基于Android系統(tǒng)的工務電子檢查本研制與應用

趙 鐵 軍

(太原鐵路局工務處，山西 太原 030000)

基于Android系統(tǒng)的工務電子檢查本研制與應用

趙 鐵 軍

(太原鐵路局工務處，山西 太原 030000)

基于Android(安卓)系統(tǒng)的“工務電子檢查本”主要面向鐵路工務管理部門及各檢查工區(qū)，實現(xiàn)了檢查數(shù)據(jù)的實時記錄、病害自動判定、數(shù)據(jù)實時上傳，以及檢查人員的實時定位等。依據(jù)《鐵路修理規(guī)則》中各類偏差判定標準，自動分析、評價病害，提高工務線路設備檢查人員工作效率，避免病害的漏圈漏畫，為線路設備檢查的由人工為主向智能分析的轉變提供有效手段和信息支撐平臺。

Android，工務，檢查

1 研制背景

近幾年，列車不斷提速、行車密度不斷增加，致使線路設備破壞加劇，維修養(yǎng)護時間變短，線路設備檢查、維修人員的工作壓力與日俱增，傳統(tǒng)的紙質檢查記錄本記錄效率低下。目前，鐵路工務人工檢查主要存在兩方面的問題：一是人工檢查記錄本無法自動判斷病害，尤其三角坑問題，極易出現(xiàn)漏圈漏畫情況；二是檢查記錄的數(shù)據(jù)要實現(xiàn)匯總整理，必須先手動整理成Excel表，然后再由工務段業(yè)務部門進行人工分類統(tǒng)計，生成指導維修的各種報表，工作量巨大。

為了實時掌握鐵路線路設備狀態(tài)，進一步加強對工務設備檢查人員的工作的監(jiān)管，提高線路設備檢查人員的工作效率，利用當今高科技產品、采用移動信息化手段，開發(fā)一套平板電腦的工務電子檢查本，實現(xiàn)線路檢查匯總工作的科學管理。

2 研制方案的確定

針對當前人工檢查及管理方面存在的問題，工務處、工務段質檢中心以及檢查人員共同商定，與山西世恒鐵路技術有限公司合作，借助應用非常廣泛的安卓系統(tǒng)智能終端實現(xiàn)人工檢查數(shù)據(jù)的記錄、智能判定，利用GPRS/3G實現(xiàn)檢查數(shù)據(jù)的實時上傳、匯總查詢、統(tǒng)計等，從而解決人工檢查、管理各個環(huán)節(jié)存在的問題，不僅使人工檢查由落后的紙筆記錄變?yōu)閷崟r高效的電子記錄，而且為人工檢查提供了有效的監(jiān)控管理平臺。

3 技術創(chuàng)新及特點

3.1 人工檢查病害的自動判定

目前，人工檢查數(shù)據(jù)的記錄及病害判斷均由檢查人員手動完成，可能存在記錄不清晰，病害漏圈等情況；三角坑病害完全依靠檢查人員判定，且紙質檢查本標記困難，極易出現(xiàn)病害遺漏情況。

“工務電子檢查本”植入各種線路設備的病害判斷標準，檢查人員只需錄入檢查數(shù)據(jù)，手持終端立即自動判定病害級別，并變色提示。尤其引入三角坑算法，自動判定三角坑，檢查人員記錄幾何尺寸后，手持終端自動運算三角坑。

3.2 檢查過程監(jiān)控

檢查人員是否按時按周期對線路設備進行檢查，工務段質檢中心及工務處目前無法有效監(jiān)控。

電子檢查本通過內置的GPS/北斗定位系統(tǒng)，可實現(xiàn)對檢查人員的實時定位，并形成人員運動軌跡，監(jiān)控人員可隨時監(jiān)控或調閱歷史記錄，避免了漏檢或人為作假。

3.3 直觀項目檢查引入拍照/視頻/錄音

直觀項目檢查全憑文字記錄描述，檢查人員手機拍照，無法與紙質記錄關聯(lián)保存，維修人員依照文字描述不能準確判斷現(xiàn)場情況，給維修工作造成不便。本系統(tǒng)借助智能終端的拍照、視頻、錄音功能，用于直觀項目檢查，使直觀項目檢查問題更清晰、直觀。

3.4 方便人工檢查數(shù)據(jù)電子化

“工務電子檢查本”全程對錄入信息進行規(guī)范，檢查數(shù)據(jù)及病害直接進入數(shù)據(jù)庫，統(tǒng)計匯總方便快捷，精確度也大幅提高，完全可以滿足工務日常使用。

