大型船閘樞紐智能云巡檢關(guān)鍵技術(shù)研究

安小剛+胡志芳

摘要：為提高巡檢管理效率，降低船閘樞紐管理成本，我們將云技術(shù)加入了電子巡檢中，智能云巡檢是利用手持巡檢終端和管理平臺(tái)系統(tǒng)，通過無線網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)實(shí)時(shí)在線管理平臺(tái)。不但方便了船閘樞紐巡檢人員的巡檢和數(shù)據(jù)上報(bào)，更大大降低了管理者的工作量，提高了管理效率，使船閘樞紐的管理工作真正實(shí)現(xiàn)信息化、智能化、科學(xué)化管理。

關(guān)鍵詞：云巡檢船閘樞紐二維碼RFID

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)等先進(jìn)信息化技術(shù)的出現(xiàn)，全面推動(dòng)了我國科技水平的快速發(fā)展，為提升企業(yè)的智能管控效率和行業(yè)水平提供了技術(shù)支持。“云”概念最先興起于美國，是通過云計(jì)算提供各種信息化服務(wù)的總稱，“云”的提出是IT業(yè)繼PC、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次革新浪潮。自2007年以來“云”技術(shù)在我國發(fā)展迅速，目前已被定義為中國戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，寫進(jìn)了“十二五”規(guī)劃，隨著行業(yè)發(fā)展的日益深入，“云”正在給科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展帶來全新的發(fā)展方向。

隨著國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，智能巡檢技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)推廣與普及。目前，我國船閘樞紐的巡檢工作主要還是依靠人工手工記錄方式，這種工作模式存在巡檢人員難以定位、工作狀態(tài)不明確、安全狀況不了解、巡檢信息交互不及時(shí)等實(shí)際問題。然而，在信息技術(shù)高度發(fā)達(dá)、信息服務(wù)至上的今天，智能云巡檢技術(shù)徹底轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)船閘樞紐的工作模式，能夠?qū)崿F(xiàn)對巡檢人員的工作狀態(tài)、人身安全各方面監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)巡檢信息的實(shí)時(shí)查詢、批示等相關(guān)業(yè)務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)對船閘樞紐設(shè)備健康狀態(tài)全局的掌握。甚至，管理部門可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求，實(shí)現(xiàn)其業(yè)務(wù)應(yīng)用到云服務(wù)上的部署，實(shí)現(xiàn)巡檢人員隨時(shí)、隨處辦公。

需求分析

目前船閘巡檢面臨的主要問題：巡檢不到位、漏檢、或不及時(shí)；手工填報(bào)巡檢結(jié)果效率低、容易漏項(xiàng)或出錯(cuò)；管理人員難以及時(shí)、準(zhǔn)確、全面地了解巡檢狀況，檢修方案制定有待進(jìn)一步優(yōu)化。智能云巡檢在大型船閘樞紐巡檢中的應(yīng)用，可以確保樞紐設(shè)備設(shè)施巡檢工作的質(zhì)量，有效提高巡檢工作的效率，面對設(shè)備運(yùn)行狀況及周圍環(huán)境的變化，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)船閘設(shè)備設(shè)施缺陷和危及船閘運(yùn)行安全的隱患，以便采取有效應(yīng)對措施，保證船舶過閘的安全，和樞紐運(yùn)行的穩(wěn)定性。

智能云巡檢

基于智能云巡檢技術(shù)，可以打破各單位一線巡檢部門各自獨(dú)立的管理局面，將各樞紐運(yùn)行管理單位的設(shè)備維護(hù)統(tǒng)一管理起來，形成一個(gè)龐大的虛擬庫，對全集團(tuán)、全省、乃至全流域范圍內(nèi)的船閘樞紐進(jìn)行統(tǒng)一管理，船閘樞紐智能云巡檢模式相比傳統(tǒng)的巡檢系統(tǒng)有如下好處：

1、極大降低系統(tǒng)建設(shè)成本

基于云計(jì)算技術(shù)，巡檢系統(tǒng)可以統(tǒng)一部署到集團(tuán)級(jí)信息中心（省級(jí)或者整個(gè)流域的信息中心），面向轄區(qū)內(nèi)所有船閘樞紐提供SaaS服務(wù)，即基于互聯(lián)網(wǎng)提供巡檢系統(tǒng)軟件的模式，下轄各船閘分支機(jī)構(gòu)無需購買軟件和硬件基礎(chǔ)設(shè)施，而是統(tǒng)一訪問云端服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和操作，這樣，系統(tǒng)的建設(shè)成本得到了極大的降低。

2、進(jìn)一步提高樞紐維護(hù)工作效率

傳統(tǒng)的船閘樞紐電子巡檢僅能解決漏檢和手工填報(bào)效率低的問題，缺乏對巡檢人員的具體工作提供有效支撐，基于云巡檢技術(shù)的巡檢管理，搭建了基于大范圍、大環(huán)境的語音溝通平臺(tái)和相關(guān)知識(shí)庫，巡檢人員遇到的問題可以最快速的得到解決辦法，工作效率實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升。

