道位置验偏值进行均值计算得到轨道位表值；以及将轨道位置验偏值与预设轨道位置验偏阈值进行数值比较，若轨道位置验偏值超过预设轨道位置验偏阈值，则将对应检测点标记为偏险点；

8、将轨道监测段u中偏险点的数量与检测点的总数量的比值标记为轨道偏险检占值，通过将轨道位表值和轨道偏险检占值进行数值计算得到轨道段况初评值，将轨道段况初评值与预设轨道段况初评阈值进行数值比较，若轨道段况初评值超过预设轨道段况初评阈值，则将轨道监测段u标记为存险轨道段。

9、进一步的，若轨道段况初评值未超过预设轨道段况初评阈值，则获取到轨道监测段u的运行天数并将其标记为运时检测值，并通过分析以确定历史阶段轨道监测段u的所有非优日并将非优日的数量标记为运行非优值，以及采集到历史阶段针对轨道监测段u进行维护检查的频率并将其标记为轨道维护检频值，并将当前时刻距离轨道监测段u的相邻上一次维护检查时刻的间隔时长标记为轨道维护隔况值；

10、通过将运时检测值、运行非优值、轨道维护检频值和轨道维护隔况值进行数值计算得到轨道段况综评值，将轨道段况综评值与预设轨道段况综评阈值进行数值比较，若轨道段况综评值超过预设轨道段况综评阈值，则将轨道监测段u标记为存险轨道段；若轨道段况综评值未超过预设轨道段况综评阈值，则将轨道监测段u标记为安全轨道段。

11、进一步的，非优日的分析确定方法如下：

12、实时采集到轨道监测段u所受到的承载压力，将承载压力与预设承载压力阈值进行数值比较，若承载压力超过预设承载压力阈值，则判断轨道监测段u处于高压状态；获取到对应日期中轨道监测段u处于高压状态的总时长并将其标记为压损时长，以及将对应日期中轨道监测段u所处环境的温度最大值和温度最小值的差值标记为环温差验值，并将温度最大值的时刻和温度最小值的时刻之间的间隔时长标记为温度隔时值，将环温差验值与温度隔时值的比值标记为环温变检值，且将对应日期中轨道监测段u所处环境的温度未处于预设适宜温度范围的总时长标记为温险总时值；

13、以及获取到对应日期中轨道监测段u所处环境的平均湿度和平均光照强度并将其标记为轨道湿测值和轨道光照值，将对应日期的压损时长、环温差验值、环温变检值、温险总时值、轨道湿测值和轨道光照值进行数值计算得到轨道日况值；将轨道日况值与预设轨道日况阈值进行数值比较，若轨道日况值超过预设轨道日况阈值，则将对应日期标记为轨道监测段u的非优日。

14、进一步的，天气实时检测分析的具体分析过程如下：

15、将轨道车辆前方l2距离处的轨道区域标记为目标区域，采集到目标区域的能见度数据、风速数据、雨雪数据和温度数据，将目标区域的温度数据与预设标准温度值进行差值计算并取绝对值以得到温度检测值，通过将能见度数据、风速数据、雨雪数据和温度检测值进行数值计算得到天气检测评析值，将天气检测评析值与预设天气检测评析阈值进行数值比较，若天气检测评析值超过预设天气检测评析阈值，则生成天气高影响信号；若天气检测评析值未超过预设天气检测评析阈值，则生成天气低影响信号。

16、进一步的，轨道车辆监测模块的具体运行过程包括：

17、采集到单位时间内轨道车辆中相应车轮的平均温度值并将其标记为车轮温况值，将单位时间内相应车轮的温度上升值标记为车轮摩擦升温值，且将车轮温况值与预设车轮温况阈值的比值标记为车轮温占值；以及获取到单位时间内轨道车辆中相应车轮所承载压力的变化值并将其标记为车轮承载压变值，并获取到单位时间内轨道车辆中相应车轮所承载压力的平均值并将其标记为承载力况值，将承载力况值与预设承载力况阈值的比值标记为车轮力占值；

18、通过将车轮温占值、车轮摩擦升温值、车轮承载压变值和车轮力占值进行数值计算得到车轮险测值，将车轮险测值与预设车轮险测阈值进行数值比较，若车轮险测值超过预设车轮险测阈值，则将相应车轮标记为风险车轮；若轨道车辆中存在风险车轮，则生成轨道车辆存险信号。