4 系統(tǒng)組成

“工務電子檢查本”系統(tǒng)由便攜式手持設備、服務器、客戶端軟件平臺構成。

4.1 便攜式手持設備

便攜式手持設備為安卓系統(tǒng)的平板電腦，是本系統(tǒng)主要輸入硬件設備。內置攝像頭、定位模塊及GPRS模塊。手持終端安裝專用的APP軟件，用于實現(xiàn)人工檢查數(shù)據(jù)的記錄、病害判定、數(shù)據(jù)查詢、上傳及檢查人員定位數(shù)據(jù)上傳等功能。

電子檢查本由檢查人員隨身攜帶，上道檢查時，將檢查數(shù)據(jù)錄入電子檢查本，即可自動判定線路幾何尺寸病害等級，及三角坑病害；直觀項目檢查可輔助拍照、視頻，并對檢查人員實時定位，檢查數(shù)據(jù)、定位信息、圖片/視頻等通過3G/GPRS遠程傳輸?shù)娇蛻舳塑浖脚_，實現(xiàn)了對線路檢查的實時傳輸。

4.2 服務器

服務器主要負責實時接收電子檢查本發(fā)回的檢查數(shù)據(jù)及定位信息，并進行入庫處理；系統(tǒng)遠程升級、遠程參數(shù)設置等功能。托管在運營商機房，主要用于數(shù)據(jù)接收、入庫、參數(shù)設置，并為客戶端軟件平臺提供數(shù)據(jù)。

4.3 監(jiān)控軟件平臺

GIS地圖與鐵路線路地圖結合，實現(xiàn)檢查人員的實時定位、軌跡回放，檢查數(shù)據(jù)的入庫、查詢、匯總統(tǒng)計、生成報表等功能。主要用于工務段調度指揮中心，主要負責檢查人員地圖定位、運行軌跡，檢查記錄的查詢、統(tǒng)計、圖片查看等。

5 系統(tǒng)功能說明

“工務電子檢查本”手持端為安卓系統(tǒng)的平板電腦，由以下模塊組成：線路檢查、曲線正矢檢查、菱形道岔檢查、交分道岔檢查、單開道岔檢查、雙開道岔檢查、可動心軌單開道岔檢查、直觀項檢查。涵蓋了鐵路工務日常檢查的所有內容。

工務設備檢查人員攜帶手持設備進行設備檢查時，按檢查區(qū)段的線路類型，選擇相應模塊，按軌號記錄檢查區(qū)段的幾何尺寸及直觀項目問題等。輔助拍照、錄像、錄音等，全方位、直觀地記錄檢查區(qū)段存在的問題。記錄一組檢查數(shù)據(jù)，在保存數(shù)據(jù)的同時，即可將數(shù)據(jù)上傳至客戶端軟件平臺。手持設備APP自動分析檢測數(shù)據(jù)，并通過黃、橙、紅三種警示色區(qū)分病害級別。

手持設備實時上傳檢查人員的GPS位置信息，客戶端軟件平臺直觀顯示檢查人員所在位置及運行軌跡。

路局/工務段監(jiān)控端由以下模塊組成：基礎數(shù)據(jù)、軌跡信息、檢查記錄?？蛻舳塑浖脚_實時接收本單位各手持設備發(fā)回的檢查數(shù)據(jù)、GPS位置信息，實現(xiàn)檢查數(shù)據(jù)的入庫、查詢，綜合管理。同時，便于工務段管理人員對線路設備檢查工作的有效監(jiān)管。

基礎數(shù)據(jù)是工務電子檢查本的基礎，主要提供設備信息檢索功能。包括電子檢查本的歸屬單位、姓名、手機號碼等，日常由管理人員進行基礎數(shù)據(jù)的維護。

軌跡信息是工務電子檢查本的監(jiān)督輔助功能，主要提供GIS定位，軌跡回放，軌跡查詢等功能。

6 技術原理

“工務電子檢查本”客戶端監(jiān)控平臺基于.Net FrameWork框架的微軟最新開發(fā)技術，構建基于IIS的WEB應用程序，系統(tǒng)采用開放式三層體系結構，ORM采用Microsfot公司最新實體關系框架Entity Framework與數(shù)據(jù)庫交互，開發(fā)模式采用現(xiàn)代流行的MVC(即Model-View-Controller)，前端框架采用EasyUI，并結合Jquery,AJAX、智能檢索等技術。使系統(tǒng)具有運行安全穩(wěn)定、操作簡便、易于維護、可擴展性強等諸多特點。

數(shù)據(jù)庫采用Oracle 12c數(shù)據(jù)庫，在海量數(shù)據(jù)存貯，云計算，數(shù)據(jù)安全，并發(fā)，運行效率等方面都具有無可比擬的優(yōu)勢。