3、為設(shè)備管理工作提供大數(shù)據(jù)的支持

從技術(shù)上看，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的關(guān)系就像一枚硬幣的正反面一樣密不可分，通過基于云計(jì)算的SaaS模式，在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，勢必積累了海量的數(shù)據(jù)，而只要對該數(shù)據(jù)進(jìn)行合理利用并進(jìn)行正確、準(zhǔn)確的分析，將會(huì)帶來很高的價(jià)值回報(bào)。例如，通過對海量檢修數(shù)據(jù)的分析，可以了解到哪些設(shè)備即將出現(xiàn)缺陷，哪些設(shè)備的零件故障率最高，從而對設(shè)備的管理工作提供決策支持（例如：重點(diǎn)巡檢設(shè)備、備品備件庫存策略等）。

系統(tǒng)架構(gòu)及功能組成

1、系統(tǒng)功能架構(gòu)

按照SOA理念，系統(tǒng)整體架構(gòu)共分為6層，包括：數(shù)據(jù)層、組件層、支撐層、服務(wù)層、展示層，如下圖1所示。

2、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)模式，基于SOA組件化、開放式架構(gòu)理念，手持巡檢終端APP采用HTML5技術(shù)進(jìn)行封裝，確保移動(dòng)應(yīng)用的兼容性和控制性。巡檢數(shù)據(jù)經(jīng)無線網(wǎng)絡(luò)上傳至管理中心數(shù)據(jù)服務(wù)器，經(jīng)過聚類、抽取、統(tǒng)計(jì)、分析后，由管理端應(yīng)用程序?qū)⒀矙z信息進(jìn)行展示。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖2所示。

3、大型船閘樞紐智能云巡檢系統(tǒng)

3.1手持終端

手持終端系統(tǒng)基于安卓系統(tǒng)開發(fā)，用于現(xiàn)場巡檢信息采集、缺陷記錄登記、路徑導(dǎo)航、缺陷處理記錄等功能，數(shù)據(jù)信息以在線和離線相結(jié)合方式與管理端保持同步。巡檢人員利用巡檢終端進(jìn)行定位，制定最優(yōu)巡檢路徑，確保做到不漏檢、不過檢。巡檢人員現(xiàn)場將設(shè)備狀態(tài)錄入，結(jié)合專家?guī)炫卸ㄔO(shè)備健康狀態(tài)。系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)缺陷取證、信息檢索、實(shí)時(shí)上傳、即時(shí)語音等功能，從而有效提高巡檢效率。

3.2計(jì)算機(jī)管理端

查閱巡檢點(diǎn)的位置信息、路徑信息、缺陷及處理信息、巡檢軌跡等數(shù)據(jù)，管理人員可了解到巡檢人員以及檢修人員的工作情況。隨著設(shè)備巡檢和檢修數(shù)據(jù)的不斷積累，系統(tǒng)對于設(shè)備維護(hù)知識(shí)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并自動(dòng)統(tǒng)計(jì)設(shè)備常見故障、可能存在的缺陷等問題，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障的自動(dòng)排查，并提醒一線巡檢人員進(jìn)行重點(diǎn)巡檢。

3.3數(shù)據(jù)中心

基于云技術(shù)的巡檢系統(tǒng)可以統(tǒng)一部署到集團(tuán)級(jí)信息中心，面向轄區(qū)內(nèi)所有船閘樞紐提供SaaS服務(wù)，即基于互聯(lián)網(wǎng)提供巡檢系統(tǒng)軟件的模式，下轄各船閘分支機(jī)構(gòu)無需購買軟件和硬件基礎(chǔ)設(shè)施，而是統(tǒng)一訪問云端服務(wù)器進(jìn)行業(yè)務(wù)管理和操作，這樣，系統(tǒng)的建設(shè)成本和日常維護(hù)管理成本得到了極大的降低?；谠萍夹g(shù)的巡檢管理，搭建了基于大范圍、大環(huán)境的技術(shù)服務(wù)平臺(tái)和相關(guān)的知識(shí)庫，在系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，勢必積累了海量的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行合理利用并進(jìn)行準(zhǔn)確的分析與預(yù)測，巡檢人員遇到的問題即可最快速的得到解決辦法，工作效率實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升。

結(jié)束語

智能云巡檢讓管理者實(shí)時(shí)掌握巡檢人員位置信息、實(shí)時(shí)了解巡檢工作動(dòng)態(tài)、現(xiàn)場可視資料的查閱、留檔存儲(chǔ)，巡檢和檢修人員隨時(shí)、隨地下載設(shè)備相關(guān)的資料、圖紙信息，不僅為船閘樞紐的巡檢人員提供了基礎(chǔ)的設(shè)備巡檢輔助手段，同時(shí)也為船閘樞紐管理部門進(jìn)行巡檢監(jiān)管與業(yè)務(wù)辦理提供了可靠與高效的信息化技術(shù)平臺(tái)，是針對船閘通航效率深入挖潛的可靠保障。智能云巡檢技術(shù)手段可以推廣到港口、電廠、工礦企業(yè)等，具有廣闊的市場發(fā)展前景。

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（第一作者單位：交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院，第二作者單位：長江三峽通航管理局）endprint