19、进一步的，若轨道车辆中不存在风险车轮，则将所有车轮的车轮险测值进行均值计算得到车轮综检值，以及采集到单位时间内轨道车辆在运输过程中的最大摆动幅度和平均摆动频率并将其分别标记为车辆摆动幅测值和车辆摆动频析值，通过将车轮综检值、车辆摆动幅测值和车辆摆动频析值进行数值计算得到轨道车辆监况值，将轨道车辆监况值与预设轨道车辆监况阈值进行数值比较，若轨道车辆监况值超过预设轨道车辆监况阈值，则生成轨道车辆存险信号；若轨道车辆监况值未超过预设轨道车辆监况阈值，则生成轨道车辆安全信号。

20、进一步的，智能管理平台与人员操作监控模块通信连接，人员操作监控模块通过摄像头对轨道车辆的驾驶室进行监控，采集到驾驶室内的人员操作监控影像，通过分析以判断是否生成操控预警信号，在生成操控预警信号时将其发送至运输管理端和轨道车辆的车载终端，车载终端接收到操控预警信号时发出相应提醒语音。

21、进一步的，人员操作监控模块的具体分析过程如下：

22、基于人员操作监控影像以实时采集到驾驶人员的单次闭眼时长，在单次闭眼时长超过预设单次闭眼时长阈值时生成操控预警信号；且基于人员操作监控影像以采集到驾驶人员的视线偏离其正前方的单次持续时长，在单次持续时长超过预设单次持续时长阈值时生成操控预警信号；

23、以及采集到单位时间内驾驶人员的眨眼频率，将眨眼频率与标准眨眼频率范围进行数值比较，若眨眼频率未处于标准眨眼频率范围内，则生成操控预警信号；若单位时间内的眨眼频率处于标准眨眼频率范围内，则采集到单位时间内驾驶人员的心率波动值、心率平均值、体温波动值和体温平均值，将心率平均值相较于预设标准心率平均值的偏差值标记为心率表况值，将体温平均值相较于预设标准体温平均值的偏差值标记为体温表况值；

24、通过将心率波动值、心率表况值、体温波动值和体温表况值进行数值计算得到操控风险值，将操控风险值与预设操控风险阈值进行数值比较，若操控风险值超过预设操控风险阈值，则生成操控预警信号。

25、进一步的，本发明还提出了一种基于云计算的铁路煤炭运输智能管理方法，包括以下步骤：

26、步骤一、轨道多因素评估模块将对应轨道路线划分为若干子段，通过轨道多因素评估分析以确定安全轨道段和存险轨道段；

27、步骤二、天气影响反馈模块将轨道车辆前方l2距离处的轨道区域进行天气实时检测分析，通过分析生成天气高影响信号或天气低影响信号；

28、步骤三、轨道车辆监测模块对铁路煤炭运输过程中的轨道车辆进行实时监测，通过分析判断轨道车辆的运行风险性状况，并生成轨道车辆安全信号或轨道车辆存险信号；

29、步骤四、人员操作监控模块通过摄像头对轨道车辆的驾驶室进行监控，采集到驾驶室内的人员操作监控影像，通过分析以判断是否生成操控预警信号；

30、步骤五、在轨道车辆的运输前行过程中，当前方的相应存险轨道段距离轨道车辆的距离≤l1时，轨道车辆的车载终端发出相应提醒语音，以及在生成天气高影响信号、轨道车辆存险信号或操控预警信号时使轨道车辆的车载终端发出相应提醒语音。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

32、1、本发明中，通过轨道多因素评估模块获取到铁路煤炭运输的轨道路线，通过轨道多因素评估分析以确定轨道路线中的安全轨道段和存险轨道段，在轨道车辆的运输前行过程中，当前方的相应存险轨道段距离轨道车辆的距离小于一定值时提醒驾驶人员注意前方危险轨道路段，保证其通行安全性；且通过天气影响反馈模块实时采集到轨道车辆的位置并将其前方相应区域进行天气实时检测分析，在生成天气高影响信号时及时提醒轨道车辆内的驾驶人员谨慎前行，进一步保证轨道车辆的安全稳定前行；

33、2、本发明中，通过轨道车辆监测模块对铁路煤炭运输过程中的轨道车辆进行实时监测，通过分析判断轨道车辆的运行风险性状况，在生成轨道车辆存险信号时提醒轨道车辆内的驾驶人员作出相应的调整措施，且通过人员操作监控模块对轨道车辆的驾驶室进行监控，通过分析以判断是否生成操控预警信号，在生成操控预警信号时提醒驾驶人员及时作出调整，进一步降低铁路煤炭运输过程中的风险性，保证铁路煤炭运输的稳定，显著减小铁路煤炭运输的管理难度，智能化程度高。