其技術原理是，在整個系統(tǒng)構建時，采用三層架構(3-tier architecture)，分層設計，將整個業(yè)務應用劃分為：界面層(User Interface layer)、業(yè)務邏輯層(Business Logic Layer)、數(shù)據(jù)訪問層(Data access layer)。

在分層設計時，遵循了面向接口設計的思想，各層之間“高內聚低耦合”，最大限度地降低層與層之間的依賴，是一個支持可抽取、可替換的“抽屜”式架構。結構清晰、耦合度低,，可維護性高，可擴展性高；利于開發(fā)任務同步進行；容易適應需求變化，提高了效率。

“工務電子檢查本”手持端基于Android系統(tǒng)開發(fā)，采用Ant & Eclipse ADT工程結構，構建基于Android的應用程序，數(shù)據(jù)庫采用“SQLite”數(shù)據(jù)庫，用來存儲本地數(shù)據(jù)和基本數(shù)據(jù)。SQLite數(shù)據(jù)庫通過數(shù)據(jù)庫級上的獨占性和共享鎖來實現(xiàn)獨立事務處理。這意味著多個進程可以在同一時間從同一數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，但只能有一個可以寫入數(shù)據(jù)。

7 客戶端軟件功能

監(jiān)控中心客戶端用于工務段、工務處對線路檢查數(shù)據(jù)匯總、分析，以及對檢查人員的實時監(jiān)控。

工務電子檢查本客戶端基于電子地圖開發(fā)，實現(xiàn)對檢查人員的實時定位，及檢查數(shù)據(jù)的查詢、統(tǒng)計、分析。系統(tǒng)子菜單包括：設備管理模塊(主要用于電子檢查本基礎數(shù)據(jù)管理，包括增刪改查等)軌跡查詢、回放模塊(主要實現(xiàn)檢查人員的運行軌跡回放及位置信息查詢)、檢查記錄模塊(檢查人員上傳的線路設備檢查數(shù)據(jù)，包括：線路檢查、曲線正矢以及6種道岔檢查數(shù)據(jù)，以及匯總生成病害數(shù)據(jù)導出表)。

靜態(tài)病害庫導出，自動將符合檢索條件的檢查數(shù)據(jù)幾何尺寸病害，直觀項導出，并統(tǒng)計靜態(tài)病害類型、病害情況、病害項目、扣分標準、是否為重復病害等項目。

曲線正矢檢查模塊實現(xiàn)了曲線正矢軌道檢查數(shù)據(jù)檢索，曲線正矢檢查報告導出；道岔檢查模塊實現(xiàn)了菱形軌道檢查數(shù)據(jù)檢索，靜態(tài)病害數(shù)據(jù)、超臨修病害數(shù)據(jù)導出，如果檢查數(shù)據(jù)中含有R字符，則標明此病害為重復病害。

8 結語

“工務電子檢查本”從提高日常工作效率入手，兼顧工務段、工務處對人工檢查的監(jiān)督管理需要，將平板電腦、APP軟件、客戶端監(jiān)控應用到工務線路設備檢查工作，研發(fā)了工務電子檢查本來取代傳統(tǒng)的紙質檢查本。電子檢查本的自動判定病害、實時上傳數(shù)據(jù)、輔助拍照功能、人員實時定位、自動統(tǒng)計匯總等功能，基本滿足了工務日常使用，使檢查工區(qū)人員免于病害判定、檢查數(shù)據(jù)整理匯總等工作，也使鐵路工務段業(yè)務部門節(jié)省了數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計的時間及人力投入，極大地提高了鐵路人工檢查分析各環(huán)節(jié)的工作效率，可在一定程度上實現(xiàn)鐵路工務檢測“大數(shù)據(jù)”共享，為各級決策提供參考。

[1] 中華人民共和國鐵道部.鐵路線路修理規(guī)則[Z].2006.

[2] 鐵總信息[2017]152號，鐵路信息化總體規(guī)劃[Z].

OnresearchandapplicationofelectroniccheckbooksofworksbasedonAndroidsystem

ZhaoTiejun

(EngineeringOffice,TaiyuanRailwayBureau,Taiyuan030000,China)

The paper indicates the electronic checkbooks based on Android system are oriented to the railway works management departments and check areas, realizes the timely records of the check data, automatic identification of diseases, timely uploads of data, and timely location of the check personnel, undertakes the automatic analysis and disease judgment, improves the efficiency of the check personnel of the works route equipment and avoid the leakage of the diseases from the error judgement standards in theRegulationforRailwayMaintenance, so as to provide some effective means and information support platform for the transformation from the human-oriented management to the intelligent analysis for the route equipment check.

Android, works, check

2017-10-07

趙鐵軍(1973- ),男，高級工程師

1009-6825(2017)35-0224-02

U216.2

A